摘要: 本文是介紹對(duì)某化工企業(yè)廠配電裝置的改造，從原設(shè)計(jì)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(jìn)行設(shè)計(jì)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(dòng)機(jī)和變壓器，電容器組分組手動(dòng)投切。主接線簡(jiǎn)圖如圖1所示。 1．原設(shè)計(jì)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(cè)元件安裝在進(jìn)線tvi、tv2上，并且沒有考慮二次電壓回路斷線對(duì)備自投的影響。因此有兩個(gè)問題：一是只有當(dāng)進(jìn)線失壓時(shí)，才可能起動(dòng)備自投；若進(jìn)線斷路器qfl或qf2誤跳，進(jìn)線仍有電壓，但母線已失壓時(shí)，備自投卻不能起動(dòng)，達(dá)不到備自投裝置應(yīng)有的作用；應(yīng)將電壓檢測(cè)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(shí)，可能觸發(fā)備自投起動(dòng)，使一次供電系統(tǒng)電壓波動(dòng)，從而造成生產(chǎn)波動(dòng)甚至停車，這在化工生產(chǎn)中也是不允許的。 （2）6kv電動(dòng)機(jī)均裝設(shè)低電壓保護(hù)。在6kvⅱ段母線上除一臺(tái)電動(dòng)機(jī)無自起動(dòng)功能外，其余都具有失壓自起動(dòng)功能，即在電壓瞬時(shí)降低又恢復(fù)后延時(shí)自起動(dòng)，允許母線失電時(shí)間不超過3s。具有自起動(dòng)功能的6kv電動(dòng)機(jī)的電壓檢測(cè)元件裝設(shè)在ⅱ段母線tv4上。不具有自起動(dòng)功能（每段母線各有1臺(tái)）的電動(dòng)機(jī)，其失壓保護(hù)的電壓檢測(cè)元件安裝在i段、ⅱ段進(jìn)線tvl、tv2的二次回路上。當(dāng)有一段進(jìn)線檢修，由另一段進(jìn)線帶兩段母線運(yùn)行時(shí)，必有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)因低電壓保護(hù)動(dòng)作而不能工作，而這兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)都沒有相應(yīng)的備用電動(dòng)機(jī)，只要有一臺(tái)不能開，就不能保證聚丙烯裝置的全流程運(yùn)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(jìn)行，是不允許的。雖然后來采用進(jìn)線斷路器qfi、qf2作為低電壓保護(hù)動(dòng)作的判據(jù)進(jìn)行了改造，滿足了生產(chǎn)需要，但電動(dòng)機(jī)的低電壓保護(hù)回路顯得較為復(fù)雜，不利于運(yùn)行維護(hù)及試驗(yàn)。 （3）電容器組沒有裝設(shè)低電壓保護(hù)。當(dāng)運(yùn)行中的電容器組突然失壓時(shí)，有可能產(chǎn)生以下兩個(gè)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(dòng)作時(shí)，母線電壓很快就能恢復(fù)，而這時(shí)電容器組上的殘余電壓未降低到0．1倍額定電壓以下時(shí)，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(shí)，若來不及手動(dòng)切除電容器組，有可能造成上級(jí)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(cè)元件的設(shè)置電壓范圍太小，動(dòng)作電壓值最低只能設(shè)置到70v。它也存在兩個(gè)問題：一是當(dāng)全廠電源有一路失電時(shí)，該6kv母聯(lián)備自投可能比上級(jí)備自投先動(dòng)作，增加了恢復(fù)正常送電的操作，無法與上級(jí)備自投的動(dòng)作電壓進(jìn)匹配；二是當(dāng)電壓低于70v即起動(dòng)備自投，動(dòng)作過于靈敏，不利于供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 2．改造思路 針對(duì)原系統(tǒng)中備自投和低電壓保護(hù)存在的問題，對(duì)其進(jìn)行改造的主要目的是： （1）將備自投的電壓檢測(cè)元件改接至母線tv3、tv4上。檢測(cè)母線電壓而不再檢測(cè)進(jìn)線電壓，同時(shí)增加斷線閉鎖功能，即保證二次電壓回路斷線時(shí)備自投裝置不動(dòng)作。 （2）簡(jiǎn)化電動(dòng)機(jī)低電壓保護(hù)回路。低電壓保護(hù)回路的電壓從母線tv3、tv4上取，去除與進(jìn)線斷路器qfl、qf2有關(guān)的判據(jù)，既利于運(yùn)行維護(hù)和試驗(yàn)，又防止因斷路器輔助觸點(diǎn)動(dòng)作不正常而造成電動(dòng)機(jī)低電壓保護(hù)拒動(dòng)；另外對(duì)電動(dòng)機(jī)低電壓保護(hù)也實(shí)現(xiàn)斷線閉鎖，防止由于tv3、tv4二次回路斷線引起電動(dòng)機(jī)低電壓保護(hù)誤動(dòng)。 （3）電容器組增加具有斷線閉鎖的低電壓保護(hù)。 （4）為滿足上、下級(jí)配合的要求，加大電壓檢測(cè)動(dòng)作的范圍，更換電壓檢測(cè)元件，但由于柜內(nèi)空間有限，要達(dá)到上述目的，采用傳統(tǒng)的繼電器無法實(shí)現(xiàn)，因此考慮采用綜合保護(hù)電壓繼電器來實(shí)現(xiàn)。 3．設(shè)備選型 通過分析對(duì)比，決定采用mru3—2型綜合電壓繼電器來實(shí)現(xiàn)。它有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： （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(chǎng)合。 （2）具有4個(gè)可編程的低電壓、過電壓或負(fù)序繼電器，每個(gè)繼電器還具有兩對(duì)輸出觸點(diǎn)，并且可以設(shè)定一個(gè)三相電壓同時(shí)降低才動(dòng)作的繼電器，從而實(shí)現(xiàn)斷線閉鎖功能。 （3）具有故障記錄功能。 （4）動(dòng)作電壓設(shè)定范圍寬，低電壓動(dòng)作設(shè)定范圍為0—90v，過電壓動(dòng)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(cè)電源失壓的相關(guān)繼電器的觸點(diǎn)。 （2）拆除無自起動(dòng)要求電動(dòng)機(jī)的低電壓保護(hù)。 （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(dòng)機(jī)及電容器組低電壓保護(hù)的要求，將其輸出繼電器1設(shè)定為三相電壓同時(shí)低于60v動(dòng)作，取繼電器1的第一對(duì)輸出觸點(diǎn)啟動(dòng)一個(gè)中間繼電器，通過該中間繼電器的觸點(diǎn)去啟動(dòng)相應(yīng)段上電動(dòng)機(jī)和電容器的跳閘回路，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)和電容器的低電壓保護(hù)。 （4）對(duì)于備自投失壓起動(dòng)的電壓檢測(cè)，設(shè)定繼電器2為電壓低于25v時(shí)動(dòng)作，為實(shí)現(xiàn)斷線閉鎖功能，繼電器2的第一對(duì)輸出觸點(diǎn)串接繼電器l的第二對(duì)輸出觸點(diǎn)后，啟動(dòng)一個(gè)中間繼電器，通過該繼電器的輸出觸點(diǎn)替換原備自投回路中檢測(cè)進(jìn)線失壓的相關(guān)觸點(diǎn)，達(dá)到將備自投回路電源失壓檢測(cè)元件移至母線tv3、tv4上并實(shí)現(xiàn)斷線閉鎖功能的目的。 （5）電動(dòng)機(jī)低電壓保護(hù)回路改造前后接線圖見圖2。由圖2（b）可見，改造后保護(hù)接線大大簡(jiǎn)化，并增加了保護(hù)壓板，方便電壓互感器檢修和試驗(yàn)。 5．效果 改造后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)，備自投回路動(dòng)作邏輯正確，只有在一段母線真正失壓且無過電流時(shí)，另一段母線電壓正常，備自投回路才動(dòng)作；電動(dòng)機(jī)、電容器低電壓保護(hù)在備自投起動(dòng)時(shí)已動(dòng)作，備自投動(dòng)作后具有自起動(dòng)功能的電動(dòng)機(jī)可以自起動(dòng)。通過這次改造，徹底消除了原設(shè)計(jì)存在的隱患與不足，使保護(hù)系統(tǒng)更好地與供電回路配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)裝置安全可靠供電。