廠用400 V PC母線電源ECS自切邏輯的改進

葛圣宇

（上海上電漕涇發(fā)電有限公司，上海201507）

0 引言

BZT（備用電源自動投入裝置）是電力系統(tǒng)中非常重要的電氣裝置，在較低電壓等級的用戶供電系統(tǒng)，特別是0.4～35 k V系統(tǒng)中常采用BZT，以保證自動化生產(chǎn)供電不中斷，并避免引起生產(chǎn)裝置因失電而停車的嚴重后果，對提高多電源供電負荷的供電可靠性，保證連續(xù)供電有著重要的作用。備自投有進線備自投、母聯(lián)備自投等多種類別，本文所述的母聯(lián)備自投即在一路電源失電時執(zhí)行殘壓切換，合上分段母聯(lián)開關，保證母線的持續(xù)供電。在ECS［電氣控制系統(tǒng)，為機組分散控制系統(tǒng)（DCS）的一部分］中采用軟邏輯模塊實現(xiàn)該功能是目前一種較為簡單的備自投實現(xiàn)方法。

1 漕涇電廠400 V廠前區(qū)PC電源ECS自切邏輯概述

漕涇電廠400 V廠前區(qū)PC電源（圖1）自切改造于2014年1C02檢修中完成，目前由ECS軟邏輯控制，為雙方向切換。

圖1 400 V廠前區(qū)PC段部分一次接線圖

具體切換邏輯如下：

（1）廠前區(qū)變B故障，廠前區(qū)變A帶400 V廠前區(qū)變B段母線運行邏輯條件：1）400 V廠前區(qū)A／B段母聯(lián)斷路器處于分閘位置；2）400 V廠前區(qū)A／B段母聯(lián)斷路器保護未動作；3）400 V廠前區(qū)A／B段母聯(lián)斷路器無異常；4）400 V廠前區(qū)A段電源進線斷路器處于合閘位置；5）400 V廠前區(qū)B段電源進線斷路器處于分閘位置；6）廠前區(qū)變B低壓側接地保護未動作；7）400 V廠前區(qū)A段母線有壓（U＞80 V）；8）母聯(lián)斷路器自投軟壓板處于投入位置（A段失電同理）。

（2）由廠前區(qū)變A經(jīng)母聯(lián)開關帶廠前區(qū)B段母線運行切換為由廠前區(qū)變B帶B段母線運行邏輯條件：1）400 V廠前區(qū)A段電源進線斷路器處于合閘位置；2）400 V廠前區(qū)B段電源進線斷路器處于分閘位置；3）400 V廠前區(qū)B段電源進線斷路器無異常；4）廠前區(qū)變B低壓側接地保護未動作；5）400 V廠前區(qū)A／B段母聯(lián)斷路器處于分閘位置；6）400 V廠前區(qū)B段母線電壓有壓（U＞80 V）；7）進線斷路器自投軟壓板處于投入位置（另一段同理）。

切換過程說明：（1）拉開母聯(lián)斷路器自投軟壓板，投入進線斷路器自投軟壓板；（2）手動拉開400 V廠前區(qū)A／B段母聯(lián)斷路器，判進線斷路器滿足合閘條件后自動合閘。

2 上述自切邏輯缺點分析

2.1 切換邏輯之間有干擾

由于邏輯條件采用的是無延時的開關狀態(tài)量，故2個切換邏輯（自合母聯(lián)、自合進線）之間互有干擾，若用同一塊投退軟壓板進行閉鎖，在故障恢復、拉開母聯(lián)斷路器時，會同時滿足邏輯1、2的條件，造成邏輯無法繼續(xù)的情況出現(xiàn)，所以需要分別用2塊投退軟壓板進行閉鎖。

2.2 壓板投退工作繁復

2塊投退軟壓板同時只能投入一塊，系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下（即變壓器分別帶相應段母線，母聯(lián)斷路器分閘）投入母聯(lián)斷路器自投壓板，拉開進線斷路器自投壓板。當需要進行進線開關自合邏輯時，拉開母聯(lián)斷路器自投壓板，投入進線斷路器自投壓板。當切換完成，恢復正常運行工況后，還需將壓板擺放至初始位置。這不僅加大了人工操作量，也產(chǎn)生了一定安全隱患。

2.3 保護動作閉鎖切換邏輯不完善

當廠前區(qū)變低壓側接地保護動作時，該邏輯會閉鎖母聯(lián)斷路器的自合閘，防止合于故障，造成故障范圍擴大。但若廠前區(qū)變A低壓側接地保護誤動作，跳開廠前區(qū)A 400 V進線開關，這時由于保護動作，邏輯1被閉鎖，母聯(lián)不會自合閘。但當運行人員檢查無故障復位保護裝置時，由于此時斷路器狀態(tài)滿足切換條件，保護閉鎖條件消失后，電源自切合閘邏輯將會運行，造成不必要的麻煩。目前的解決方法是，在復歸保護裝置前，需將母聯(lián)斷路器軟壓板置于拉開狀態(tài)。

3 改進后的切換邏輯

改進后的切換邏輯如圖2、圖3所示。

3.1 改進內(nèi)容

（1）邏輯1不再由進線斷路器分位直接啟動，而是判斷母線失壓條件，同時邏輯出口2 s（TIME2）延時再分進線斷路器。（2）400 V廠前區(qū)A／B段母聯(lián)斷路器分閘位置增加了10 s的持續(xù)延時判別條件（TIME1）。（3）邏輯2條件里增加了400 V廠前區(qū)A／B段母聯(lián)斷路器合閘位置，同時增加了3 s（TIME3）的延時條件。（4）2個邏輯共用一塊自動切換功能投退軟壓板。（5）增加了閉鎖：切換動作一次后閉鎖切換功能60 s。（6）增加了保護動作后自保持的切換閉鎖功能。

3.2 改進說明

圖2 400 V廠前區(qū)PC段電源自動合閘邏輯1

圖3 400 V廠前區(qū)PC段電源自動合閘邏輯2

（1）原先的邏輯1以進線斷路器分閘位置為主要判別條件，若廠前區(qū)6 k V斷路器跳閘，聯(lián)跳廠前區(qū)400 V斷路器，而400 V斷路器拒跳，此時400 V廠前區(qū)PC段已經(jīng)失電，但由于沒有收到400 V進線斷路器分閘位置，則自切邏輯不會啟動。所以改為以母線失壓為判別條件，當母線失壓后，經(jīng)2 s延時再分一次進線斷路器，接收到進線斷路器分閘位置信號后，自動合母聯(lián)斷路器。這樣也避免了進線斷路器實際位置未分開，誤合母聯(lián)倒送電的情況發(fā)生。（2）由于邏輯1與邏輯2共用一塊投退軟壓板，為避免互相干擾，在邏輯1的母聯(lián)斷路器分閘位置條件里增加了10 s的延時判別條件，母聯(lián)斷路器分閘位置信號必須保持10 s以上才滿足邏輯1切換條件，這樣就避免了需要邏輯2啟動時（即手動分母聯(lián)斷路器，自動合進線斷路器），分母聯(lián)斷路器后，邏輯1搶先動作，誤再合母聯(lián)斷路器的情況發(fā)生。（3）原先的邏輯2是利用單獨的軟壓板（進線開關自投壓板）在正常工況自我閉鎖，改進的邏輯1、2共用一塊投退壓板，同時邏輯2內(nèi)增加了3 s前母聯(lián)斷路器為合閘狀態(tài)的條件，保證邏輯2的合進線斷路器邏輯正確工作在手動分母聯(lián)斷路器的切換過程中。如果沒有這條判別條件，那么在正常運行工況下，由于母聯(lián)斷路器是分閘狀態(tài)，當進線斷路器偷跳或運行人員手動操作分開進線斷路器時，邏輯2均會誤動作。（4）由上述說明，2個切換邏輯完全可以共用一塊切換投退軟壓板，不再需要2塊壓板之間繁瑣的投退操作。（5）切換的自我閉鎖邏輯如圖4所示。只要接收到一次進行電源斷路器分、合閘的信號后，無論是否滿足切換條件，閉鎖所有切換功能并保持60 s，60 s后解除切換閉鎖。防止切換多次動作于故障以及切換邏輯混亂的情況發(fā)生。（6）利用RS觸發(fā)器來實現(xiàn)保護動作后持續(xù)閉鎖切換邏輯的功能（圖5），以防止復歸保護信號后切換邏輯的誤動作。邏輯真值表如表1所示。

圖4 電源切換自我閉鎖邏輯

圖5 保護動作時切換的閉鎖與復歸

表1 邏輯真值表

RS觸發(fā)器4種狀態(tài)分析如下：

［1］即廠前區(qū)變A 400 V開關保護動作（S＝1），復歸按鈕為初始狀態(tài)（R＝0），此時輸出Qn＋1＝0，即閉鎖切換邏輯。

［2］若此時復歸保護動作信號（S＝0），復歸按鈕不操作（R＝0），此時Qn＋1＝Qn，即輸出保持上一個狀態(tài)，為［1］的最終狀態(tài)，即Qn＋1＝Qn＝0，依舊閉鎖切換邏輯。

［3］若此時復歸保護動作信號（S＝0），然后按下切換復歸按鈕（R＝1），此時Qn＋1＝1，即解除邏輯閉鎖功能。

［4］S＝1、R＝1時，RS觸發(fā)器為不確定狀態(tài)。其實S＝1、R＝1時，Qn＋1＝1，為確定態(tài)，只是R和S同時置1時，由于與非門響應有延時，而2個門延時略有不同，哪個門先動，觸發(fā)器即保持哪個狀態(tài)。當然實際操作過程中不會發(fā)生保護動作與按下切換復歸按鈕同時發(fā)生的情況，這里就不做深究了。

可以看到，RS觸發(fā)器實現(xiàn)了保護動作后持續(xù)閉鎖切換邏輯，同時復歸保護信號與切換邏輯閉鎖后方解開閉鎖的功能，省去了復歸保護信號前退出切換邏輯的操作步驟，減少了安全隱患。

4 結語

通過對切換邏輯的改進，達到了簡化邏輯結構、完善邏輯功能的目標。然而由于各廠運行方式不盡相同，不同母線段接線方式與運行工況也存在差異，同時ECS系統(tǒng)本身存在運算周期時間，實際使用的自切邏輯還需要在現(xiàn)場校驗過程中進行調(diào)整與修改。

［1］薛森賢，文界強.廠用400 V PC母線電源故障切換方式的改進［J］.中國科技信息，2013（6）

［2］王少龍，胡云芳.基于PLC的變電站站用電源備自投系統(tǒng)設計［J］.電工技術，2013（7）