电源快速切换装置及在供电公司电力系统的应用与分析

1、电源快速切换装置及在供电公司电力系统的应用与分析摘要：简单阐述供电公司电力系统环境与备用电源自 动投入装置的局限性， 通过对金智 MFC5103A 快切装置特点、 功能及设定值的详细分析，通过多次切换试验和实际运行的 切换，结合快切动作数据的分析，最终达到比较理想的切换 效果，实现电源无扰动切换。体现出电源快速切换装置在供 电公司安全、连续、平稳生产中的重要性和必要性。关键词：电源快速切换装置；备自投频差角差 中图分类号： TM762 文献识别码： A 文章编号： 1001-828X（2015）021-000-01一、备用电源自动投入装置的局限性及原因分析 目前，工业企业解决供电可靠性的主要办

2、法是一次系统 采用双路或多路供电，再辅以二次系统采用备用电源自动投 入装置（俗称备自投） 。正常情况下，按一般企业的使用需 要来讲，自投装置已经可以满足了。但是，供电公司却是要 不间断的进行供电，自投装置已经满足不了这么大的需要了， 所以效果不是很明显。供电公司的电动机数量众多，并且， 每个电动机的参数，容量都不一致，失电后电动机在短时间 内将继续旋转，并将磁场能转变为电能，此时部分异步电动 机实际上已转入异步发电机运行工况，因此母线的电压即是 多台异步发电机发出的合成反馈电压，俗称残压，而从电动 机失电到失压进而无压，备自投完成动作的过程持续时间长 达12秒，甚至更长，此时电动机已被分批切除

3、。即使是 延迟时间较长的高压重要电动机未被切除，由于母线已经无 压（一般无压定值为额定电压的 20% 35%），转速已经严重 下降，直接影响生产过程的连续性，并对产品质量造成不良 影响。而且此时投入备自投装置将造成较大的电动机自起动 冲击电流，直接作用于电动机并甚至可能导致切换失败造成 厂用电中断，同时对供电网络产生冲击，影响整个电网的稳 定性，其后果是十分严重的。备自投实际上并没有真正起到保障供电连续性的作用， 更难保证供电可靠性。纠其主要原因有二，一是装置起动过 迟，二是装置起动后将备用电源投入的时间太长。 追根溯源， 目前使用的备自投装置几乎完全套用电网变电站的备自投 装置工作原理，并没

4、有针对石化等工艺特殊要求的企业的需 求和技术特点进行原理、功能、性能的专门性设计和开发。 结合我项目对供电平稳要求高的特点，经过市场的周密调研 和专业厂家交流，110KV进线和下面10KV联合变电所均选 择了国产品牌金智快切装置。二、金智电源快速切换装置的功能与特点1.起动方式 根据应用场合，起动方式分用于故障情况下的起动方式及用于正常情况下的起动方式两大类故障情况下的起动方式主要包括， 保护起动、 无流起动、 频压异常起动、逆功率起动、开关变位起动、失压起动。保 护起动主要用于检测进线电源故障的情况，是最常用的起动 方式；其他方式则为解决进线（主变）以上电网故障，保护 信号无法接入情况下的起

5、动问题。在这些启动方式中我们把 频率异常启动退出，在无流启动中考虑到频率门槛值不小于 49.5HZ.、电流低于0.2A二个条件均具备的情况下无流启动 快切。正常启动方式为手动启动方式，包括切 i 合母联和切 ii 合母联，为了保障切换的平稳性，一般不用此切换方式，都 是在退出快切装置情况下合母联开关后，再切进线开关。2 .切换方式 在起动方式判别模块识别出进线故障后，装置按照切换 方式判别模块预定的顺序，跳工作开关及合备用开关（合备 用开关时需满足实现方式判别模块的条件） 。（1）并联切换。在满足合闸条件的情况下，先合上备 用开关，经过设定延时后再跳开工作电源开关。 切换过程中， 两个电源短时

6、并列，用电设备不会断电（ 2）串联切换。装置先发跳工作开关命令，确认工作 开关跳开后再合备用电源开关。3）同时切换。装置先发跳工作开关命令，仅仅经过 一定延时而不确认工作开关跳开，便进入备用开关实现方式 判别模块的过程，尽量缩短母线断电时间。 在这三种切换方式中，为了保障切换稳定性，结合供电 公司生产装置特点，各级快切装置均采用串联切换方式。3.实现方式 无论是串联、同时还是并联切换方式，都要调用实现方 式判别模块来判断是否能发合备用开关命令。（ 1）快速切换。通过检测母线和备用电源压差|du| 、频差 |df| 、相差 |dq| 值实现切换。快速切换是速度最快、合 闸冲击电流最小的合闸方式。

7、（ 2）同期捕捉切换。其原理是实时跟踪母线电压和备 用电压的频差 |df| 和相差 |dq| 变化，以同相点作为合闸目标 点。（ 3）残压切换。当母线残压衰减到低于设定值时合上备用电源。当母线电压衰减到低于40%的额定电压时切换，冲击电流已降到可接受的范围内，虽能保证电动机安全，但 不同的系统容量和备用变压器容量都会影响冲击电流值，同 时由于停电时间过长，电动机自起动成功与否、自起动时间 等会受到较大限制。（ 4）长延时切换。切换指令发出后有延时，延时结束 后对备用电源的切换方式进行切换。这种切换的方式是在备 用电池容量不足，超负荷的情况下来进行的。综上可知快切装置动作的一般过程为：首先由起动

8、方式 判别模块识别出进线故障，然后装置按照切换方式判别模块 预定的顺序，跳工作开关及合备用开关。在合备用开关的时 候，需满足实现方式判别模块的条件。而快切壮汉子的基本 原则是尽量减少切换过程产生的冲击电流，其中快速切换最 为理想，所以机组正常启停的切换以及故障时的切换必须首 先采用快速切换。所以在定值的设定时，就是要考虑如何尽 量通过快速切换来实现，对电网的冲击即小，又不至于有低 压保护的开关、接触器跳闸。参考文献：1 邬君波 .备用电源可靠自动切换研究及复杂工况分析 处置D.浙江大学，2007.2 吴玲.感应电机在电源切换时分相投入控制的理论研究D.华北电力大学（北京）,2009.3 庞继伟 .重要电动机负载双电源软切换装置设计与控制方法研究 D. 华北电力大学， 2012.4 梁建钢 .微电网变流器并网运行及并网和孤岛切换技 术研究 D. 北京交通大学， 2015.5 崔立强 .高压电源快切对继电保护影响的研究D. 天津理工大学， 2