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优化备用电源自动投入装置的整定方案 提高石油化工企业的供电可靠性 李永君，史春森，李永军，赵世春 大庆油田电力调度中心，黑龙江省大庆市 邮编163453 摘 要：备用电源自动投入（以下简称备电自投）装置在供电可靠性要求较高的石油化工（以下简称石化）企业配电所中应用较多，本文对备电自投装置的基本原理进行了分析，提出了优化石化企业配电所备电自投装置的方案，通过优化使配电所继自装置之间的配合更为合理，提高了石化企业的供电可靠性。 关键词：优化备电自投、方案、提高、石化企业、供电可靠性。 一、引言 由于石化企业在整个生产的各个环节都可能存在有毒有害的液体或气体，对这些液体和气体的安全控制需要通过大量的泵来完成；同时由于石化企业的生产是按顺序分环节进行的，一旦生产线的某个环节停电就会造成整个生产线停产，因此石化企业对供电可靠性的要求是较高的。为提高石化企业的供电可靠性，在石化企业配电所的电源设计中经常采用两电源或三电源分列运行，装设备用电源自动投入装置，实现各电源之间的相互备用。 大庆炼化公司及大庆石油管理局化工集团是两家大型石化企业，这两家企业所属的配电所都普遍采用了备电自投装置。从多年的运行情况来看，备电自投装置在提高石化企业供电可靠性方面起到了非常重要的作用，但随着石化企业生产规模的不断扩大，一些配电所的负荷越来越重，高压直配电动机的数量越来越多，备电自投装置的整定难度也越来越大。 一方面，石化企业用户希望备用电源的投入能最大限度地恢复停电负荷，包括停电电动机，而且时间越短越好；另一方面，供电部门由于系统容量、设备安全及保护配置等方面的原因，必须对这些配电所电源进线的继电保护定值及备电自投装置的动作时间进行限制，这样就产生了供需之间的矛盾。 二、问题的提出 备电自投装置就是当工作电源因故障被断开以后，能自动而且迅速地将备用电源投入工作或将用户供电切换到备用电源上去，使用户能快速恢复供电的一种自动装置。备电自投装置的接线方式很多，最常见，也是应用最广泛的一种接线方式是配电所两条电源进线分列运行，母联断路器分开，两条电源线路通过母联断路器实现互为备用，工作原理如图一所示。 正常运行时，配电所母联断路器3DL断开，I、II段母线分列运行，分别由甲、乙线供电，对断路器3DL装设备电自投装置。无论何种原因，若备电自投装置检测到某段母线电压消失且该段电源进线无流，而另一段母线电压正常，则经过预定时间，由备电自投装置自动断开失电段电源进线的断路器，然后再投入母联断路器3DL，恢复停电母线的供电。为防止失电母线上存在永久性故障，备电自投装置动作后造成两段母线同时停电，母联断路器3DL应装设必要的继电保护装置，能快速切除发生在停电母线上的故障。 虽然备电自投装置能使因电源故障造成的母线停电快速恢复供电，但由于电源进线继电保护定值的限制，允许自启动电机的台数有限，即使备电自投装置动作成功，一些化工装置仍需要人工启动才能重新恢复生产，给用户造成的经济损失很大，用户难以承受，出现这种情况的原因主要有以下两个方面的问题： 1、电源进线过流保护定值与自启动电动机总容量之间的矛盾 配电所电源进线电源侧的过流保护既要做电源进线本身的近后备保护又要做配电所配电变压器的远后备保护，其整定原则为：躲过配电所的最大负荷电流（正常负荷电流加一台最大电动机的启动电流），同时要保证较大容量的配电变压器低压侧短路时有规定的灵敏度。这样电源进线的过流保护定值就受到了一定的限制，而大型石化企业的配电所负荷一般都比较重，一座配电所常带有多台容量不同的配电变压器及多台容量较大的高压直配电动机。如果按用户的要求，允许所有的电动机都能实现停电后的自启动，电源线路的过流保护定值就会很大，配电变压器的安全运行就没有保证。 2、备电自投装置动作时间较长与用户希望快速恢复供电之间的矛盾 备电自投装置的启动时间需与电源线路电源侧后备动作保护时间及重合闸动作时间配合，这样备电自投装置的动作时间就较长，而电动机要在备用电源自动投入成功后才能自启动，整个过程时间持续较长。 对上述情况，以往供电单位一般采取以下解决办法：一是按前面讲的原则计算电源进线的过流保护定值，并保证在最小运行方式下，较大容量的配电变压器低压侧短路有规定的灵敏度，再与用户单位协商，确定哪些电动机参与自启动。采用这种办法计算出的过流保护定值较小，能参与自启动的电动机数量较少，来电后生产恢复慢，用户有意见；二是提高电源进线的过流保护定值，使能够自启动的电动机数量增加。采用这种办法，电源进线的过流保护就无法为较大容量的配电变压器做远后备，给这些变压器的安全运行留下了隐患，后果由用户承担，用户还是有意见。 三、解决方案 为了最大限度地满足化工生产对供电可靠性的要求，我们根据大庆炼化公司及化工集团所属配电所继自装置的配置情况，采用以