作者： 中国石油集团工程设计有限责任公司东北分公司 王吉钰

摘要：化工装置大部分对供电的要求都较高，且是连续生产的，突然断电而不能很快的恢复供电将有可能产生爆炸，造成人身伤亡，使设备损坏，且难以修复，或生产聚合等现象，生产出大量废品，造成全线停车，给企业带来重大的经济损失，故需根据工程需要设置可靠的备用电源自动投入装置可以提高供电可靠性减少重大的经济损失。

关键字：可靠性  备用电源自动投入  联锁

化工装置大部分对供电的要求都较高，大部分用电设备为二级负荷，有的装置还有一少部分一级负荷，而化工企业一般都是连续生产的，突然断电而不能很快的恢复供电将有可能产生爆炸，造成人身伤亡，使设备损坏，且难以修复，或生产聚合等现象，生产出大量废品，造成全线停车，给企业带来重大的经济损失，因此，对供电的可靠性提出了较高的要求。

为了解决这一问题，化工装置一般都是双回路供电，正常时两路同时供电，互做备用，加装备用电源自动投入装置（BZT），当其中一路电源发生故障时，BZT投入，另一路电源将带所有负荷，或一、二级负荷，另外利用自动再起动环节来满足连续生产的要求。而对供电可靠性要求更高的一级负荷，只有采用UPS、EPS或柴油发电机来满足其对供电可靠性的要求。

现代电力技术的不断发展，也要求变电所设备装设各种自动装置，而这些自动装置在变电所的主要作用有以下几点：

1．  保证可靠供电，消除运行人员在执行某项操作时可能发生不准确或错误的动作。

2．  减轻运行人员的劳动强度或代替人的活动，提高劳动生产率。

3．  保证电气设备的安全可靠运行，使运行人员及时准确地判断运行中的异常情况，并及时进行处理。

自动装置应符合可靠性、选择性、灵敏性和速动性。而如何利用电气联锁来实现以上的要求，并防止人为操作次序的错误而造成的停电事故则是本文要叙述的重点。

一、BZT的基本方式

化工企业供电系统中，BZT一般有两种基本方式：

1．           具有一条正常工作线路和一条热备用线路，BZT装置控制热备用线路的进线开关，当正常工作线路发生故障并切除后，备用线路自动投入，即所谓的单方向BZT。化工装置的保安电源一般采用此种方式。

2．           具有两条独立工作线路的变电所，BZT装置控制母线的分段开关，正常时，分段开关断开，当其中任何一条工作线路发生故障并切除后，分段开关自动投入，由另一线路供全部负荷，或一、二级负荷，即所谓的双方向BZT。化工装置的变电所一般均采用此种方式。

二、备用电源自动投入装置的接线要求

1．  保证备用电源在电压、工作回路断开后才投入备用回路。

2．  工作回路上的电压，不论因何原因消失时，自动投入装置均应延时动作。

3．  手动断开工作回路时，不起动自动投入装置。

4．  备用电源断路器的合闸脉冲应是短脉冲的，只允许自动投入装置动作一次。

5．  备用电源自动投入装置动作后，入投到故障上，必要时，应使保护加速动作。

6．  备用电源自动投入装置中，可设置工作电源的电流闭锁回路。

7．  装有同步检查或低电压启动的备用电源自投装置，为防止工作电源的电压互感器二次侧熔断器熔断或其它原因引起的BZT误动，应设信号或闭锁装置。

8．  为使运行人员及时了解工作电源与备用电源的工作状态，应设置必要的信号，如备用电源无电压信号等。

9．  对设低压启动的BZT装置，当工作电源电压下降或消失，且电源母线上的电压下降或消失，而备用电源母线上保持一定电压数值时，才允许自动装置启动。

三、6kV自动切换系统的组成实例

该系统由低电压检测及启动装置和备用电源自动投入装置等组成，本文着重介绍的是与以往系统的不同之处，即在电源侧和母线上各加一套电压互感器，在电源侧多加的这套电压互感器可以用来监测电源侧电压及做为低电压检测而启动备用电源自动投入装置，该系统的详细联锁原理见下面对主要开关操作原理的逻辑要求。

与以往系统不同的是本文所介绍的系统中还多两个选择开关，一个为自动、手动选择开关，该开关打到自动位置时，BZT装置投入运行，开关打到手动位置时，则BZT被解除。另一个选择开关是跳闸位置选择开关，共设有三个位置：进线A跳闸、进线B跳闸和母线跳闸。详细应用见下面介绍。

1.       6kV变电所自动切换系统逻辑图

本图是按电源B故障绘制的。见附图1。

从附图中可以看出正常运行情况下，当电源B侧出现低电压，且过流保护没有动作，或进线B开关被打开，且过流保护也没动作，在这种情况下还要进一步确认B段母线是否也出现低电压，且A段母线电压正常，以避免B段电源低电压误操作而引起不必要的切换。若这些条件全部满足，跳B段进线开关，合母联开关。

2.       6kV变电所恢复两路供电逻辑图

当故障段电源恢复供电后，若供给该变电所的两回线路允许短时并车，则按附图2所示的逻辑图进行设计则可在工艺装置不停电的情况下完成恢复两路电源供电的切换。

从该图中可以看出，该图的特点是比以往的标准图多了跳闸选择开关43S，当该开关打到母联跳闸位置时，从电气原理上就保证了必须先合进线开关，后跳母联开关，从而保证供电连续性。这样也可以避免以往由于仅靠工作票及操作规程来进行倒闸操作，而在操作时可能出现人为的误操作，给生产带来不必要的损失。

3.       6kV变电所维修切换逻辑图

当需要维修其中一路的进线开关，而这时又不想中断供电，则按附图3所示的逻辑图进行设计，可保证在工艺装置不停电的情况下，倒闸为一回路供电，维修进线开关。

从该图中可以看出，该图的主要特点是比以往的标准图多了跳闸选择开关43S，当要进行维修进线开关时，将开关打到需要维修进线开关位置，这样就从电气联锁上保证必须先合母联开关，而后才能跳开需要维修的进线开关，这样就可避免人为操作可能带来的失误。

4.       6kV变电所手动操作逻辑图

任何自动装置都应设置手动操作位置，以便于维修及调试的要求。而手动操作时也应满足一定条件时，也应加一定的电气联锁，以防止误操作。附图中所介绍的就是当不允许双电源并车时，就应按该图的要求加入电气联锁。

从该图中也可以看出，若要手动合进线开关，必须在另一段进线开关打开或母联开关打开的情况下，才能合上进线开关。即加了防止并列运行的保护环节。同样道理，若要合母联开关，则必须是两回进线中有一回进线开关是打开的。

四、BZT的动作时间及其选择性

BZT的动作时间必须考虑上下级的配合问题，若上级变电所有BZT，则本变电所的BZT整定时间以满足当上级变电所BZT成功，本变电所的BZT就不必投入的要求。而有自动再启动电机的装置，又要尽量缩短BZT整定时间，以利于电动机自动再启动，且有的化工装置不允许停电时间过长，否则容易发生爆炸等事故。当这两者发生矛盾时，首先应保证工艺装置的安全生产要求，缩短BZT整定时间，当电源恢复供电后，再切换到双电源供电。

总之BZT整定时间应综合考虑，即要考虑电气方面的选择性，又要考虑工艺装置的特殊要求，并且针对每套供电装置都应做具体的分析，制定出一套行之有效的供电方案。

参考资料

1．《工业与民用配电设计手册》第三版；

2．《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92；

3．《电力工程电气设计手册》。