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(dòng)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(jí)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(dòng)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(yán)重后果，對(duì)提高多電源供電負(fù)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(jìn)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(shí)執(zhí)行殘壓切換，合上分段母聯(lián)開關(guān)，保證母線的持續(xù)供電。在ECS［電氣控制系統(tǒng)，為機(jī)組分散控制系統(tǒng)（DCS）的一部分］中采用軟邏輯模塊實(shí)現(xiàn)該功能是目前一種較為簡(jiǎn)單的備自投實(shí)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(yùn)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(hù)未動(dòng)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(jìn)線斷路器處于合閘位置；5）400 V廠前區(qū)B段電源進(jìn)線斷路器處于分閘位置；6）廠前區(qū)變B低壓側(cè)接地保護(hù)未動(dòng)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(guān)帶廠前區(qū)B段母線運(yùn)行切換為由廠前區(qū)變B帶B段母線運(yùn)行邏輯條件：1）400 V廠前區(qū)A段電源進(jìn)線斷路器處于合閘位置；2）400 V廠前區(qū)B段電源進(jìn)線斷路器處于分閘位置；3）400 V廠前區(qū)B段電源進(jìn)線斷路器無異常；4）廠前區(qū)變B低壓側(cè)接地保護(hù)未動(dòng)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(jìn)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(jìn)線斷路器自投軟壓板；（2）手動(dòng)拉開400 V廠前區(qū)A／B段母聯(lián)斷路器，判進(jìn)線斷路器滿足合閘條件后自動(dòng)合閘。

2 上述自切邏輯缺點(diǎn)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(shí)的開關(guān)狀態(tài)量，故2個(gè)切換邏輯（自合母聯(lián)、自合進(jìn)線）之間互有干擾，若用同一塊投退軟壓板進(jìn)行閉鎖，在故障恢復(fù)、拉開母聯(lián)斷路器時(shí)，會(huì)同時(shí)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(jìn)行閉鎖。

2.2 壓板投退工作繁復(fù)

2塊投退軟壓板同時(shí)只能投入一塊，系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)下（即變壓器分別帶相應(yīng)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(jìn)線斷路器自投壓板。當(dāng)需要進(jìn)行進(jìn)線開關(guān)自合邏輯時(shí)，拉開母聯(lián)斷路器自投壓板，投入進(jìn)線斷路器自投壓板。當(dāng)切換完成，恢復(fù)正常運(yùn)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(hù)動(dòng)作閉鎖切換邏輯不完善

當(dāng)廠前區(qū)變低壓側(cè)接地保護(hù)動(dòng)作時(shí)，該邏輯會(huì)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(kuò)大。但若廠前區(qū)變A低壓側(cè)接地保護(hù)誤動(dòng)作，跳開廠前區(qū)A 400 V進(jìn)線開關(guān)，這時(shí)由于保護(hù)動(dòng)作，邏輯1被閉鎖，母聯(lián)不會(huì)自合閘。但當(dāng)運(yùn)行人員檢查無故障復(fù)位保護(hù)裝置時(shí)，由于此時(shí)斷路器狀態(tài)滿足切換條件，保護(hù)閉鎖條件消失后，電源自切合閘邏輯將會(huì)運(yùn)行，造成不必要的麻煩。目前的解決方法是，在復(fù)歸保護(hù)裝置前，需將母聯(lián)斷路器軟壓板置于拉開狀態(tài)。

3 改進(jìn)后的切換邏輯

改進(jìn)后的切換邏輯如圖2、圖3所示。

3.1 改進(jìn)內(nèi)容

（1）邏輯1不再由進(jìn)線斷路器分位直接啟動(dòng)，而是判斷母線失壓條件，同時(shí)邏輯出口2 s（TIME2）延時(shí)再分進(jìn)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(shí)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(shí)增加了3 s（TIME3）的延時(shí)條件。（4）2個(gè)邏輯共用一塊自動(dòng)切換功能投退軟壓板。（5）增加了閉鎖：切換動(dòng)作一次后閉鎖切換功能60 s。（6）增加了保護(hù)動(dòng)作后自保持的切換閉鎖功能。

3.2 改進(jìn)說明

圖2 400 V廠前區(qū)PC段電源自動(dòng)合閘邏輯1

圖3 400 V廠前區(qū)PC段電源自動(dòng)合閘邏輯2

（1）原先的邏輯1以進(jìn)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(shí)400 V廠前區(qū)PC段已經(jīng)失電，但由于沒有收到400 V進(jìn)線斷路器分閘位置，則自切邏輯不會(huì)啟動(dòng)。所以改為以母線失壓為判別條件，當(dāng)母線失壓后，經(jīng)2 s延時(shí)再分一次進(jìn)線斷路器，接收到進(jìn)線斷路器分閘位置信號(hào)后，自動(dòng)合母聯(lián)斷路器。這樣也避免了進(jìn)線斷路器實(shí)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(shí)判別條件，母聯(lián)斷路器分閘位置信號(hào)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(dòng)時(shí)（即手動(dòng)分母聯(lián)斷路器，自動(dòng)合進(jìn)線斷路器），分母聯(lián)斷路器后，邏輯1搶先動(dòng)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(dú)的軟壓板（進(jìn)線開關(guān)自投壓板）在正常工況自我閉鎖，改進(jìn)的邏輯1、2共用一塊投退壓板，同時(shí)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(jìn)線斷路器邏輯正確工作在手動(dòng)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(yùn)行工況下，由于母聯(lián)斷路器是分閘狀態(tài)，當(dāng)進(jìn)線斷路器偷跳或運(yùn)行人員手動(dòng)操作分開進(jìn)線斷路器時(shí)，邏輯2均會(huì)誤動(dòng)作。（4）由上述說明，2個(gè)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(jìn)行電源斷路器分、合閘的信號(hào)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(dòng)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(shí)現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作后持續(xù)閉鎖切換邏輯的功能（圖5），以防止復(fù)歸保護(hù)信號(hào)后切換邏輯的誤動(dòng)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(hù)動(dòng)作時(shí)切換的閉鎖與復(fù)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(guān)保護(hù)動(dòng)作（S＝1），復(fù)歸按鈕為初始狀態(tài)（R＝0），此時(shí)輸出Qn＋1＝0，即閉鎖切換邏輯。

［2］若此時(shí)復(fù)歸保護(hù)動(dòng)作信號(hào)（S＝0），復(fù)歸按鈕不操作（R＝0），此時(shí)Qn＋1＝Qn，即輸出保持上一個(gè)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(shí)復(fù)歸保護(hù)動(dòng)作信號(hào)（S＝0），然后按下切換復(fù)歸按鈕（R＝1），此時(shí)Qn＋1＝1，即解除邏輯閉鎖功能。

［4］S＝1、R＝1時(shí)，RS觸發(fā)器為不確定狀態(tài)。其實(shí)S＝1、R＝1時(shí)，Qn＋1＝1，為確定態(tài)，只是R和S同時(shí)置1時(shí)，由于與非門響應(yīng)有延時(shí)，而2個(gè)門延時(shí)略有不同，哪個(gè)門先動(dòng)，觸發(fā)器即保持哪個(gè)狀態(tài)。當(dāng)然實(shí)際操作過程中不會(huì)發(fā)生保護(hù)動(dòng)作與按下切換復(fù)歸按鈕同時(shí)發(fā)生的情況，這里就不做深究了。

可以看到，RS觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)了保護(hù)動(dòng)作后持續(xù)閉鎖切換邏輯，同時(shí)復(fù)歸保護(hù)信號(hào)與切換邏輯閉鎖后方解開閉鎖的功能，省去了復(fù)歸保護(hù)信號(hào)前退出切換邏輯的操作步驟，減少了安全隱患。

4 結(jié)語

通過對(duì)切換邏輯的改進(jìn)，達(dá)到了簡(jiǎn)化邏輯結(jié)構(gòu)、完善邏輯功能的目標(biāo)。然而由于各廠運(yùn)行方式不盡相同，不同母線段接線方式與運(yùn)行工況也存在差異，同時(shí)ECS系統(tǒng)本身存在運(yùn)算周期時(shí)間，實(shí)際使用的自切邏輯還需要在現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)過程中進(jìn)行調(diào)整與修改。

［1］薛森賢，文界強(qiáng).廠用400 V PC母線電源故障切換方式的改進(jìn)［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(shè)計(jì)［J］.電工技術(shù)，2013（7）