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1、徐州中波台供配电技改和自动控制方案【摘要】本文简述了供配电系统如何利用技术方案和设备选择以实现在无人值守条件下供配电的自动控制和切换的安全保障【关键字】供配电安全自动控制一、前言据不完全统计，过去几年，全国发生的重大停播事故中，90%以上都与供配电系统故障或操作失误有关。 随着现代科学技术的不断发展， 播控系统安全性能进一步提升， 设备量的增加和技术的提升加大了对供配电的要求，如何保证供配电的安全可靠成为当前重大问题。为了保障徐州中波发射台安全、优质、高效的播出，圆满完成台站的播出任务， 徐州中波发射台在新台站搬迁建设过程中，参照广电总局六十二号令以及江苏省广播电视安全管理条例的实施细则要求，
2、结合本台站的实际情况，对我台的供配电方案进行了技术改造和自动控制升级。二、基本要求徐州中波台现有八套频率， 总发射功率近百千瓦， 属于二级保障。 参照实施细则的要求：外部电源应接入两路外电， 一路宜为专线，当一路外电发生故障时，另一路外电不应同时受损， 供配电系统应设工艺变压器， 播出负荷供电应设两个以上引自不同回路的独立低压；单母线分段供电并具备自动或手动互投功能；主要播出负荷应采用UPS 供电，UPS电池组后备时间应满足设计负荷工作30 分钟以上；应配置自备电源或与供电部门签订应急供电协议，保证播出负荷、 机房空调等相关负荷连续运行； 主备播出设备， 双电源播出设备， 应分别接入不同供电回
3、路。同时，应实现无人值守时供配电的自动切换，具有时效性、安全性、经济性。三、方案及设备选型技术方案： 10KV 电器主接线采用分段单母线接线方式，不带联络；0.4KV为单母线分列运行， 设置母线联络开关； 配置柴油发电机及应急电源开关柜，在两路 10KV 外电均停电或故障时，手动或自动启动发电机，保证重要负荷供电；配置主备双路 UPS 电源，可分列或并列运行。一、系统框图10kv 设备 备10kv 设备 主柴油发电机 M 有载调压 变压器备有载调压 变压器主备路分断开关KA2 应急电源分断开关 KA4 主路分断开关KA1 母联分 断 开关KA3 辅 助 设 施 用 电备 用 设 备 用 电主
4、用UPS 用 电市 电 备 用主 用 设 备 用 电重 要 负 荷 用 电备 用UPS 用 电播控设备及监测服务器等二、KA1、KA2、KA3 、KA4、发电机的闭锁接线1、KA1、KA2 、KA4 之间的电气互锁接线2、KA1、KA2 、KA3 、KA4 电气闭锁及闭合接线KA1 电气闭锁、闭合接线主路进线KA1 KA2 KA4 KA2 KA4 KA2 KA4 备路进线发电机 进线KA3 2KA2 1KA1 3KA1 2KA1 3KA1 KA1 1KA1 3KA1 KA2 KA3 1KA2 2KA1 3KA1 KA2 电气闭锁、闭合接线KA3 电气闭锁、闭合接线KA2 1KA2 2KA2 K
5、A3 KA1 发 电 机 启 动 信 号KA4 电气闭锁及闭合接线KA1 KA2 KA3 KT1 KT2 3KA2 1KA2 2KA2 KA2 KA1 KT2 KT1 2KA1 1KA1 4KA2 可以参照 ABB 开关说明中关于电气闭锁的工作方式1、三个断路器中，只允许一个合闸；用在三个供电电源共用一个母排，但不可并联运作。2、三个断路器中，只允许其中一个或者两个同时合闸；两个常规电源和一个母排，两个汇流排可由单一变压器（母联断路器合闸）或两个变压器同时供电（母联断路器分闸）。要实现切换，必须为断路器提供电气远程控制和电气和机械联锁所必需的附件，可以用分闸线圈、合闸线圈、电机操作器、辅助触点
6、、延时继电器，也可以使用适当的电子脱扣器。三、KA1、KA2、KA3 、KA4、发电机时序（）为延时继电器时间，可自主选择，要考虑安全和时效KA1 KA2 KA3 KA4 发电机主 供 失 电主 电 恢 复备 供 失 电备 电 恢 复主 备 均 失 电* 发 电 机 输 出 稳 定主 备 供 电 恢 复 * 发 电 机 完 全 停 止（）为发电机收到启动信号以后至电压输出正常和发电机收到关闭信号以后至残余电消耗完全关机的时间，约需15 秒（*）主备均失电可以理解为主、备一起失电或者是一路先失电的情况下另一路也失电，处理结果相同，KA1、KA2、KA3 均欠压脱扣（* ）主备供电恢复可以为两路同
7、时恢复或者有一路先行恢复；两路同时恢复时则 KA3 不动作， KA1 、KA2 动作；一路恢复则，恢复正常的那一路开关动作，KA3 则要等发电机完全停止以后才可以动作。正常运行时， KA1、KA2 闭合， AK3、KA4 分断；主、备两路变压器分列运行。当主路变压器故障或停电时，KA1 分断， KA3 闭合，由备路变压器带所有负荷；当备路变压器故障或停电时，KA2 分断， KA3 闭合，由主路变压器带所有负荷；当主、备变压器均停电或故障时，KA1 、KA2 、KA3 全部分断， KA4闭合，发电机启动，由发电机带母联主路汇流段负荷用电。KA1 、KA2 、KA3 、KA4 之间设有电气及机械联
8、锁，配合有延时继电器，可以保证两台变压器及发电机均不会并列运行。低压二次分配中，采用双UPS 供电，一主一备，引自不同变压器的低压回路，配合有正常普通用电（防止UPS 故障）一起组成核心设备的电源供电。主备两路 UPS 供电平时分列运行，在特殊情况下，可以实现电池组并列运行，供给单部发射机的应急播出用电。设备选型及方案说明： 10KV 采用 SF6 负荷开关柜 6 台；0.4KV 设备选用MNS 抽屉式低压配电柜；变压器选用SCZB10 干式变压器，配有载分解开关只能控制器，可调整电压幅度，有一定的稳压作用；低压分段开关选用ABB 进口EMAX 系列搭载有 SAFE PR122/P-LSI 电
9、子脱扣器，辅以配件可实现欠压脱扣、来电自合、智能监测、四摇一控等多种功能。在方案设计中， 我们没有采用高压备自投， 是因为增加高压母联备自投意味着增加多种设备和两个柜体， 会使本就不富余的配电室空间更加拥挤，勉强能满足国家电力部门对变配电室的要求，而且会增加接近一倍的费用； 对高压的备自投自动切换存在较大的风险， 不利于系统的安全稳定。 对我们而言， 高压设备利用率不是太高， 维护和维修难度较大， 我们对高压配电力求最简单可靠，增加的设备越多，利用的技术越先进，一旦产生故障，排除的难度就会更大。因此，我们选择了高压设备中比较稳定的低柜SF6 型负荷开关柜和比较简单实用的分列运行方式；辅以柴油发
10、电机，可以解决不加高压母联备自投的担忧。对于稳压电源，核心播控和监测设备都由UPS 供电， UPS 本身就带有稳压功能，而对于发射设备以及辅助设备对电压的要求比较低，上下浮动 10%都不会受太大影响的。在双变压器分列运行的状态下， 如果增加稳压器则需要增加两台，这是一笔不小的费用； 而我们使用的有载调压变压器 （3*2.5%）只是在变压器上增加有载分接开关智能控制器和有载调压抽头，费用大幅降低而功能基本上不受影响，完全能满足发射设备对电压浮动的要求；节余下的费用可以用来提高断路开关的档次和品质，在不减少稳压功能的情况下，更安全、经济。四、使用中发现的问题及处理1、发电机和变压器瞬间并列运行，造
11、成低压分断开关自动保护，手动复位后才能使用经过查阅 ABB 开关 EMAX 使用手册，我们发现由于搭载的电子脱扣器，欠压脱口时间为 100ms，误差最大为 40ms，而分闸和合闸需要的时间为60ms，误差为 10ms，因此在不加延时器的情况下，如果供电频繁闪断，特别在发电机运行状态下，则有可能会造成并列运行。因此，在KA1、KA2 上增加延时继电器，断电恢复以后， 延时一定时间再合闸， 延时时间主备不同， 以防止同时上电时误动作造成的并列运行。2、失电以后，低压分断开关不能自动闭合，必须使用手动储能开关进行操作欠压脱扣器的电源来自断路器的供电侧，只有当欠压脱扣器 （具有合闸机械锁可作为合闸电气
12、锁）通电后，断路器才能闭合。因此在失电后，由于脱扣器无电源供应， 按钮开关不能使用， 只能用手动储能开关进行操作。我们将脱扣器的供电改为 UPS 电源供电，即使失电的情况下，也能保证脱扣器有持续电源供应，就可以自动操作，无须再去人为干预。五、实际使用情况自改造完成至今， 该套系统已经平稳运行了一年多的时间，中间经历过多次10KV 外电故障，均能快速、准确地自动完成倒电、开关发电机等功能，不需要人去进行干预，停电时间不超过30 秒，完全达到当初的设计目的。由于我台频率多，平时值班人员少， 在外电失电的情况下， 既要去操作供配电又要操作发射设备，时间耽误比较多也容易造成慌乱；自该系统投入使用以后， 供电可以实现自动控制， 基本上不需要人去干预操作，节省了人力， 也大大缩减了由外电断电引起的停播时间，有力地保障了我们台站的正常播出任务。
