企业电网的连续供电技术-李延军

1、敏感负荷连续供电技术与应用敏感负荷连续供电技术与应用基于无扰动快切和高阻抗隔离技术的基于无扰动快切和高阻抗隔离技术的主讲人：李延军主讲人：李延军 “晃电”及其后果1p电压陡降（晃电）的形成电压陡降（晃电）的形成故障支路的切除时间故障支路的切除时间继电保护出口继电保护出口2030ms2030ms断路器分闸断路器分闸 4060ms4060ms燃弧时间燃弧时间 1020ms1020ms70110ms70110ms 非故障区域的电压陡降非故障区域的电压陡降tt0Ut1t2t3Ue陡降陡降凹陷凹陷p电压陡降（晃电）的后果电压陡降（晃电）的后果变频器停止供电变频器停止供电时间常数时间常数43.5ms43.

2、5ms 放电时间放电时间16.16ms16.16ms 20ms20msp电压陡降（晃电）的后果电压陡降（晃电）的后果变频器停止供电变频器停止供电企业重要生产设备停运企业重要生产设备停运 厂用高压变频器低电压穿越失败厂用高压变频器低电压穿越失败电动机转速波动导致次品电动机转速波动导致次品精密加工行业造成断丝等废品精密加工行业造成断丝等废品控制类设备无压释放控制类设备无压释放2020 30ms30ms后交流接触器释放后交流接触器释放 30 30 40ms40ms后交流电磁阀释放后交流电磁阀释放 20 20 30ms30ms后低电压保护动作后低电压保护动作连跳主机连跳主机停生产线停生产线设备停运设备

3、停运对电动机的冲击对电动机的冲击电动机承受两次大电流冲击电动机承受两次大电流冲击电压恢复时电动机群对系统的冲击电压恢复时电动机群对系统的冲击p部分企业部分企业“晃电晃电”事故案例事故案例案例案例1：北方某钢鉄企业自北方某钢鉄企业自2004年年12月月17日至日至2005年年4月月28日期间，日期间，08#变电所先变电所先 后后5次由于电网故障导致次由于电网故障导致10.5kV母线电压骤降，造成重要生产设备停运。母线电压骤降，造成重要生产设备停运。案例案例2：北方某化工企业北方某化工企业2012年年5月月22日鸟害导致日鸟害导致110kV单相接地，光纤差动跳闸，单相接地，光纤差动跳闸， 67ms

4、切除故障，造成关联故障系统切除故障，造成关联故障系统77台机泵停运，台机泵停运，10套生产装置受到影响。套生产装置受到影响。案例案例3：2012年年8月月30日北方某石化企业日北方某石化企业6kV电机故障，速断保护动作，电机故障，速断保护动作，59ms跳闸，跳闸， 造成造成74台低压电机停运，同时造成两台气压机组工艺连锁停机。台低压电机停运，同时造成两台气压机组工艺连锁停机。案例案例4： 至至2013年年4月末西北水泥企业由于电网电压凹陷故障导致四次停产月末西北水泥企业由于电网电压凹陷故障导致四次停产案例案例5： p“晃电晃电”的影响范围的影响范围故障系统关联系统关联系统正常系统正常系统对同一

5、电压等级的影响对同一电压等级的影响直接故障系统直接故障系统关联故障系统关联故障系统正常运行系统正常运行系统停电停电停运停运运行运行直接故障系统直接故障系统关联故障系统关联故障系统停电停电扩大扩大对下一电压等级的影响对下一电压等级的影响故障支路电压等级越高故障支路电压等级越高影响范围越大影响范围越大 现行措施与效果2p快速隔离故障区域快速隔离故障区域现行措施现行措施光纤纵差保护光纤纵差保护缩短时限级差缩短时限级差实施效果实施效果对非敏感负荷对非敏感负荷对敏感负荷对敏感负荷p双电源快速切换双电源快速切换“装置装置”现行措施现行措施判断时间：判断时间：2 212ms12ms分闸时间：分闸时间：404

6、060ms60ms合闸时间：合闸时间：404060ms60ms燃弧时间：燃弧时间：101020ms20mstt0故障开始t1分闸指令t4主开关分t2无压释放停止供电t3电磁阀关t4故障隔离t5合闸指令t4电源切换012ms20ms30ms5272ms128101030ms106282ms10206292ms4060ms102152ms实施效果实施效果对非敏感负荷对非敏感负荷200200300ms300ms对敏感负荷不能连续供电对敏感负荷不能连续供电同期捕捉困难同期捕捉困难系统配合系统配合p高压变频器的低电压穿越高压变频器的低电压穿越现行措施现行措施加大储能电容量加大储能电容量直流母线电压续航直

7、流母线电压续航电动机动能回收电动机动能回收实施效果实施效果设备造价设备造价运行维护运行维护电机出力电机出力 “连续供电”技术3p为何现行措施效果不佳？为何现行措施效果不佳？执行部件动作太慢执行部件动作太慢 综保出口时间过长综保出口时间过长 p连续供电的指标与关键连续供电的指标与关键20ms20ms之内隔离故障区域之内隔离故障区域非故障区域电压恢复到非故障区域电压恢复到80%80%以上以上技术指标技术指标执行部件的动作速度执行部件的动作速度短路故障的快速识别短路故障的快速识别技术关键技术关键大能容、高阻值的线性阻抗大能容、高阻值的线性阻抗p连续供电的技术基础连续供电的技术基础快速涡流驱动技术快速

8、涡流驱动技术 原理原理 快速真空接触器快速真空接触器快速涡流驱动技术快速涡流驱动技术快速真空断路器快速真空断路器开关式消弧装置开关式消弧装置开发开发 快速涡流驱动技术快速涡流驱动技术 开发开发 策划生产基地策划生产基地快速涡流驱动技术快速涡流驱动技术 聘请德国专家聘请德国专家产品批量生产产品批量生产开发开发 短路故障的快速识别短路故障的快速识别短路故障快速识别与过零开断技术短路故障快速识别与过零开断技术 大量的应用实践大量的应用实践短路故障的过零开断短路故障的过零开断氧化锌阀片的特殊配方氧化锌阀片的特殊配方大能容、高阻值、线性限流阻抗大能容、高阻值、线性限流阻抗 氧化锌阀片的烧制工艺氧化锌阀片

9、的烧制工艺氧化锌阀片的动态均能氧化锌阀片的动态均能p连续供电的产品支撑连续供电的产品支撑构成构成基于快速开关的无扰动快切装置基于快速开关的无扰动快切装置 执行部件执行部件快速开关快速开关控制部件控制部件快速识别快速识别结构特点结构特点成套供货成套供货指标指标15ms15ms之内之内并行切换并行切换变频、控制变频、控制30ms30ms之内之内串行切换串行切换电动机电动机产品的技术鉴定产品的技术鉴定20142014年年1212月月2828日安徽省科技厅组织日安徽省科技厅组织华中科技大张勇传院士亲任主任委员华中科技大张勇传院士亲任主任委员设计、石化、冶金、化工知名专家设计、石化、冶金、化工知名专家被

10、评定为被评定为“技术居于国际领先水平技术居于国际领先水平”区内故障区内故障“短路短路”切换的实录波形切换的实录波形故障开始跳闸指令故障切除区外故障区外故障“晃电晃电”故障开始跳闸指令故障隔离合闸指令切换成功电源开路电源开路“断电断电”故障开始跳闸指令合闸指令切换成功装置构成装置构成基于快速开关的母线电压保持装置基于快速开关的母线电压保持装置 工作原理工作原理主要功能主要功能快速恢复电压快速恢复电压自动恢复运行自动恢复运行常规综保功能常规综保功能产品种类产品种类阻开式阻开式阻抗式阻抗式直开式直开式用在总站用在总站用在改造用在改造直供支线直供支线 典型的应用案例4p外网故障时的无扰动快切方案外网故

11、障时的无扰动快切方案外网故障的类型与特征外网故障的类型与特征外网凹陷外网凹陷母线电压突然凹陷母线电压突然凹陷测量电流突然增大测量电流突然增大持续时间大约持续时间大约100ms100ms左右左右电源短路电源短路母线电压突然降低母线电压突然降低100ms之后系统停电之后系统停电待备自投动作恢复送电要待备自投动作恢复送电要1s钟以后钟以后电动机的反馈电流持续电动机的反馈电流持续100ms电源开路电源开路电源开路时电动机端电压衰减很慢电源开路时电动机端电压衰减很慢电压凹陷或电压凹陷或电源短路时转子剩磁衰减很快电源短路时转子剩磁衰减很快真空断路器真空断路器“偷跳偷跳”的可能性几乎不存在的可能性几乎不存在

12、中压变频器的无扰动切换中压变频器的无扰动切换切换方式切换方式并行切换并行切换切换时间切换时间15ms15ms适应故障类型适应故障类型凹陷、短路、开路凹陷、短路、开路中压大型电机的无扰动切换中压大型电机的无扰动切换切换方式切换方式串行切换串行切换切换时间切换时间30ms30ms适应故障类型适应故障类型凹陷、短路、开路凹陷、短路、开路切换方式切换方式串行切换串行切换切换时间切换时间15ms15ms适应设备适应设备各类设备各类设备低压配变的整体切换低压配变的整体切换p内网故障关联系统的快速自愈内网故障关联系统的快速自愈中负荷支路的高阻抗隔离方案中负荷支路的高阻抗隔离方案任一条支路故障只影响任一条支路

13、故障只影响1/101/1090%90%的区域的区域20ms20ms之内恢复电压之内恢复电压大负荷支路的高阻抗隔离方案大负荷支路的高阻抗隔离方案原理原理正常时快速换流器闭合正常时快速换流器闭合按残压设计深度限流器按残压设计深度限流器短路时串入深度限流器短路时串入深度限流器小负荷支路的快速截流方案小负荷支路的快速截流方案需要注意的问题：需要注意的问题：躲过小电流区躲过小电流区按线电压开断按线电压开断躲过大能量区躲过大能量区重要敏感设备的无扰动快切方案重要敏感设备的无扰动快切方案中压变频设备中压变频设备采用中压快切装置采用中压快切装置低压敏感设备低压敏感设备采用低压快切装置采用低压快切装置特殊用途中

14、压电机特殊用途中压电机采用中压快切装置采用中压快切装置非敏感重要负荷的普通快切方案非敏感重要负荷的普通快切方案热力负荷热力负荷短时断续工作制的负荷短时断续工作制的负荷不至于造成停产允许的再启动电机不至于造成停产允许的再启动电机动作总降动作总降6 6、1010kVkV主进线与母联开关主进线与母联开关防止生产设备损坏的备自投方案防止生产设备损坏的备自投方案检定无压后投入备用电源检定无压后投入备用电源适于适于3535kVkV及以上电压等级及以上电压等级适于自备机组和保安电力适于自备机组和保安电力p系统的连续供电技术应用案例系统的连续供电技术应用案例具有双电源供电的外网晃电应用案例具有双电源供电的外网晃电应用案例10kV段110kV10kV段控制器中压变频设备K3K1K210kV段10kV段控制器T1T2C1C2C3110kVK3K1K2p系统的连续供电技术应用案例系统的连续供电技术应用案例具有双电源供电的内网晃电应用案