SFQ200系列智能换相开关技术使用说明书

技术使用说明书智能换相开关技术使用说明书陕西四方华能电气设备名目\l“_TOC_250017“第一篇 行业背景 1\l“_TOC_250016“三相不平衡的概念 1\l“_TOC_250015“三相不平衡的危害 1\l“_TOC_250014“治理三相不平衡的传统方法 2\l“_TOC_250013“其次篇 产品简介 3\l“_TOC_250012“系统概述 3\l“_TOC_250011“系统组成 3\l“_TOC_250010“系统功能 5\l“_TOC_250009“系统优势 5技术参数 6\l“_TOC_250008“第三篇 技术原理 7\l“_TOC_250007“平衡原理 7\l“_TOC_250006“不掉电换相原理 8\l“_TOC_250005“第四篇 使用说明 9SFQ210主控开关 9SFQ220换相开关 12手机APP软件 14\l“_TOC_250004“第五篇 工程设计说明 15\l“_TOC_250003“构造与安装尺寸 15\l“_TOC_250002“安装方案 18\l“_TOC_250001“CT技术要求 19\l“_TOC_250000“系统安装接线图 19智能换相开关第一篇 行业背景三相不平衡的概念1-1三相负荷分时曲线图定义三相不平衡是指在电力系统中三相电流〔或电压〕幅值不全都，且幅值差超过规定范围。造成三相不平衡的主要缘由是三相负荷不均衡，属于基波负荷配置问题。计算方法和规定《国家电网公司企业标准〔Q/GDW5192023〕配电网运行规程》中第8.7.4条规定：不平衡度计算式：〔–最小电流〕÷最大电流×100%国网标准：三相负荷不平衡度不应大于15%，只带少量单相负荷的三相变压器，中性线电25%。三相不平衡的危害三相负载不平衡问题对电力系统、用户供电等都带来了严峻的危害。主要表现在以下几个方面：增加变压器损耗增加线路损耗配变出力减小，降低了配变利用率变压器发热，严峻时甚至会烧毁变压器简洁导致过压、低压，影响用电设备的正常工作我国的低压配电网点多面广、构造简单，并且随着人们生活水平的不断提高，负荷性质日趋多样化、负荷波动更加显著，使低压台区变三相不平衡问题更加突出。而另一方面，治理三相不平衡的方法相对欠缺，很难从人力和技术上解决，导致三相负荷不平衡问题格外普遍，尤以农网最为严峻。第1页智能换相开关治理三相不平衡的传统方法通过人工改线调整负荷这种方法使用率最高，但其人力投入大，需切断用户供电，而且难以长期适应负荷的变化规律。通过SVG静止同步补偿器补偿SVG静止同步补偿器可以对三相不平衡进展补偿，但这种方法本钱高，只能做到变压器低压侧三相电流近似平衡，不是从本质上实现负荷平衡。通过APF有源滤波器补偿APF有源滤波器除滤除谐波功能外，可对三相不平衡起到肯定的补偿作用，但用这种方法本钱昂扬，同样不是从本质上实现负荷平衡。综上：传统手段相对欠缺，而且投入大、效率低，不能从根本上解决三相不平衡问题。第2页智能换相开关其次篇 产品简介系统概述智能换相开关是陕西四方华能电气设备研发的一套用于治理三相不平衡的产品。它适用于三相四线制的380V/220V低压配电系统，能够在不中断用户供电的状况下依据不平衡度自动调整三相负载，抑制传统依靠人工改线来调整三相不平衡的缺点。本产品可有效降低由三相负载不平衡所导致的变压器损耗、线路损耗，抑制某相过流、末端低压等状况，以及由三相不平衡带来的众多安全隐患。系统组成SFQ200SFQ210主控开关和SFQ220换相开关：SFQ210主控开关是是集采样、运算、通信、人机交互、智能组网、平衡规律算法于一体的智能掌握装置。SFQ220换相开关是集采样、运算、通信、相序切换功能于一体的智能投切装置。图2-1SF-Q210主控开关第3页智能换相开关图2-2SF-Q220-90A换相开关图2-3SF-Q220-120A换相开关第4页智能换相开关系统功能自动平衡三相负载≤20ms，不中断用户供电，不会引起常用电器的复位和重启动，也不会对电器产生损害。降低变压器损耗使变压器处于对称运行状态，有效降低了变压器损耗。降低线路损耗有效减小中性线电流，从而减小中性线的损耗及相线的损耗。解决低压、过压问题解决由三相不平衡所导致的低压、过压的问题，避开因过压烧坏用电设备或因低压影响用电设备的正常运行。保护低压配网安全运行避开中性线电流长期过大导致的发热和老损，避开变压器等配电设备烧毁的隐患。系统优势免维护、免治理系统投运后无需专人维护和治理，节约人力物力，提高效率自动换相，不需中断用户供电自动换相，无需人工参与换相时间≤20ms，不会导致供电中断牢靠的相间防短路技术牢靠的硬件闭锁技术，防止多个相序同时接通多重软件算法，智能预防相间短路开关元件不耗电，装置功耗小1〕承受永磁继电器机构，无压运行2〕装置运行功耗≤8W第5页智能换相开关2.5技术参数2-1产品技术参数分类参数名称换相开关主控开关接线方式三相四线制三相四线制额定电压AC380V/220VAC380V/220V额定电流90A/120A--电气参数额定频率50Hz50Hz额定绝缘电阻>100MΩ>100MΩ额定工频耐受电压2.5kV2.5kV额定冲击耐受电压5kV5kV载波通信频率421kHZ421kHZ换相时间≤20ms--机械寿命10万次--电流/电压采样精度0.5级0.5级性能指标稳定通信距离1500米1500米防护等级IP54IP54SOE存储容量128条128条录波存储容量--64M使用工况户外户外使用环境环境温度-10℃~55℃-10℃~55℃海拔≤3000m≤3000m第6页第三篇 技术原理平衡原理原理概述3-1系统拓扑图每个支路的始端均安装一台主控开关，负责监测三相不平衡信息，并下发调整命令；支路沿线在用户前端安装换相开关，可监测自身带载回路的负荷信息，并依据主控开关下发的换相命令进展相应换相操作。智能组网SF-Q200系列智能换相开关承受电力载波的方式进展通信，每个主控开关只负责与其同支路的换相开关进展通信，一个支路构成一个子系统，主控开关作为主机，换相开关作为从机。本系统针对多主控开关共网的模式，开发了独特的智能组网机——抢占式分时通信机制，该机制避开了不同支路之间的载波通信的冲突和干扰，实现了智能组网功能。3〕算法原理基于数学递归规律的平衡算法原理当主控开关监测到自身支路的不平衡度超过设定值时，就会启动平衡规律算法。每个用户的用电负荷都不一样，每个支路的不平衡度也不尽一样，本系统基于数学递归规律算法的原理，结合调平衡需求和各换相开关的负载大小，进展规律组合运算，求解出最优策略。基于支路平衡策略的平衡算法原理每个支路中的主控开关运算出最优策略后，会命令该支路中的换相开关进展相应的换相操作，从而实现本支路平衡。台区内每个分支都到达三相平衡状态，即可实现变压器三相平衡。不掉电换相原理不掉电换相的实质就是在极短的时间内完成相序的切换，具体原理如下：动作元件SFQ220换相开关，承受永磁继电器作为动作元件。永磁继电器具有带载力量强、功耗小、动作速度快、损耗小、运行牢靠和本钱低等特点。基于永磁继电器的特性，换相开关实现了不掉电换相的功能，换相过程中不会导致用户供电的中断，保证了供电质量。通过大量的理论调研和实测验证，30ms的掉电时间不会导致用电设备掉电，而SFQ220换相开关换相时间≤20ms，完全满足应用需求。过零换相为保证寿命，换相开关承受过零投切技术，以将投切对动作元件的损伤降到最小。过零投切技术基于“”的原则，可以到达冲击微小、电弧微小的效果。第四篇 使用说明SFQ210主控开关端子定义4-1SF-Q210主控开关输入电流5A4-1SF-Q210输入电流5A编号定义功能描述1IAA相电流互感器输入2IA’A相电流互感器输出3IBB相电流互感器输入额定电流端子4IB’B相电流互感器输出5ICC相电流互感器输入6IC’C相电流互感器输出7-12/备用13FG机壳地14-23/备用24UAA相电压25/备用电压端子26UBB相电压27/备用28UCC相电压29/备用30UN零线〔N相〕额定输入电压AC220V额定输入电压AC220VCT变比设置主菜单>参数设置>变比设置，输入变比参数。时间设置主菜单>参数设置>时间设置，通过‘’选择修改的工程，通过‘’‘’修改数据。地址设置每台换相开关都拥有唯一的规律地址，地址码标签粘贴于换相开关外壳上，一个系统中每台换相开关的地址均需要输入到主控开关。设置方法有以下两种：通过手机APP设置：通过配套的手机APP扫描换相开关上的地址标签条形码，将地址数据录入手机内。然WiFi与主控开关连接，将地址数据传输至主控开关内。手动设置：主菜单>参数设置>通信设置，按‘’键添加地址，输入地址号，然后按‘确认’键，88完成设置。操作密码操作密码出厂默认值为88。按键名称功能按键名称功能取消返回上一级菜单或进入装置正常运行状态确认进入下一级菜单或确认操作‘’移动光标，修改数据‘’移动光标，页面切换名称颜色名称颜色说明运行绿色装置正常运行时闪耀，每秒一次告警红色主控开关故障或者检测到故障时，手动去除菜单操作液晶显示器承受160×160点阵式背光液晶显示屏。装置上电后将进展自检，最终进入初始化界面。在初始化界面状态下，‘‘、‘‘’、‘确认’均可进入主菜单，菜单名目构造如42 所示：4-2主控开关液晶菜单构造图SFQ220换相开关1〕120A换相开关端子定义4-3SF-Q220-120A换相开关端子图表4-2SF-Q220-120A换相开关端子定义编号定义功能描述1AA相输入端2BB相输入端输入3CC相输入端4NN相输入端输出5LL相输出端〔火线〕2〕90A换相开关端子定义图4-4SF-Q220-90A换相开关端子图表4-3SF-Q220-90A换相开关端子定义编号定义功能描述1AA相输入端输入2BB相输入端3CC相输入端6NN相输入端输出45LNL相输出端〔火线〕N相输出端〔零线〕初始状态设定现场安装完成后，在系统上电之前，需将初始状态设置旋钮旋转至对应相序〔建议与用户原接的相序保持全都〕。注：初始状态设置旋钮只用于上电启动规律，系统上电启动完成后，初始状态设置旋钮就会失效。4-5初始状态设置旋钮示意图信号指示灯名称颜色说明a1黄色b1绿色初始相位指示灯，长亮或者长灭c1红色off蓝色常亮时表示三相初始状态全部断开A黄色B绿色合闸相位指示灯，长亮或者长灭C红色运行绿色装置正常运行时闪亮，300ms一次告警红色故障告警，手动去除APP软件手机通过WIFI与主控开关连接，对设备进展调试巡检，简化运维。图4-6操作界面 图4-7调试界面 图4-8巡检界面第五篇 工程设计说明构造与安装尺寸SFQ210主控开关5-1SF-Q210主控开关外形尺寸5-2SF-Q210主控开关安装尺寸SFQ220230A 换相开关图5-3SF-Q220-120A换相开关外形尺寸图5-4SF-Q220-120A换相开关安装尺寸SFQ22090A 换相开关图5-5SF-Q220-90A换相开关