近几年来,随着化工企业负荷容量的增加及对供电电源可靠性要求的不断提高,企业对其重要负荷采用双回路供电,当有一条电源侧线路故障跳闸后,采用高压电源迅速、合理动作将另一侧电源接入,保证了负荷的连续性。大型化工企业既而采用快切装置来实现高压电源的切换,代替传统的备用电源自投装置。在化工装置的变电所或其他比较重要的需要一、二级电源的变电所中,一般使用双电源或三电源,正常运行时的方式为双电源分段运行,当一路电源出现故障时,用电负荷可以快速自动切换到另一条电源上。本文以深圳国立智能的SID-40B快速无扰动备用电源替续控制系统为例,探讨使用快切装置与综合保护装置做备用电源自投时的优缺点。
1 快切装置与备自投装置区别
快切和备自投最大的区别是快切双向的,它具有正常工况下备用电源与工作电源间的双向切换,以及事故或非正常工况下工作电源向备用电源的单向切换;而备自投是单向的,只能由工作电源切至备用电源。
另外快切可以在手动和并联切换时要考虑频率差、电压差、相角差小于一定的值等等。具备正常手动切换功能,该功能由手动起动,在DCS或装置面板上均可操作。本方式是双向的,既可由工作电源切换至备用电源,也可由备用电源切换至工作电源。
在切换时间方面,快切能在100ms内切换成功,而备自投的切换时间在700～1000ms左右。
2 SID-40功能及特点
(1)特点
SID-40B是一个多功能的备用电源自动投入装置,当一路电源因故障被保护切除时,能够快速且不损害供、用电设备的前提下投入备用电源,不仅要保证电力供应不间断,而且使绝大部分乃至全部负荷不被切除,使电气设备继续运转不受影响。
(2)主要功能
装置的主要功能有快切功能、备自投功能、联切、联投功能。
①快切功能
装置的快切功能是指SID-40B具有快速完成工作电源和备用电源切换的功能。装置可以完成不同原因启动的快速切换。
•手动快切
手动切换是手动操作启动,而后自动进行的。在检测到就地手动切换信号,或接收到远方切换命令时,启动工作线路与备用线路之间的快速切换操作。
•事故快切
事故切换由保护接点或模拟量启动。当事故切换启动后,先发跳工作电源开关指令,在切换条件满足时发合备用电源开关命令。切换模式可以选择串联或者同时。
事故切换功能由跳开工作电源开关的保护接点起动。这种方式是单向的,只能由工作电源切向备用电源。事故串联切换由保护接点起动,先跳开工作电源开关,在确认工作电源开关已跳开且切换条件满足时,合上备用电源开关。切换条件:快速、同期判别、残压及长延时切换。快速切换不成功时自动转入同期判别、残压及长延时切换;事故同时切换由保护接点起动,先发跳工作电源开关指令,在切换条件满足时(或经用户延时)发合备用电源开关指令。切换条件:快速、同期判别、残压及长延时切换。快速切换不成功时自动转入同期判别、残压及长延时切换。
•非正常工况快切
非正常工况的快切是由母线失压启动。当母线电压低于电压定值且时间失压延时定值,同时进线电流小于无流定值时,装置根据选定方式进行串联或同时切换。
非正常工况切换功能下装置检测到不正常运行情况时自行起动。本方式是单向的,只能由工作电源切向备用电源。当6kV厂用母线三线电压均低于整定值且时间大于所整定延时定值时,装置根据选定方式进行串联或同时切换。切换条件:快速、同期判别、残压及长延时切换。快速切换不成功时自动转入同期判别、残压及长延时切换;工作电源开关偷跳因各种原因(包括人为误操作)引起工作电源开关误跳开,装置可根据选定方式进行串联或同时切换。切换条件:快速、同期判别、残压及长延时切换。快速切换不成功时自动转入同期判别、残压及长延时切换。
②切换模式
•串联切换
装置的串联切换首先跳开工作开关,通过位置接点及电流判断并确定工作开关跳开后,再自动合上备用开关。
•同时切换
装置的同时切换首先跳开工作开关,在未确定工作开关是否跳开就发合备用开关命令,通过设定合闸延时定值,在时间上保证工作开关先断开,备用开关后自动合上。若工作开关跳闸失败,将会造成工作电源与备用电源同时供电的所谓环网运行情况。若系统不允许环网运行,则可在系统定值中,投解耦合功能软压板,并设定解耦合时间定值,一旦发生环网运行工况,经过解耦合时间延时后,将刚合上的开关跳开,断开合环点解除环网运行状态,实现自动去耦合功能。
•其他切换方式
并联自动切换、并联半自动切换、并联失败转串联切换、并联失败转同时切换、备自投功能、联切、联投功能等。
③切换判断方式
•快速切换
当装置在故障状态或电源失电的情况下,装置首先判断非正常母线与备用电源之间的角差、频差是否在定值范围之内,且故障母线电压不低于装置设定的低压闭锁定值时,则装置在启动可以瞬间进行“快速切换”,立刻发出停故障线路断路器及合备用电源断路器信号。