供 用 电
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金茂大厦供配电系统三级互切的完善化
金茂集团工程技术部 黄友民
中图分类号:TM762.1 文献标识码:B 文章编号:1006-6357(2004)03-0047-02
1 系统及互切情况
金茂大厦是上海浦东新区目前最高的88层
大楼,其供配电系统由两路相互独立的35kV电缆进线供电,经4台35kV/6.3kV容量分别为12MVA的主变压器降压成6.3kV系统;再经13台6.3kV/380V配变降压为380V的低压系统。每路35kV进线带一组35kV开关柜经35kV母线供2台主变。第一级互切在6.3kV系统中,6.3kV开关柜分成4段,两两配对进行互切;第二级互切在380V系统中,380V13组开关柜中的12组两两配对进行互切;第三级互切为自动转换开关(ATS)的切换,共设置了40台ATS,额定电流从400A到1600A,现以简图说明互切过程(附图)。
附图 三级互切单线图
(1)当电压继电器检测到35kV母线A或B
失电后,经时间继电器延时将该检测结果送到
PLC(可编程逻辑控制器),再由PLC发令跳6.3kV相应的A或B的主断路器(MCB),在PLC确认6.3kV相应的A或B的主断路器跳闸后,PLC发令合上6.3kV联络断路器(TCB)。
(2)当电压继电器检测到380V低压的A或
B主断路器上桩头失电后,经时间继电器变高延
时将该检测结果送到PLC,再由PLC发令跳380V低压相应的A或B的主断路(MCB),在PLC确认380V相应的A或B的主断路器跳闸后,PLC发令合上380V联络断路器(TCB)。
(3)在正常运行时,380V低压开关柜A向ATS的正常侧(N)供电;同时,380V低压开关柜B经联络母线送到应急低压开关柜,再由应急低压开关柜向ATS的应急侧(E)供电。应急低压开
关柜由一对相互闭锁的断路器实现正常电源与应急电源的切换。当ATS检测到其正常侧失电,ATS能按整定延时转换到应急侧;若ATS应急
侧再发生失电,则由ATS发令启动应急发电机(G)。接到启动命令后,应急发电机在15s内达到额定电压,并自动送到应急低压开关柜相互闭锁的常开断路器(NO);再经该对相互闭锁的常闭断路器(NC)的切换将发电机发出的电送到ATS应急侧,供给应急负载。所有电梯,消防泵、消防排风设备、应急照明、应急小动力等负荷按其重要性分成三级,分别由不同的ATS供电。
2 发现问题及解决方法
供配电系统经承包商调试并认为符合设计要求后投入运行;但在实际操作中常常发生上级切换时下级跟随反复切换的不正常现象。当第一级6.3kV联络断路器切换时,第二级、第三级也跟着
切换;当第一级6.3kV联络断路器切换结束后,第二级、第三级再切换回去。当第一级符合条件回切后,第二级、第三级再发生一次切换及回切的过程。这样,电气末端就出现反复失电,照明灯具反复闪烁的现象。
经研究发现,原设计中上下级切换时间匹配如表1。
承包商认为表1的时间匹配是合理的,操作过程中出现上述不正常现象是偶然的。但经相关
48供 用 电2004年第3期
人员利用两个凌晨对整个供电系统的切换反复进
行试验,结果证明切换中的不正常现象不是偶然的,而是由于上下级切换时间匹配不合理所引起。分析为:如表1,第一级切换理论上只需4秒完成,即某段6.3kV母线失电4秒,但实际失电时间大于4秒;而第二级在失电3秒时其PLC已发令去跳失电侧的主断路器,再经2秒其PLC发令合该级的联络断路器,该过程不可逆反。当第二级切换全部结束,PLC检测到已跳主断路器上桩头复电后,经延时10秒回切。这样电气末端就出现反复失电的现象,而实际上第一级只切换过一次,第三级的切换过程相似,不同的是切换与回切的时间整定较长。为解决此问题,建议调整上下级切换的匹配时间,经与原美商设计师协调得到采纳。调整后的上下级切换时间匹配如表2。原来合6.3kV的TCB在T1+4s,调整后为T1+2s,即跳380V的MCB在合6.3kV的TCB之后。这样修改后效果明显,上述切换过程中不正常现象不再出现,整个供配电系统运行正常。
表1 调整前电气切换匹配时间表
时间
切换级别
6.3kV
380V
ATST1+2s跳MCB
3台切换
T2+3s跳MCB
3台切换T1+4s合TCB
2台切换
T2+5s合TCB
T3+10s跳TCBT3+12s合MCB
T3+17min
全部回切
注:T1为35kV母排失电时刻;T2为380V低压开关柜主断路器
(即MCB)上桩头失电时刻。若35kV母线失电,则T1=T2;T3为380V低压开关柜主断路器(即MCB)上桩头复电时刻。
表2 调整后电气切换匹配时间表
时间
切换级别
6.3kV
380V
ATS
T1+2s跳MCB
T2+3s跳MCB
T1+2s合TCB
ATS最短切T2+5s合TCB换时间为5s
T3+10s跳TCBT3+12s合MCB
T3+17min
全部回切
注:T1为35kV母排失电时刻;T2为380V低压开关柜主断路器
(即MCB)上桩头失电时刻,若35kV母线失电,则T1=T2;T3为380V低压开关柜主断路器(即MCB)上桩头复电时刻。
3 完善电梯群控的建议
金茂大厦所有电梯都直接由ATS供电,一般一个ATS供3台电梯,6台电梯为一个群控组。在原设计中当一个ATS从其正常侧切换到应急侧(即从市电A切换到市电B上)时,使该ATS所供群控组的全部电梯都进入应急状态,逐步迫降到底,然后该群控组只有两台电梯可以运行。但这时应急发电机并未启动,只是ATS发生了一次转换,电源改经联络母线及应急低压开关柜供电的市电B上,电梯的这种控制方式与供电方式的可靠性、灵活性不相配。为使电梯的群控能与供电方式的灵活性相配,根据对ATS工作原理的了解,建议修改电梯的群控方式,使得ATS从正常侧切换到应急侧时电梯的控制不进入应急状态,而是当ATS转换结束电梯复电后,电梯群控进行自身程序检查,然后继续运行。只有当ATS双侧失电发令启动应急发电机时,同时发信给电梯群控,这时电梯才进入应急状态。另外,一个电梯群控有6台电梯(但有的电梯群控只有3台或2台电梯),由2个ATS供电。按目前电梯的控制方式,只要2个ATS中的任意一个双侧失电发令启动发电机组,该群控的6台电梯就全部进入应急状态,而事实上该群控中另一个ATS尚处于正常供电状态。因此建议:6台电梯为一个大群控,其中每个ATS供电的3台电梯为一个小群控,这样,当1个ATS的双侧失电发令启动发电机组时,仅仅该ATS供电的3台电梯进入应急状态,而另一个ATS供电的3台电梯仍正常运行;只有当一个大群控的2个ATS的双侧均失电,都发令启动发电机组时,该大群控的6台电梯才进入应急状态。这样可进一步提高电梯运行的可靠性。经与设计师协商并得到同意后,再分别协调电气承包商与电梯承包商,由电气承包商修改ATS内部接线,电梯承包商修改电梯群控程序。经修改及现场调试后,电梯的控制与电气的供电方式相匹配,电梯运行更可靠。
收稿日期:2004年2月16日黄友民 金茂集团工程技术部上海浦东大道2515号310室 200129
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