摘要：随着我国电力行业飞速发展，自动化应用越来越广，用户对电力要求越来越高，检修运行人员对设备可靠性越来越严，为了保证电站设备的运行可靠性、安全性，根据本文的备自投设计、改造，充分展示了备自投装置的实用性。
关键词：水电站；备自投；改造
一、备自投简介：
发电站、变电站对供电安全性要求必要高，通常设计两路单独电源点，一路为主用电源，另一路为备用，通常有主用电源供电，当主用电源故障或停电时，备用电源以自动方式投入确保负荷电源不断电，从而确保供电的可靠性，备用电源自动投入装置简称备自投。
常用的备自投有明备用和暗备用两种，明备用是指专门设置一备用电源，并装设备用电源自动投入装置。当某台工作变压器故障断开时，就可有选择地把备用变压器迅速投入到停电的那段母线上去，以保证立即恢复供电。
暗备用是指不专门设置备用电源，两台或多台厂用变压器互为备用，并且每台变压器的容量都选得较大。以两台互为备用为例，正常工作时，两台厂用变压器都投入运行，当其中任一台变压器故障断开时，故障段母线就自动切换到另一台厂用变压器供电。
备自投常用方式：1、母联分段备自投；2、进线备自投；3、变压器备自投。
1、母联分段备自投：分段母线正常运行时投入备自投，母联断路器断开，当一段母线进线电源故障使得母线失电时，备自投投入合上母联断路器。
2、进线备自投：母线上两路进线电源正常是一路运行，另一路备用，当主用线路故障使得母线失电时，备自投投入将备用线路自动投入。
3、变压器备自投：两台变压器，一台主用，一台备用，当主用变压器发生故障，母线失电时，备自投投入将备用变压器自动投入。
二、站内简介
某水电站为境外项目，因水电站特殊，仅有一路柴油机备用电源，当电网故障，机组甩负荷后，全站将短时失电，主厂房至大坝3kM，10kV线路为钢芯铝绞架空线，每年雨季都遭受所在地区的暴雨、雷电、山体滑坡、草藤蔓延等因素破坏，不同程度影响了大坝的可靠供电，水电站大坝是非常重要的水工建筑物，一旦发生突来洪水，10kV供电中断，上坝公路塌等检修人员根本来不及到大坝进行启动柴油机及倒负荷、提闸门等操作，这样会面临水漫坝的恶性事故，为了大坝的可靠安全供电，我们进行了升级改造工作。使得大坝柴油机在失电是实现了自启动功能。
三、改造目的和方法
1、改造目的
400V母线供电电源取自厂房10kV 055断路器，备用电源为大坝柴油发电机，大坝柴油发电机不具备备自投功能，为了提高大坝用电可靠性，保证防汛安全，在坝区PLC内添加备自投程序。
2、改造方法及说明
⑴在大坝LCUA1柜柜体安装一个转换开关，为“大坝备自投现地投/退”开关，接入开人量DI177，定义为“大坝备自投现地退出”；接入开人量DI176，定义为“大坝备自投现地投入”；
⑵在大坝LCUA1柜增加柴油发电机本体开关416-1位置信号，接入开入量DI174，定义为“大坝柴油发电机本体开关416-1分位”；接入开入量DI175，定义为“大坝柴油发电机本体开关416-1合位”；
⑶在中控室操作员站后台增加虚拟量“大坝备自投后台投入”、“大坝备自投后台退出”按钮，实现远方投退备自投功能。
⑷定义大坝LCUA1柜PLC第68路开出继电器R68为“启动柴油发电机”出口，此功能目的如下：
1）系统失电时，柴油发电机可以自动启动。
2）实现上位机启、停大坝柴油发电机功能。
3、逻辑判据
⑴流程一：系统失电自动启柴油发电机。
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①备自投充电条件1：大坝LCUA1柜“现地/远方”控制方式把手置“现地”位&大坝LCU柜“大坝备自投投入”信号DI176=1
②备自投充电条件2：大坝LCUA1柜“现地/远方”控制方式把手置“远方”位&后台“大坝备自投投入”&大坝LCU柜“大坝备自投投入”DI176=1
③备自投充电条件满足后（条件1或条件2满足其中一个即可），如系统失电，动作过程如下：
1）大坝PLC检测62B低压侧无压，即A、B、C三相电压小于10%Ue；A、B、C三相电流为零。
2）PLC延时20秒，分415断路器（继电器R65开出），如20s后62B低压侧电压大于70%Ue，则认为系统电压已正常，不启动柴油发电机；
3）415断路器确已分闸（“分闸DI168=1”&“合闸DI169=0”）；
4）启动大坝柴油发电机（继电器R68开出，且一直保持线圈得电，当R68失电时，柴油发电机自动停止）；
5）延时60秒；
6）PLC判柴油发电机本体出口开关是否在合位（“合位DI175=1”&“分位DI174=0”）；
7）确认柴油发电机本体出口开关在合位后，合416断路器（继电器R66开出）；
8）检测62B低压侧是否有压，即A、B、C三相电压大于70%Ue；
9）中控室启动大坝LCU光字牌“大坝柴油发电机供电正常”。
⑵流程二：远方启动柴油发电机
①远方中控室发“启动大坝柴油发电机”令；
②大坝PLC出口分415断路器并检查确分（“分闸DI168=1”&“合闸DI169=0”）；
③大坝PLC检测62B低压侧无压，即A、B、C三相电压小于10%Ue；A、B、C三相电流为零。
④启动柴油发电机（继电器R68开出，且一直保持线圈得电，当R68失电时，柴油发电机自动停止）；
⑤延时60秒；
⑥PLC判柴油发电机本体出口开关416-1是否在合位（“合位DI175=1”&“分位DI174=0”）；
⑦确认柴油发电机本体出口开关416-1在合位后，合416断路器（继电器R66开出）；
⑧检测62B低压侧有压，A、B、C三相电压大于70%Ue；
⑨中控室报“大坝柴油发电机供电正常”信号。
⑶流程三：远方停大坝柴油发电机
①远方发“停大坝柴油发电机”令；
②继电器R68出口失电；
③发“停大坝柴油发电机”令60s后判断判柴油发电机本体出口开关在分位（“合位DI175=0”&“分位DI174=1”）；
④中控室报“大坝柴油发电机停机成功”信号。
四、试验校核：
1、在中控室操作员站远方发“启动大坝柴油发电机”令，柴油机启动，建压正常后，本体开关416-1合闸成功。
2、在中控室操作员站远方发“停大坝柴油发电机”令，柴油机本体开关416-1分闸，柴油机停机成功。
3、投入大坝LCU柜“大坝备自投投入”压板，将大坝LCUA1柜“现地/远方”控制方式把手置“现地”位，手动断开415断路器，大坝柴油机自动启动，建压正常后，本体开关416-1、416断路器合闸成功。400V母线电压正常，逻辑416、415断路器位置互为闭锁，合415断路器失败。
4、现地操作停柴油机按钮，断开本体开关416-1、416断路器，柴油机空转至停机成功。
通过试验验证了柴油机程序、流程执行正确，从而缩短了人为现地启动柴油机的时间，缩短了停电时间，提高了备用电源的可靠性。
五、结语
本文介绍了水电站一个典型的微机备用电源自投装置改造项目，只需硬件满足条件及合理的程序设计，自适应备自投功能就能实现。随着电力自动化水平越来越高，在今后工作领域中运用越来越多。
参考文献：
[1]RCS系列备用电源自投保护装置说明书。
[2]许正亚 编著.电力系统自动装置，北京：水电出版社，1989
论文作者:王小侣
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：大坝论文; 发电机论文; 柴油论文; 现地论文; 断路器论文; 本体论文; 母线论文; 《电力设备》2018年第27期论文;