《變電站低配交流屏ATS分析研究改進(jìn)》.doc

1、精品文章變電站低配交流屏ATS分析研究改進(jìn)第一篇：變電站低配交流屏ats分析研究改進(jìn)變電站低配交流屏ats分析研究改進(jìn)摘要站用電源系統(tǒng)是變電站最重要的工作電源，是穩(wěn)定變電站低壓供電系統(tǒng)電源設(shè)備可靠工作之本，其運(yùn)行工況的正常與否，直接關(guān)系到變電站所有設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行一旦站用電源系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，ats的運(yùn)行可靠性將能有校的保證站內(nèi)的交直流的問(wèn)題性。關(guān)鍵詞ats、交流屏、改進(jìn)措施中圖分類(lèi)號(hào)：tm76；tm63；tm77文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：1009-914x（xx）29-0336-021引言變電站站用電源系統(tǒng)是變電站最重要的工作電源，是穩(wěn)定變電站低壓供電系統(tǒng)電源設(shè)備可靠工作之本，其運(yùn)行工況的正常與

2、否，直接關(guān)系到變電站所有設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行一旦站用電源系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，將直接或間接地影響變電站交流二次以及直流系統(tǒng)的供電安全和可靠運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)擴(kuò)大事故范圍，造成故障停電。針對(duì)研究目前孝感供電公司站用變自動(dòng)電源ats控制系統(tǒng)存在的諸多問(wèn)題，分析了站用電低壓側(cè)系統(tǒng)故障的行為，采用軟件和硬件技術(shù)手段解決了相關(guān)固定閉鎖問(wèn)題，為站用電源系統(tǒng)安全供電、穩(wěn)定可靠運(yùn)行奠定良好的基礎(chǔ)。ats稱(chēng)為automatictransferswitch，自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)，分三極或四極兩種，能進(jìn)行自動(dòng)或遠(yuǎn)程自動(dòng)的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，它能保證雙路電源的切換和隔離，在發(fā)電機(jī)組中用于當(dāng)市電突然停止時(shí)將發(fā)電機(jī)組發(fā)的電轉(zhuǎn)換上電路。ats的基本功能是

3、：當(dāng)市電故障時(shí)，ats經(jīng)過(guò)0-10秒延時(shí)自動(dòng)把負(fù)載切換至發(fā)電端；當(dāng)市電恢復(fù)后，ats又經(jīng)過(guò)0-10秒延時(shí)自動(dòng)把負(fù)載切換至市電端，發(fā)電機(jī)組經(jīng)過(guò)冷卻延時(shí)后自動(dòng)停機(jī)。ats柜的切換延時(shí)，保證了切換前機(jī)組電源或市電電源各項(xiàng)電參數(shù)的穩(wěn)定性。ats控制柜具有手動(dòng)和自動(dòng)切。q電源的功能。2ats技術(shù)分類(lèi)ats自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)本體又分兩類(lèi)：第一類(lèi)為cb級(jí)。它是由兩臺(tái)斷路器加機(jī)械連鎖組成，具有短路保護(hù)功能；第二類(lèi)為pc級(jí)，一體式結(jié)構(gòu)（三點(diǎn)式）。它是雙電源切換的專(zhuān)用開(kāi)關(guān)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、自身連鎖、轉(zhuǎn)換速度快（0.2s內(nèi)）、安全、可靠等優(yōu)點(diǎn)，但需要配備短路保護(hù)電器?？刂破骺刂破饕灿袃煞N形式。一種由傳統(tǒng)的電磁式繼電

4、器構(gòu)成；另一種是數(shù)字電子型智能化產(chǎn)品。它具有性能好，參數(shù)可調(diào)及精度高，可靠性高，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。2.1cb級(jí)與pc級(jí)ats兩者有以下區(qū)別2.1.1兩者機(jī)械設(shè)計(jì)理念不同cb級(jí)是由斷路器組成，而斷路器是以分?jǐn)嚯娀橐讶?，要求它的機(jī)械應(yīng)快速脫扣。因而斷路器的機(jī)構(gòu)存在滑扣、再扣問(wèn)題；而pc級(jí)產(chǎn)品不存在該方面問(wèn)題。pc級(jí)產(chǎn)品的可靠性遠(yuǎn)高于cb級(jí)產(chǎn)品。2.1.2斷路器不承載短路耐受電流觸頭壓力小供電電路發(fā)生短路時(shí)，當(dāng)觸頭被斥開(kāi)產(chǎn)生限流作用，從而分?jǐn)喽搪冯娏?；而pc級(jí)ats應(yīng)承受20ie及以上過(guò)載電流。觸頭壓力大不易被斥開(kāi)，因而觸頭不易被熔焊。這一特性對(duì)消防供電系統(tǒng)尤為重要。2.1.3雙電源在轉(zhuǎn)換過(guò)程中存在

5、電源疊加問(wèn)題pc級(jí)ats充分考慮了這一因素。pc級(jí)ats的電氣間隙、爬電距離的180%、150%（標(biāo)準(zhǔn)要求）。因而pc級(jí)ats安全性更好。2.1.4觸頭材料的選擇角度不同斷路器常常選擇銀鎢、銀碳化鎢材料配對(duì)，這有利于分?jǐn)嚯娀?。但該?lèi)觸頭材料易氧化，備用觸頭長(zhǎng)期暴露在外，在其表現(xiàn)易形成阻礙導(dǎo)電、難驅(qū)除的氧化物，當(dāng)備用觸頭一但投入使用，觸頭溫升增高易造成開(kāi)關(guān)燒毀甚至爆炸；3地區(qū)目前ats應(yīng)用現(xiàn)狀目前我們地區(qū)的110kv已下的交流站用變系統(tǒng)用的是一段母線供電方式，交流屏進(jìn)線屏配置一般是單屏配置。這種配置的交流站用電系統(tǒng)，一般的使用情況是一臺(tái)站用變做為主要供電電源，另一臺(tái)站用變做為備用的狀態(tài)。其接線方

6、式如圖1所示：兩個(gè)站變通過(guò)低壓動(dòng)力電纜接入交流屏，在交流配電屏通過(guò)內(nèi)的兩個(gè)空開(kāi)進(jìn)行控制，最后通過(guò)ats系統(tǒng)接入380交流母線。這種方案性產(chǎn)品往往因沒(méi)有經(jīng)過(guò)測(cè)試檢驗(yàn)，其可靠性、安全性存在較大隱患（尤其是用兩臺(tái)接觸器作為兩路電源轉(zhuǎn)換，電氣連鎖極不可靠，鎖極一旦失敗，將造成兩臺(tái)電源變壓器并聯(lián)，電源并聯(lián)的后果嚴(yán)重的可催毀整個(gè)供電系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)所需的雙電源轉(zhuǎn)換裝置往往由設(shè)計(jì)、成套部門(mén)用接觸器、斷路器等產(chǎn)品組合而成來(lái)替代。開(kāi)發(fā)了由斷路器+機(jī)械連鎖+控制器構(gòu)成自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器。如圖2所示：在供電系統(tǒng)中，短路電流是不可避免的，所以選擇電氣開(kāi)關(guān)時(shí)，必須考慮短路電流及其影響。眾所周知，對(duì)于斷路器這種有保護(hù)功能的開(kāi)關(guān)來(lái)

7、說(shuō)，選擇時(shí)除了考慮額定電流，還要考慮短路分?jǐn)嗳萘浚簿褪钦f(shuō)在發(fā)生短路故障時(shí)，斷路器有多大的能力來(lái)克服短路電流帶來(lái)的動(dòng)能、熱能的急劇變化，完成回路的分?jǐn)唷＿@就是斷路器的“額定短路分?jǐn)嗳萘俊保簿褪欠謹(jǐn)嗄芰?。近幾年?lái)，隨著農(nóng)村電網(wǎng)、城市電網(wǎng)的改造建設(shè)、調(diào)劑自動(dòng)化和變電站綜合自動(dòng)化的日益完善，越來(lái)越多的變電站被改造成無(wú)人值班站了。在無(wú)人值班站的改造進(jìn)程中，站用交流電源系統(tǒng)一直沒(méi)有一個(gè)系統(tǒng)的、靠得住的、利便的解決方案。4站用變ats改進(jìn)的地方需要改造的變電站站用交流電源系統(tǒng)年夜都是固定式的電源柜。有的是兩路電源進(jìn)線，單母線輸出；有的是單母線分段輸出。有的進(jìn)線采用接觸器、有的采用空氣開(kāi)關(guān)，也有的仍是用雙

8、投刀閘。有的已實(shí)現(xiàn)了雙路電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換，有的只能靠手動(dòng)切換。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)經(jīng)由過(guò)程加裝電壓變送器、電流變送器等來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)站用電源系統(tǒng)的采樣、監(jiān)測(cè)，年夜都不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。傳統(tǒng)的站用電源存在的問(wèn)題：4.1、元件故障由于接觸器自身的原理缺陷，觸點(diǎn)容易氧化、發(fā)燒、發(fā)抖、粘住，發(fā)生弧光，有的還發(fā)出難聽(tīng)的聲音，元件故障率很高。4.2、操作平安固定式的柜子，操作開(kāi)關(guān)需要打開(kāi)柜門(mén)，一方面由于操作時(shí)，容易觸及帶電部位；另外一方面，一旦合于故障線路，對(duì)人身平安造成威脅。4.3、自動(dòng)轉(zhuǎn)換對(duì)于雙投刀閘，基本沒(méi)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)換。接觸器和空氣開(kāi)關(guān)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換是經(jīng)由過(guò)程繼電器邏輯回路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。斟酌到雙電源回路的電氣閉鎖問(wèn)題

9、，所以繼電器回路較為復(fù)雜。不管是設(shè)計(jì)，仍是維護(hù)都比力麻煩。4.4、機(jī)械閉鎖傳統(tǒng)的站用電源系統(tǒng)基本上都沒(méi)有機(jī)械閉鎖，僅靠電氣閉鎖往避免兩路電源的并列問(wèn)題。可是，由于繼電器元件的損壞、接點(diǎn)的粘結(jié)，造成閉鎖失敗。兩路電源并列運(yùn)行的情況，偶有發(fā)生。由于兩路電源的相角差異，兩臺(tái)配變的特征參數(shù)差異，造成環(huán)流，燒毀電纜等裝備的事故也有發(fā)生。4.5、通訊傳統(tǒng)的站用電源系統(tǒng)基本沒(méi)有通訊功能，經(jīng)由過(guò)程加裝變送器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)部門(mén)參數(shù)的監(jiān)測(cè)，也難以做到對(duì)系統(tǒng)較為周全的參數(shù)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程控制。5站用。ats改進(jìn)的方法對(duì)于無(wú)人值班站，站用電源的靠得住轉(zhuǎn)換很是重要?？總鹘y(tǒng)的方式很難知足綜合自動(dòng)化的需要，更不用說(shuō)知足分歧用戶對(duì)運(yùn)

10、行模式的需求。5.1ats技術(shù)ats（automatictransferswitcher）自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，帶有雙斷口，經(jīng)由過(guò)程馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，連桿機(jī)構(gòu)采用蹺蹺板式的機(jī)械設(shè)計(jì)，完全避免兩路電源發(fā)生碰撞的危險(xiǎn)。ats開(kāi)關(guān)本體采用特殊抗?jié)駸岵牧戏庋b，既避免了觸點(diǎn)氧化，帶負(fù)載轉(zhuǎn)換時(shí)也不會(huì)有弧光外泄。一個(gè)ats開(kāi)關(guān)可以取代兩個(gè)接觸器或空氣開(kāi)關(guān)，這樣使得整個(gè)電源系統(tǒng)獲得簡(jiǎn)化。5.2自動(dòng)控制技術(shù)由于用戶要求可憑據(jù)分歧情況下的要求，系統(tǒng)能依照分歧的模式來(lái)運(yùn)行?？總鹘y(tǒng)的繼電器回路、專(zhuān)用備自投裝配都已很難知足這類(lèi)需要?，F(xiàn)代控制技術(shù)的成長(zhǎng)使得我們能利便地使用自控技術(shù)來(lái)解決上述問(wèn)題。采用可編程控制器，固定的硬件模塊加上能知足

11、分歧用戶需求的軟件，有特殊要求隨時(shí)添加，功能擴(kuò)充很是利便。5.3通訊技術(shù)若何實(shí)現(xiàn)對(duì)站用電源的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制，和若何利便地將站用電源系統(tǒng)在不增加硬件裝備的情況下也能接進(jìn)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，都需要通訊來(lái)解決。采用rs485尺度通訊接口，modbus規(guī)約，只須根據(jù)提供的規(guī)約文本編寫(xiě)響應(yīng)的接口法式，即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。當(dāng)?shù)刂悄茱@示控制模塊用以在當(dāng)?shù)乜刂谱髂Ｊ胶烷_(kāi)關(guān)動(dòng)作延不時(shí)間，并可調(diào)整可編程控制模塊的有關(guān)參數(shù)，該模塊采用輕觸薄膜按鍵，操作輕松自若。邏輯控制部門(mén)邏輯控制部門(mén)包括三個(gè)電壓監(jiān)測(cè)模塊、一個(gè)可編程模塊、一個(gè)顯示操作模塊。電壓監(jiān)測(cè)模塊能檢測(cè)電源i和電源ii的有無(wú)、是否缺相、電壓凹凸，并將監(jiān)測(cè)成效輸進(jìn)到可編程模塊，實(shí)現(xiàn)電源i/電源ii切換，控制ats開(kāi)關(guān)合閘位置。應(yīng)設(shè)置有5種運(yùn)行模式。（1）固定電源i供電；（2）固定電源ii供電；（3）遏制供電；（4）自動(dòng)轉(zhuǎn)換供電，電源i為主供電源；（5）自動(dòng)轉(zhuǎn)換供電，