AM5低壓備自投裝置在變電站工程中的應用

摘 要：隨著電力需求的不斷增加，電力系統供電可靠性要求越來越高，許多供電系統已具備兩回或多回供電線路。備用電源自動投入裝置可以有效提高供電的可靠性，該類裝置能夠在工作電源因故障斷開后，自動且迅速地將備用電源投入到工作或將用戶切換到備用電源上。本文介紹的AM5-DB低壓備自投裝置，可以針對洞庭變電站工程中不同的供電方式提供對應的保護功能，能大大提高變電站運行的可靠性、安全性和供電質量，有利于實現變電站綜合自動化，實現無人或少人值班。

關鍵詞：可靠性；備用電源自動投入；低壓備自投裝置

1 項目概況

本項目為湖南洞庭500kV變電站新建工程，項目主要內容為變電站低壓配電柜，含三個站用變進線、一個聯絡，其中0#站用變電壓等級為10kV/0.4kV，1#和2#站用變電壓等級為35kV/0.4kV。當任意一臺站用變壓器退出時，備用站用變壓器應能自動切換至失電的工作母線段，繼續供電。并且當站用低壓工作母線間裝設備自投裝置時，應具備低壓母線故障閉鎖備自投功能。

本工程的低壓備自投裝置由安科瑞電氣提供，河北冠益榮信科技有限公司負責做施工運維。河北冠益榮信科技有限公司是一家綜合能源技術服務企業，致力于智慧機房節能設備、電池智能管理系統、儲能系統、智能電網 產品的研發、生產、銷售，新能源項目的開發、投資、建設、運營服務，電力工程項目的施工總承包服務、電力的運維服務等。公司下設營銷中心、研發中心、設計中心、生產中心、工程中心、運營中心、財務中心、綜合中心，擁有完善的管理體系，并不斷創新，提升企業競爭力。公司依靠技術進步、科學管理和良好的服務，獲得了快速、穩定、健康的發展。

2 產品需求

本項目電氣主接線圖如圖1所示，共需要實現以下兩種方式的備自投邏輯：

圖1 電氣主接線圖

控制方式一：#0、#2站用變投運，#1站未投運。

1. 正常運行時，2QF合閘、5QF合閘，3QF，4QF斷開，此時由#2站用變帶兩段母線運行(#1站為緊急電源，手動操作，1QF默認斷開)。當備自投檢測到此時的電壓、電流和斷路器狀態，經過一定的延時，備自投充電進入準備狀態。
2. 當#2站用變進線電壓異常，備自投檢測到#2站用變無壓無流，則斷開#2站進線斷路器2QF、母聯斷路器5QF進線開關，然后，備自投合#0站用變斷路器3QF、4QF開關，此時由#0站用變帶兩段母線。
3. 當#2站用變進線電壓恢復正常，備自投檢測到進線2的電壓后，備自投充電準備恢復由#2進線供電。充電完成后，備自投斷開#0站用變斷路器QF3、QF4開關，合上#2站進線斷路器2QF、母聯斷路器5QF，恢復#2站帶整段。

控制方式二：#1、#0、#2站用變投運。

（1）正常運行時： #1站用變進線帶I段母線，#2站用變進線帶II段母線，即1QF、2QF為合，3QF，4QF，5QF斷開。當備自投檢測到此時的電壓、電流和斷路器狀態，經過一定的延時，備自投充電進入準備狀態。

（2）進線1電壓異常后恢復正常：

① 當1QF進線電壓異常，備自投檢測到#1站用變無壓無流，則斷開1QF進線開關，再合上#0站用變的3QF 開關，由#0站用變給I段母線供電。（其中，5QF母聯開關作為手動維修開關）。

② 當備自投檢測到進線1恢復正常電壓，備自投充電準備恢復由#1進線供電。充電完成后，備自投斷開3QF開關，合上1QF，恢復#1站用變帶I段母線。

（3）進線2電壓異常后恢復正常：

① 當2QF進線電壓異常，備自投檢測到#2站用變無壓無流，則斷開2QF進線開關，再合上#0站用變的4QF 開關，由#0站用變給II段母線供電。（其中，5QF母聯開關作為手動維修開關）。

② 當備自投檢測到進線2恢復正常電壓，備自投充電準備恢復由#2進線供電。充電完成后，備自投斷開4QF，合上2QF，恢復#2站用變帶II段母線。

3 產品方案

本工程共有3個站用變進線，1個母聯，采用單母線系統，配置2臺AM5-DB低壓備自投保護裝置分別安裝在3QF和4QF柜子上搭配使用，根據供電方式繪制帶有互鎖關系的二次原理圖，并定制特殊程序實現主、備電源的互相投切，

裝置背部端子設計方案如下：

圖2 2臺AM5-DB低壓備自投裝置背部端子圖

4 現場安裝圖片

本項目AM5-DB低壓備自投保護裝置就地分散安裝在低壓開關柜上，現場安裝如下圖所示，該項目已于2023年送電使用，運行正常。

圖3 AM5-DB低壓備自投保護裝置現場安裝圖片

5 結語

我國的電力供應主要依靠國家電網供電，電力缺口也在不斷變大，尤其在用電高峰期缺電現象嚴重，為此很多大型企業便自建電廠或配備發電機。備用電源自動投入裝置，可以保證電源的不間斷供電并提高供電的高可靠性，目前已經成為現代配電工程中保護和控制回路的重要部分。本文介紹的洞庭500kV變電站配電工程使用AM5-DB低壓備自投保護裝置為不同的供電方式提供對應的保護功能。不但提高了供電的可靠性，使整個配電工程實現了綜合自動化，還有效地降低了工作人員的勞動強度。

參考文獻

[1] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.6月版

[2] 安科瑞35KV以及下變電所智能配電系統設計與產品二次原理圖集.2020.10月版

[3] 安科瑞用戶變電站綜合自動化與運維解決方案.2021.11月版

作者介紹：

陳芳芳，女，現任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為繼電保護裝置的應用。