摘要：专业厂开闭所供电方式采用单母线分段的形式，双独立电源系统供电，当一路电源事故停电或者检修时，运行方式将变为单母线运行，重要专业厂对供电可靠性的要求非常高，这种运行方式不利于提高供电可靠性，针对此问题，引入第三独立电源，满足专业厂对供电可靠性越来越高的要求。
关键词：专业厂开闭所供电可靠性第三独立电源解决方案
　　专业厂用电为一级负荷，一级负荷的供电电源应符合下列要求：一是一级负荷由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致受到损坏。一级负荷容量较大或有高压用电设备时，应采用两路独立高压电源。二是一级负荷中特别重要的负荷，除上述两个电源外，要必须增设备用电源。随着东风有限对供电可靠性的要求越来越高，电力处为了提高重要专业厂的供电可靠性，现对这些专业厂开闭所新架设第三回10kV独立电源进行供电（长期热备用）。现实如下供电方式：正常时两用一备，即当一路主电源事故停电时，投入备用电源；事故恢复后，备用电源切除，主电源投入。　　专业厂开闭所供电方式采用单母线分段的形式，双独立电源系统供电，当一路电源事故停电或者检修时，合上母联，损失部分负荷，运行方式改为单母线运行，这对于重要专业厂来说是不允许的，甩负荷可能导致重大设备损坏和伤及人身安全以及打破生产的均衡性。因此应该尽最大努力减少单母线运行方式的出现。现在对重要专业厂新增一条独立10kV电源做为热备用，这样在任一路主电源事故或检修时投入，实现“N-1准则”，即任一电源故障都不会影像到专业厂的供电，不会损失负荷，可以尽量减少停电时间。时间就是金钱，这对专业厂来说是非常重要的。　　实现“N-2准则（如果万一其它相关线路或设施由此发生异常，此时在设计上仍能保证系统安全和正常运行）”的要求，即考虑到两件关键元件同时停止运作(即"N-2")的规划准则。对专业厂KB所来说，就是任两回电源故障失电后，仍能保持电网稳定，但需损失部分负荷。　　现有部分专业厂开闭所已经引入第三电源，但在如何引入以满足“N-1”或“N-2”准则时却遇到了困难。　　1）第三电源不经过“相应装置”进行“分段”处理，难以同时为开闭所原有分段母线两侧同时提供备用。　　2）专业厂开闭所内母线室现已经无法为第三电源提供“相应装置”的安装空间。　　为解决上述问题，我提出以下三个方案，并作相应说明论述。　　设计方案如下：　　方案一主接线图如下：　　　　注：101、02、10单元为KB所原有双电源系统；　　2虚线框内为新增的户外箱式变（G1、G2共2面开关柜）；　　3G1第三电源进线柜（前）和出线柜（附）（进入Ⅰ段母线），G2为出线柜（进入Ⅱ段母线）　　保留原接线方式，增加一组箱式变：新增设备清单见附件1。　　G1附柜和G2柜出线电缆分别与Ⅰ、Ⅱ段母线连接。主电源故障，手动投入备用电源；主电源来电，手动切除备用电源，恢复主电源供电。　　其中，正常情况下户外箱式变所有断路器，隔离开关均在分位。　　操作过程：　　1备用有电　　1.101单元检修时，操作过程如下：合K1---合K3---合上03开关---拉开01开关---拉01线路侧隔离开关---拉01母线侧隔离开关，保证不间断供电和不损失负荷。检修结束后，恢复01供电，03备用，操作过程如下：合01母线侧隔离开关---合01线路侧隔离开关---合上01开关---拉开03开关---拉K3---拉K1，02单元检修时同理；　　1.201故障失电，01开关跳闸，操作过程如下：检查01开关在断开位置------拉01线路侧隔离开关---拉01母线侧隔离开关---合K1---合K3---合上03开关，其中Ⅰ段母线停电时间取决与上述操作过程的总消耗时间（从调度下令到操作结束）。事故处理结束后，恢复01供电，03备用，操作过程如下：合01母线侧隔离开关---合01线路侧隔离开关---合上01开关---拉开03开关---拉K3---拉K1，02故障失电同理；　　1.301、02先后相继故障失电，01开关跳闸，操作过程如下：检查01开关在断开位置---拉01线路侧隔离开关---拉01母线侧隔离开关---合K1---合K3---合上03开关，同时02故障失电，02开关跳闸,此时操作如下：检查02开关在断开位置---拉02线路侧隔离开关---拉02母线侧隔离开关---合10靠Ⅰ段母线侧隔离开关---合10靠Ⅱ段母线侧隔离开关---合上10开关，损失部分负荷，01故障先处理结束，恢复分段运行和01供电，同时03投Ⅱ段母线，操作过程如下：合01母线侧隔离开关---合01线路侧隔离开关---合上01开关---拉开03开关---拉K3---拉K1---合K2---合K3---合上03开关---拉开10开关---拉10靠Ⅰ段母线侧隔离开关---拉10靠Ⅱ段母线侧隔离开关（若02故障先处理结束，恢复02供电，03投Ⅰ段母线，操作过程如下：合02母线侧隔离开关---合02线路侧隔离开关---合上02开关---拉开10开关---拉10靠Ⅰ段母线侧隔离开关---拉10靠Ⅱ段母线侧隔离开关），02（01）故障处理结束，恢复02（01）供电，03备用，操作过程见1.2。02故障失电后01故障失电同理；此项操作过程繁琐，耗时过多，处理过程中损失部分负荷，用户停电时间长。　　2备用失电　　2.1备用失电后，操作过程同原先接线方式；　　2.2备用恢复后，操作过程参加1。　　闭锁关系：　　101、02、10原五防闭锁不变；　　2G1柜实现五防闭锁，03与K2之间现实机械连锁,K1与K2之间现实机械互锁，即K1与K2禁止同时在合位，五防闭锁可采用JSXGN－12箱式柜机械闭锁，可将G1柜五防闭锁中的“上刀闸”机械闭锁延长至K2，闭锁与互锁见如下示意图：　　　　注：1K1、K2操作把手增开开1个圆孔　　2原G1五防闭锁的原上刀闸输出延长至K2操作把手；　　303开关合上后，闭锁销向右运动，卡主K1操作把手，同时将“闭锁用”钢筋顶向右运动，卡主K2操作把手，03开关拉开后，恢复K2操作把手可分、合，从而实现闭锁；（注意调节上图所示的间隙）；　　4当K1、K2都处于分时，K1、K2操作把手同时被卡住，当K1处于合位置时，互锁见上图所示，K2操作把手被卡住，当K1分，操作G3合时，互锁用钢筋向左运动，卡住K1，从而现实互锁。　　方案二主接线图如下：　　　　注：101、02单元为KB所原有双电源系统；　　2虚线框内为新增的户外箱式变（G1和G2共2面开关柜）；　　3G1第三电源进线柜（附）和出线柜（前）（进入Ⅰ段母线），G2为出线柜（进入Ⅱ段母线）　　增加一套备自投装置和一组箱式变：新增设备清单见附件2。　　取消原母联柜，将原母联柜改出线柜使用，户外箱式变可以兼作母联柜，G1前柜、G2柜出线电缆分别与Ⅰ、Ⅱ段母线连接。主电源故障，自动投入备用电源；主电源来电，手动切除备用电源，恢复主电源供电，采用备自投可大大减少停电时间，提高供电可靠性。　　其中，正常情况下户外箱式变所有隔离开关均在合位，03、04在分位。　　操作过程：　　1备用有电　　1.101单元检修时，操作过程如下：合上03开关---拉开01开关---拉01线路侧隔离开关---拉01母线侧隔离开关，保证不损失负荷。检修结束后，恢复01供电，备用电源备用，操作过程如下：合01母线侧隔离开关---合01线路侧隔离开关---合上01开关---拉开03开关，02单元检修时同理；　　1.201故障失电，01开关跳闸，Ⅰ段母线PT失电，备自投装置工作，跳开01开关，自动投入03开关，用户停电时间很短，手动操作：拉01线路侧隔离开关---拉01母线侧隔离开关，01故障处理结束后，恢复01供电，备用电源备用，操作如下：合01母线侧隔离开关---合01线路侧隔离开关---合上01开关---拉开03开关，02故障失电同理；　　1.301、02先后相继故障失电，01开关跳闸，备自投装置工作，跳开01开关，自投03开关，手动操作：手动操作：拉01线路侧隔离开关---拉01母线侧隔离开关，同时02故障失电，02开关跳闸，04开关自动投入，手动操作：拉02线路侧隔离开关---拉02母线侧隔离开关，01（02）故障先处理结束，恢复01（02）供电，备用电源供Ⅱ（Ⅰ）段母线，操作过程如下：合01（02）母线侧隔离开关---合01（02）线路侧隔离开关---合上01（02）开关---拉开03（04）开关，02（01）事故处理完毕，恢复02(01)供电，备用电源备用，操作如下：合02（01）母线侧隔离开关---合02（01）线路侧隔离开关---合上02（01）开关---拉开04（03）开关。02故障失电后01故障失电同理。　　2备用失电　　2.1备用失电后，自投装置停用，操作过程如下：拉开03开关---拉开04开关---拉K3，其他操作与原接线方式一样；（此时K4-03-04-K5构成新的母联单元）　　2.2备用电源故障，同时01或02故障失电，因母联单元带电,故从安全角度来说,应先处理01或02故障，再处理备用电源故障，操作过程见2.1。　　2.3备用恢复后，操作过程参加1。　　闭锁关系：　　101、02原五防闭锁不变；　　2G1、G2柜实现五防闭锁，采用JSXGN－12箱式柜机械闭锁，可将G2柜五防闭锁中的“下刀闸”机械闭锁延长至K3，示意图如下：　　　　注：1K3操作把手增开开1个圆孔　　2G2五防闭锁的原“下刀闸”输出延长至K3操作把手；　　304开关合上后，闭锁用钢筋向左运动，卡主K3操作把手，04开关拉开后，恢复K3操作把手可分、合，从而实现闭锁；（注意调节上图所示的间隙）；　　自投装置的工作方式：　　用备用电源进线柜装设的计量PT来控制，有电则工作，失电则停止工作。　　方案三主接线图如下：　　　　注：101、02单元为KB所原有双电源系统；　　2虚线框内为新增的户外箱式变（G1共1面开关柜）；　　3G1第三电源进线柜（附）和出线柜（前）（进入Ⅰ、Ⅱ段母线）　　增加一套备自投装置和一组箱式变：新增设备清单见附件3。　　利用原母联柜进行改造，甲柜（原10）不变，乙柜增加一台断路器和电流互感器，户外箱式变为进线柜兼作计量柜。主电源故障，自动投入备用电源；主电源来电，手动切除备用电源，恢复主电源供电，采用自投可大大减少停电时间，提高供电可靠性。　　其中，正常情况下K3、原101、原102隔离开关均在合位，03、04在分位。　　操作过程：同方案二。　　闭锁关系：　　101、02、10（甲）原五防闭锁不变；　　204实现五防闭锁，G1柜与03、04实现电磁闭锁，采用DSN3-DZ型电磁闭锁，利用03、04开关的辅助触点（常闭）实现。示意图如下：　　　　方案四主接线图如下：　　　　注：101、02单元为KB所原有双电源系统；　　利用原母联柜进行改造，甲柜（原10）增加一台下隔离开关和2只电压互感器，乙柜不变。主电源故障，手动动投入备用电源；主电源来电，手动切除备用电源，恢复主电源供电，故障后采用手动操作停电时间长（调度下令到操作结束），特别在仍两回电源同时故障失电后，因无母联开关，故在倒闸操作时，必须先断开故障侧母线所有出线，如备用和01故障失电，此时操作如下：首先断开Ⅰ段母线所有出线，在合原101、原102，再恢复Ⅰ母线所有出线，此操作停电时间将非常长。　　其中，正常情况下K1、原101、原102隔离开关均在合位，03在分位。　　此方案不推荐，故不做详细论述。　　方案优缺点比较　　综上所述，现对前三个方案进行综合的比较：　　1方案一与二占地一样（2面开关柜），从箱变分段后连接到Ⅰ、Ⅱ母线的接线方式是一样的；　　2方案二与三实现的方式是一样的，所不同的是方案二将原母联柜作备用，为KB所以后的发展预留了空间，方案三利用原母联柜进行改造，投资比方案二少；　　3方案一结构比方案二简单，投资少，对原开闭所改造较少，工作量少，但无法实现备用电源自投，只能采取手动操作，同时操作过程过于复杂，故障时停电时间长（调度下令到完成操作），同时闭锁相对复杂。　　4方案二增加设备较多，但增加的主设备相对数量较少，方案一新增加隔离开关3台、开关一台，方案二新增加隔离开关3台、开关2台，但原母联可做出线柜使用，即相对增加隔离开关1台，开关1台，方案三新增加设备最少，隔离开关1台，断路器1台，方案二和方案三运行方式灵活，可以实现自投，大大较少用户的停电时间（故障时停电时间为自投装置和断路器的动作时间），提高供电可靠性，但是方案二的初期投资大。　　5在安装过程中，方案一和二主要工作是安装箱式变（KB所无需停电），在接入母线时需停电（需停半段母线），方案三除了户外箱式变的安装，还需停电对原母联刀闸柜进行改造（只需停该段母线，母联开关侧母线无需停电），但接入电缆时无需停电，方案三接入方式较简单。　　综合用户停电时间对用户造成的损失来看，方案二、三的经济性比方案一的好，在操作上也简单，闭锁比较单一，技术上容易实现。因此宜优先采用方案二与方案三对原开闭所进行改造。在对方案二与方案三的选择上，如果考虑KB所今后的发展，负荷的增长，需要预留空间，宜优先选择方案二；如果KB所近几年内无需新增出线，因方案三投资少，充分利用原有资源进行改造，宜选择方案三。