摘要: 本文是介紹對某化工企業(yè)廠配電裝置的改造，從原設(shè)計存在的問題說起，還包括改造思路，設(shè)備選型，改造方案及改造后效果。 某化工企業(yè)廠內(nèi)一6kv配變電所為年產(chǎn)7萬的聚丙烯裝置供電，配電裝置隨生產(chǎn)裝置由承包商進行設(shè)計配置。該配變電所6kv兩段母線采用單母線分段的接線方式，在母聯(lián)開關(guān)設(shè)有備自投裝置。兩段母線所帶設(shè)備均為電容器組、電動機和變壓器，電容器組分組手動投切。主接線簡圖如圖1所示。 1．原設(shè)計存在的問題 （1）在母聯(lián)斷路器qf3上安裝備自投裝置。該備自投裝置的失壓檢測元件安裝在進線tvi、tv2上，并且沒有考慮二次電壓回路斷線對備自投的影響。因此有兩個問題：一是只有當(dāng)進線失壓時，才可能起動備自投；若進線斷路器qfl或qf2誤跳，進線仍有電壓，但母線已失壓時，備自投卻不能起動，達不到備自投裝置應(yīng)有的作用；應(yīng)將電壓檢測元件安裝在母線tv3或tv4上。二是當(dāng)二次電壓回路有熔斷器熔斷時，可能觸發(fā)備自投起動，使一次供電系統(tǒng)電壓波動，從而造成生產(chǎn)波動甚至停車，這在化工生產(chǎn)中也是不允許的。 （2）6kv電動機均裝設(shè)低電壓保護。在6kvⅱ段母線上除一臺電動機無自起動功能外，其余都具有失壓自起動功能，即在電壓瞬時降低又恢復(fù)后延時自起動，允許母線失電時間不超過3s。具有自起動功能的6kv電動機的電壓檢測元件裝設(shè)在ⅱ段母線tv4上。不具有自起動功能（每段母線各有1臺）的電動機，其失壓保護的電壓檢測元件安裝在i段、ⅱ段進線tvl、tv2的二次回路上。當(dāng)有一段進線檢修，由另一段進線帶兩段母線運行時，必有一臺電動機因低電壓保護動作而不能工作，而這兩臺電動機都沒有相應(yīng)的備用電動機，只要有一臺不能開，就不能保證聚丙烯裝置的全流程運行。這將嚴(yán)重影響高負(fù)荷連續(xù)性化工生產(chǎn)的正常進行，是不允許的。雖然后來采用進線斷路器qfi、qf2作為低電壓保護動作的判據(jù)進行了改造，滿足了生產(chǎn)需要，但電動機的低電壓保護回路顯得較為復(fù)雜，不利于運行維護及試驗。 （3）電容器組沒有裝設(shè)低電壓保護。當(dāng)運行中的電容器組突然失壓時，有可能產(chǎn)生以下兩個不良后果：一是由于qf‘3已裝設(shè)備自投裝置，當(dāng)一段線路失壓而導(dǎo)致備自投裝置動作時，母線電壓很快就能恢復(fù)，而這時電容器組上的殘余電壓未降低到0．1倍額定電壓以下時，就有可能使電容器組因承受高于1.1倍的額定電壓而損壞；二是當(dāng)變電所全部失電后，電壓恢復(fù)時，若來不及手動切除電容器組，有可能造成上級變壓器帶電容器組合閘而產(chǎn)生諧振過電壓損壞電容器組。此外，在變電所電壓恢復(fù)初期，所帶負(fù)荷很小，母線電壓較高，也可能造成電容器組的過電壓損壞。 （4）電壓檢測元件的設(shè)置電壓范圍太小，動作電壓值最低只能設(shè)置到70v。它也存在兩個問題：一是當(dāng)全廠電源有一路失電時，該6kv母聯(lián)備自投可能比上級備自投先動作，增加了恢復(fù)正常送電的操作，無法與上級備自投的動作電壓進匹配；二是當(dāng)電壓低于70v即起動備自投，動作過于靈敏，不利于供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。 2．改造思路 針對原系統(tǒng)中備自投和低電壓保護存在的問題，對其進行改造的主要目的是： （1）將備自投的電壓檢測元件改接至母線tv3、tv4上。檢測母線電壓而不再檢測進線電壓，同時增加斷線閉鎖功能，即保證二次電壓回路斷線時備自投裝置不動作。 （2）簡化電動機低電壓保護回路。低電壓保護回路的電壓從母線tv3、tv4上取，去除與進線斷路器qfl、qf2有關(guān)的判據(jù)，既利于運行維護和試驗，又防止因斷路器輔助觸點動作不正常而造成電動機低電壓保護拒動；另外對電動機低電壓保護也實現(xiàn)斷線閉鎖，防止由于tv3、tv4二次回路斷線引起電動機低電壓保護誤動。 （3）電容器組增加具有斷線閉鎖的低電壓保護。 （4）為滿足上、下級配合的要求，加大電壓檢測動作的范圍，更換電壓檢測元件，但由于柜內(nèi)空間有限，要達到上述目的，采用傳統(tǒng)的繼電器無法實現(xiàn)，因此考慮采用綜合保護電壓繼電器來實現(xiàn)。 3．設(shè)備選型 通過分析對比，決定采用mru3—2型綜合電壓繼電器來實現(xiàn)。它有如下幾個優(yōu)點： （1）體積小，安裝方式靈活，可在面板安裝，也可在柜內(nèi)安裝，特別適用于在安裝空間狹小的場合。 （2）具有4個可編程的低電壓、過電壓或負(fù)序繼電器，每個繼電器還具有兩對輸出觸點，并且可以設(shè)定一個三相電壓同時降低才動作的繼電器，從而實現(xiàn)斷線閉鎖功能。 （3）具有故障記錄功能。 （4）動作電壓設(shè)定范圍寬，低電壓動作設(shè)定范圍為0—90v，過電壓動作設(shè)定范圍為70-120v，完全滿足各種情況下的電壓設(shè)定要求。 4．改造方案及步驟 （1）拆除原備自投回路中檢測電源失壓的相關(guān)繼電器的觸點。 （2）拆除無自起動要求電動機的低電壓保護。 （3）mru3—2型綜合電壓繼電器的三相電壓輸入回路取自母線tv3、tv4的二次回路，為滿足電動機及電容器組低電壓保護的要求，將其輸出繼電器1設(shè)定為三相電壓同時低于60v動作，取繼電器1的第一對輸出觸點啟動一個中間繼電器，通過該中間繼電器的觸點去啟動相應(yīng)段上電動機和電容器的跳閘回路，實現(xiàn)電動機和電容器的低電壓保護。 （4）對于備自投失壓起動的電壓檢測，設(shè)定繼電器2為電壓低于25v時動作，為實現(xiàn)斷線閉鎖功能，繼電器2的第一對輸出觸點串接繼電器l的第二對輸出觸點后，啟動一個中間繼電器，通過該繼電器的輸出觸點替換原備自投回路中檢測進線失壓的相關(guān)觸點，達到將備自投回路電源失壓檢測元件移至母線tv3、tv4上并實現(xiàn)斷線閉鎖功能的目的。 （5）電動機低電壓保護回路改造前后接線圖見圖2。由圖2（b）可見，改造后保護接線大大簡化，并增加了保護壓板，方便電壓互感器檢修和試驗。 5．效果 改造后對系統(tǒng)進行聯(lián)動試驗，備自投回路動作邏輯正確，只有在一段母線真正失壓且無過電流時，另一段母線電壓正常，備自投回路才動作；電動機、電容器低電壓保護在備自投起動時已動作，備自投動作后具有自起動功能的電動機可以自起動。通過這次改造，徹底消除了原設(shè)計存在的隱患與不足，使保護系統(tǒng)更好地與供電回路配合，實現(xiàn)對生產(chǎn)裝置安全可靠供電。