双电源无扰动切换技术在焦化行业的应用

双电源无扰动切换技术在焦化行业的应用1、项目背景山东XX焦化集团一车间煤气风机油站为单电源供电，可靠性不高，当供电回路出现故障时，造成辅机油泵停机，油压低连锁跳煤气风机，影响生产安全运行。因此计划增加2套双电源切换装置，当油站电源出现异常时可以在5ms内切换至备用电源，保障煤气风机正常运行。化工二车间一、二期合成配电室、合成氨联合厂房配电室为单一电源供电，当进线电源异常时无法自动切换到备用电源，人工恢复时间长，生产装置受到影响较大。计划增加3套双电源切换装置，当电源出现异常时可以在20ms内切换到备用电源，保证生产设备稳定不受电源异常影响。需求阐述目前需要增设双电源无扰动切换设备的分别是煤气风机油站和0.4kV低压配电室，煤气风机油站是面向负载侧做双电源切换，0.4kV低压配电室是面向进线电源侧做双电源切换，同时考虑到电流等级的不同，所以采取不同的技术方案。煤气风机油站电源为双电源主备方式，改造需求为当主电源出现故障时，切换设备准确及时识别，快速断开主电源，迅速导通备用电源，保证油站工作设备不停机、无冲击。基于以上需求，煤气风机站配置GSS三相静态转换开关柜实现双电源无扰动切换，通过高速半导体开关技术实现小于5ms的切换。0.4kV低压配电室进线方式为双电源进线，改造需求为当主进线出现故障时，切换设备准确及时识别，快速断开主进线断路器，通过内部模型判断，快速安全合上备用进线断路器，实现无扰动切换，保证母线上挂载的所有设备不停机、无冲击。由于是在配电网进线电源侧做双电源切换，在实现快速切换的同时，还要着重考虑切换的安全性，防止出现冲击电压，损伤各类负载。所以切换方案要考虑到以下几个方面：1）如果把0.4kV配电室看做一个配电系统，晃电现象有可能是来自于区外上级，也有可能来自于区内，如果是来自于区外上级，可以通过快速切换方式实现，如果是来自区内，比如某条回路的短路造成的，这时，切换设备必须具有准确判断功能，安全闭锁，防止区内故障未隔离时，故障扩大化。2）采用先分后合的动作顺序，在发出合闸命令时，切换设备中的控制器需要对母线扰动模型分析准确，保证合闸时合闸两侧电压的幅值、相位、频率预判精准，无冲击风险。3）由于断路器在年复一年的使用过程中，随着设备的老化，功能参数也会出现变化，比如分合闸时间，所以，这就需要切换设备的控制器能动态判断断路器分合闸时间，尤其是合闸时间，从而保证每一次动作时，都能准确判断越前合闸时间，保证合闸时100%安全。4）出现晃电现象时，经常会出现短时间内多次晃电，那么切换设备完成一次无扰动切换后，需要自动回切时，通过对回切延时和回切判据综合判断，保证自动回切的安全，当然也可以选择手动回切。基于以上需求和考虑，0.4kV低压配电室配置FSC无扰动双电源快速切换柜实现双电源切换，通过高速真空断路器实现小于20ms的切换时间。方案概述3.1煤气风机油站其配电结构基本如下图所示：注：快速开关在本系列产品中，可能是可控硅、IGBT、特殊继电器、特殊接触器等满足技术指标的执行单元，K1-K5为微型断路器或塑壳断路器。两路独立的380V电源，工作中通过主、备电源的相互投切完成油泵供电连续，实现设备不停机，无冲击。GSS三相静态转换开关柜外形尺寸示意图如下：方案采用标准柜结构，单柜尺寸如图所示，整柜工厂预制调试完毕，现场吊装后固定，安装方式简单。可自动识别输入相位关系，具有手动切换、强制模式切换、失压切换和过压切换多种切换功能，具有滚动切换和同步切换自适应功能。智能风冷，超过环境温度自动启动冷风系统，出风口位于模块后侧。改造完成后，预期实现效果：正常工作时主电源接通，备用电源断开，由主电源交流输入向油泵供电。当主电源故障时，GSS自动断开原主电源回路，接通原断开的备用电源回路，将油泵供电不间断地转换到备用电源，切换时间小于5ms。3.20.4kV低压配电室其配电结构基本如下图所示：两路进线分别来自不同的独立单元，工作中1#、2#电源进线的相互投切完成0.4kV母线的供电连续，保证母线挂载各类负载设备不停机，对电网无冲击。0.4kV无扰动双电源快切柜外形示意图如下：方案采用标准柜结构，单柜尺寸：0.8米*0.6米*2.2米（长*宽*高），整柜工厂预制调试完毕，现场吊装后固定，安装方式简单，内部配置通风除湿系统，具有长期可靠运行的特性。智能识别区内区外故障，具有开关合闸时间精确统计，自动适应开关老化及开关更换功能，七种全面起动方式，保证复杂工况下也能够快速启动，实现无扰动切换。改造完成后，预期效果如下：该FSC无扰动双电源快切柜主要由无扰动静态切换系统DCM635C和高速真空断路器PBG-0.4kV/630构成，整体完成进线开关之间的无扰动切换。正常情况下单母线方式运行，Q1和Q2之间设置机械电气联锁，Q1开关在