功果桥电站10.5kV厂用电备自投控制逻辑及技术改进措施

功果桥电站10.5kV厂用电备自投控制逻辑及技术改进措施

李锦

李锦

（华能澜沧江水电有限公司，云南昆明650214）

摘要：本文主要介绍功果桥电站10.5kV厂用电备自投控制逻辑及技术改进措施，充分考虑电站厂用电的可靠性、灵活性和“无人值班”技术条件，满足了电厂正常运行方式下厂用电电源不少于2个的要求，方案合理、可行，提高了厂用电供电可靠性。

关键词：厂用电备自投外来电源控制逻辑

1功果桥电站及10.5kV厂用电概述

功果桥电站位于云南省云龙县大粟树西侧，为澜沧江中下游河段规划梯级的最上游一级，库尾紧接苗尾水电站，下游与小湾水电站相接。电站装机容量900MW（4×225MW），按“远程集控、无人值班”设计，以500kV电压等级单一线路功大甲线接入电力系统，在系统中担任调峰、调频和事故备用。10.5kV厂用电系统目前的接线方式是每台厂高变通过一台断路器分别连接一段10.5kV母线，即15.75kV厂高变1TG、2TG、3TG、4TG分别通过901、902、903、904断路器与10.5kV厂用电Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段母线连接，两路地区外部电源分别通过905、906断路器与坝区10.5kV厂用电Ⅴ、Ⅵ段母线相连。10.5kV厂用电Ⅰ和Ⅱ段、Ⅱ和Ⅲ段、Ⅲ和Ⅳ段、Ⅴ和Ⅵ段、Ⅰ和Ⅵ段、Ⅲ和Ⅴ段之间分别设置有联络断路器。如图1所示：

2厂用电运行方式及存在的问题

目前功果桥电站厂用电正常运行方式为：

2.1Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段母线分段运行，由厂高变供电，机组发电作为本段10.5kV厂用电的第1供电电源；

2.2机组停运期间由500kV系统倒送电，作为第2供电电源；

2.3Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段间母联开关保持热备用状态，相邻段设置备自投，作为第3供电电源；

2.4全厂设置地区外部电源Ⅴ、Ⅵ段为备用电源母线，采用手动方式投入，作为第4供电电源。Ⅴ、Ⅵ段正常情况下分段运行。

原设计院提供的备自投方案如下：厂用电Ⅱ段是Ⅰ段的备用电源，Ⅲ段是Ⅳ段的备用电源；当Ⅱ段失电后，以Ⅰ段为优先备用电源，当Ⅰ段同时失电时，以Ⅲ段为Ⅱ段的备用电源；当Ⅲ段失电后，以Ⅳ段为优先备用电源，当Ⅳ段同时失电时，以Ⅱ段为Ⅲ段的备用电源；未考虑Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段与Ⅴ、Ⅵ段外部电源之间的备自投。在500kV线路单一线路送出跳闸或其他原因引起10.5kV厂用电Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段全部失电时，将会使厂内所有厂用电消失，若外部电源供电采用手动方式投入，不满足“远程集控、无人值班”的要求，自动化水平低，厂用电存在较长时间失电运行的风险。

310.5kV厂用电备自投控制逻辑技术改进措施

针对以上问题，确保厂用电运行可靠性，电站专业人员通过研究讨论增加10.5kV厂用电Ⅴ、Ⅵ段母线之间的备自投逻辑，并且增加Ⅴ、Ⅵ段母线和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段母线之间的备自投逻辑，在10.5kV厂用电Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段母线失电时，自动将10.5kV厂用电Ⅴ、Ⅵ段外部电源接入厂用电系统。

3.1厂用电接线调整

10.5kV厂用电接线作如图2调整：将10.5kV厂用电接线由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段顺序连接调整为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅰ段顺序连接，即取消Ⅰ、Ⅱ段之间的联络线，增加Ⅳ段和Ⅰ段联络线。增加Ⅳ段和Ⅵ段、Ⅱ段和Ⅴ段之间的联络线，使10.5kV厂用电Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段分别与外部电源Ⅴ段、Ⅵ段存在直接联系。

改进后的10.5kV厂用电示意图如图2所示(930断路器为手动联络断路器，不参与备自投逻辑控制)。

3.2备自投逻辑方案

备自投组合方式为10.5kV厂用电Ⅰ、Ⅳ、Ⅵ段一组，Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ段一组，两组之间不采用任何备自投的联系，即取消Ⅰ和Ⅱ段、Ⅲ和Ⅳ段之间的备自投功能，增加Ⅰ和Ⅳ段、Ⅰ和Ⅵ段、Ⅳ和Ⅵ段、Ⅱ和Ⅲ段、Ⅱ和Ⅴ段、Ⅲ和Ⅴ段、Ⅴ和Ⅵ段之间的备自投功能。本方案需要三套RCS-9651CS装置参与备自投控制，三套备自投装置之间不进行配合，独立工作。具体配置为：装置1控制10.5kV厂用电Ⅰ、Ⅳ、Ⅵ段母线之间的备自投，装置2控制10.5kV厂用电Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ段母线之间的备自投，装置3控制10.5kV厂用电Ⅴ、Ⅵ段母线之间的备自投。在装置1和装置2上设置一个切换把手，用于切换备自投逻辑一和逻辑二，以便在不同情况下选择合适的备自投方式。

3.2.1备自投逻辑一

10.5kV厂用电Ⅰ、Ⅳ、Ⅵ段：当Ⅰ段失电，以Ⅵ段为优先备用电源，若Ⅰ段向Ⅵ段取电失败，则向Ⅳ段取电；当Ⅳ段失电，以Ⅵ段为优先备用电源，若Ⅳ段向Ⅵ段取电失败，则向Ⅰ段取电。当Ⅰ、Ⅳ段同时失电时，Ⅰ、Ⅳ段均向Ⅵ段取电。

10.5kV厂用电Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ段：当Ⅱ段失电，以Ⅴ段为优先备用电源，若Ⅱ段向Ⅴ段取电失败，则向Ⅲ段取电；当Ⅲ段失电，以Ⅴ段为优先备用电源，若Ⅲ段向Ⅴ段取电失败，则向Ⅱ段取电。当Ⅱ、Ⅲ段同时失电时，Ⅱ、Ⅲ段均向Ⅴ段取电。

10.5kV厂用电Ⅴ、Ⅵ段：外来电源Ⅴ段和Ⅵ段互为备用电源，当Ⅴ段失电，以Ⅵ段为备用电源；当Ⅵ段失电，以Ⅴ段为备用电源。具体备自投逻辑如下（951、961、962正常状态置合位）：

1.Ⅰ、Ⅳ、Ⅵ段母线备自投逻辑表（961、962正常状态置合位）：

3.2.2备自投逻辑二

10.5kV厂用电Ⅰ、Ⅳ、Ⅵ段：当Ⅰ段失电，以Ⅳ段为优先备用电源，若Ⅰ段向Ⅳ段取电失败，则向Ⅵ段取电；当Ⅳ段失电，以Ⅰ段为优先备用电源，若Ⅳ段向Ⅰ段取电失败，则向Ⅵ段取电。当Ⅰ、Ⅳ段同时失电时，Ⅰ、Ⅳ段均向Ⅵ段取电。

10.5kV厂用电Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ段：当Ⅱ段失电，以Ⅲ段为优先备用电源，若Ⅱ段向Ⅲ段取电失败，则向Ⅴ段取电；当Ⅲ段失电，以Ⅱ段为优先备用电源，若Ⅲ段向Ⅱ段取电失败，则向Ⅴ段取电。当Ⅱ、Ⅲ段同时失电时，Ⅱ、Ⅲ段均向Ⅴ段取电。

10.5kV厂用电Ⅴ、Ⅵ段：外来电源Ⅴ段和Ⅵ段互为备用电源，当Ⅴ段失电，以Ⅵ段为备用电源；当Ⅵ段失电，以Ⅴ段为备用电源。具体备自投逻辑如下（951、961、962正常状态置合位）：

4结语

目前，经过功果桥电站10.5kV厂用电备自投控制逻辑改进，10.5kV厂用电Ⅰ、Ⅳ、Ⅵ段；Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ段；Ⅴ、Ⅵ段三套备自投装置之间不进行配合，独立工作。在枯期水轮发电机组小方式运行情况下，控制方式切换至逻辑1外来用电源Ⅴ、Ⅵ段为主；在汛期水轮发电机组大方式运行情况，控制方式切换至逻辑2，主要以厂内用电为主，可降低年度厂用电率目的；厂用电投产至今备投动作率100%，未出现全厂停电现象发生。通过此次改进，提高了功果桥电站厂用电运行可靠性，确保“N-1”故障情况下，厂用电具备双备用电源，为电站“远程集控、无人值班”安全稳定运行奠定了基础。

参考文献：

【1】《电力工程电气设计手册电气一次部分》.中国电力出版社，1989-12

【2】《电力工程电气设计手册电气二次部分》.中国电力出版社，1989-12

【3】DL/T5164-2002《水利发电厂厂用电设计规程》.中华人民共和国电力行业标准