晃电问题综合解决方案 0601

固态切换开关（SSTS）解决方案
SSTS应运而出：
应用先进电力电子技术，可在1/4周波之内 完 成主备电源之间的切换，确保正常供电不受 影响，带来良好的经济效益和可靠的安全保证。 采用半导体开关器件，开关速度快，且开 关过程中不产生电弧，大大提高了切换速度和 开关的使用寿命，满足了重要敏感负荷对供电 可靠性的苛刻要求。 可全面替代现有的备自投开关。
35KV I段母线
35KV II段母线
320
35KV/2144.5A
固态切换开关（SSTS）解决方案
华润微电子
110KV/45.9A
固态切换开关（SSTS）解决方案
无锡夏普WSCE液晶工场 无锡夏普WSCE液晶工场 WSCE
400V/10104A
固态切换开关（SSTS）解决方案
主电源 P1 PS1 CT1 Ki1 CT3
产品研究背景
• 电能质量事故案例：
军工企业：四川航天工业公司长城机械厂负责生 产战略火箭中的伺服系统，其精密仪器的生产车 间曾发生因电压跌落导致整个车间照明失电长达 十几分钟的事故。
产品研究背景
行业现状：用户不能要求公用电网大幅度提高供 电质量。 企业无奈之举：架设双路电源。 备自投：机械式开关，典型切换时间数秒到数十 秒，不能做到无缝隙切换，开关过程中会产生电 弧，降低开关寿命。 敏感负荷：要求几毫秒甚至20ms之内完成电源切 换，备自投无法实现。
电能质量解决方案
SSTS 固态切换 开关 UPS 不间断 电源 DVR 动态电压 恢复器 AVC 分布式静止无 自适应动态无 功补偿装置 功补偿装置 DSTATCOM
√ √ √ √ √
√ √ √ √ √
√
Байду номын сангаас
√
√
固态切换开关（SSTS）解决方案
• 应用方式：
Th31 Th11
...
...
Th1n
S3
S1
其他晃电解决方案
• 新型动态不间断电源（DUPS）：
当电网电压恢复到正常范围内时，系统将使 逆变器输出电压与电网电压同步，之后切换至电 网供电。 作为扩展功能，当故障时间超过用户设定值 时，DUPS 系统会向柴油发电机发送一个“运行” 信号，启动发电机，之后由发电机为关键负荷供 电。
其他晃电解决方案
荣信股份 晃电问题综合解决方案
荣信电力电子股份有限公司
2010年06月
目 录
一 二 三 产品研究背景 固态投切开关SSTS解决方案 固态投切开关SSTS解决方案 SSTS 其他晃电解决方案
产品研究背景
1、电网自身存在的电能质量问题： 大型非线性、冲击性负荷的投切； 雷闪天气：造成线路受损； 社会因素：吊车、挖掘机等大型设备作业造成的 外力破坏事故。 造成电压跌落或供电中断。
固态切换开关（SSTS）解决方案
• 应用领域：
固态切换开关（SSTS）解决方案
• 应用领域：
固态切换开关（SSTS）解决方案
• 应用领域：
固态切换开关（SSTS）解决方案
• 应用领域：
固态切换开关（SSTS）解决方案
• 应用领域：
固态切换开关（SSTS）解决方案
电能 质量 问题
电压突降 ＜ 50％ 电压突降 ＞ 50％ 电力中断 ＜ 60秒 电力中断 ＞ 60秒 电压闪变
• HSTS主要设计特点
10～100ms 内高速切换； 效率高，可达99.99%; 先进的切换控制策略； 手动/自动切换； 故障波形记录； 人机交互方便； 可移动式户外安装，节省空间，灵活性高； 免维护。
其他晃电解决方案
• HSTS主要性能指标
其他晃电解决方案
• 新型固态开关：
主要由固态开关、金属氧化物变阻器ZnO（限 压器）和RC 阻容吸收电路构成。当系统出现短路 时，可在20ms 内分断10～200kA 之间的任意短路 电流，可有效防止事故扩散，降低对临近用电负 荷的影响，同时可作为电力系统配电网中一种先 进的故障限流装置。
固态切换开关（SSTS）解决方案
• 典型案例：
220KV I段母线 #1主变 130MVA,220/35KV 1号 PS1 CT1 Ki1 CT4 PS3 CT5 CT3 Kb1 PT1 TS1 Ki3 Kb3 TS3 Ki4 TS2 Kb2 PT2 220KV II段母线
海力士半导体
#2主变 130MVA,220/35KV 2号 PS2 CT6 Ki2 CT2
其他晃电解决方案
• DUPS与传统UPS技术能效比较：
如果保护负荷为2000kVA， 如果保护负荷为2000kVA，电费按 0.67 元/千瓦时计 2000kVA 使用新型动态不间断电源DUPS之后， DUPS之后 算，使用新型动态不间断电源DUPS之后，每年节省的电费 可高达116 万元。 可高达116 万元。
固态切换开关（SSTS）解决方案
中国政法大学昌平校区，400V/1600A。单电源/带 储能系统同时在此运行。
固态切换开关（SSTS）解决方案
九江石化设备现场波形记录：
负荷电压切换波形（主电源→备用电源）
固态切换开关（SSTS）解决方案
九江石化设备现场波形记录：
负荷电压切换波形（备用电源→主电源）
产品研究背景
• 电能质量事故案例：
玻璃行业：2006年7月1日晚上9时03分，河南电网 发生闪电现象，造成洛玻集团公司洛阳、三门峡 共9条正在生产的浮法玻璃生产线停电，经济损失 上千万元。 民用航空：民航西南管制局牧马山导航雷达站， 2002年由于受电压跌落，导致北京-成都某航班偏 离航向。四川电网谐波监测站查明原因是该线路 上另带有冶金负荷。
Th3n
主/备电源模式
分裂母线模式
固态切换开关（SSTS）解决方案
• 切换过程（先开后合）：
固态切换开关（SSTS）解决方案
• 典型切换波形：
“先合后开”切换波形
“先开后合”切换波形
固态切换开关（SSTS）解决方案
• 主要性能指标：
固态切换开关（SSTS）解决方案
• 主要设计特点：
高速切换，不影响负载供电 继电保护与开关一体化设计 双备份冗余设计 输入源优先级设置 单相工作模式 远程监测与控制 手动/自动切换 免维护
固态切换开关（SSTS）解决方案
• 典型安装尺寸：
因电压等级和功率情况的差异，SSTS的柜体 尺寸有所不同。 以400V/1600A为例，SSTS典型柜体尺寸： 柜体：1100×2200×1000 mm（宽×高×深） 分裂母线方式下：三面柜体
结构设计可根据客户现场情况灵活设计！ 结构设计可根据客户现场情况灵活设计！
• DUPS系统结构图：
其他晃电解决方案
• DUPS主要设计特点：
市电和逆变器之间1/4 周波高速切换，最短时间 可<1ms。 高可靠性。电池不需要始终与直流母线连接，因 此不会产生直流纹波——避免传统UPS 系统直流 纹波的影响，电池每两个月进行一次均充，提高 电池的可靠性，确保长的电池使用寿命。 业内最高的能源效率。可达99.99%以上，自带空 调系统。 可户外和户内安装。
产品研究背景
• 电能质量事故案例：
医院停电：手术无法进行，造成患者感染、病情 加重甚至死亡；ICU病房设备无法工作，造成患者 死亡等； 石油化工：规模化连续性生产、生产装置多、工 艺复杂、技术密集，且大量采用先进水平的自动 化控制技术，一旦发生系统停电或事故，将直接 导致设备停运和工艺流程中断，极易造成人员伤 害、重大环境污染和巨大经济损失。
其他晃电解决方案
• 新型固态开关主要设计特点
20ms 以内高速分断短路电流； 分断能力强，且无燃弧分断； 效率高，可达99.99%； 新型切换技术； 紧凑型无散热片固态开关； 可靠的固态开关串并联、同步触发、检测与保护 技术；和继电保护配合方便； 可移动式户外安装，节省空间，灵活性高； 免维护。
其他晃电解决方案
SSTS、DVR、UPS性能比较
技术 方案 可靠 性 极高 不高 不高 效率 99.99％ ≤92％ ≤90％ 安装 简单 简单 简单 占地 小 大 大 维护 免维 护 复杂 繁琐 复杂 繁琐 购置 成本 较低 较贵 昂贵
SSTS 简单 DVR UPS
复杂 复杂
仅考虑效率： 1MVA系统为例 系统为例， 度电1 仅考虑效率：以1MVA系统为例，1度电1元， 一年内SSTS可比DVR UPS分别节省70万元 87万元 SSTS可比DVR、 分别节省70万元、 万元。 一年内SSTS可比DVR、UPS分别节省70万元、87万元。
产品研究背景
产品研究背景
电压跌落或供电中断的影响： • 电压不足； • 不平衡继电器误动作； • 快速响应继电器误动作； • 复位电路误动作（最难被注意到）。
产品研究背景
举例： • 自2006年始，北京市电力公司投资221亿元对电网 进行改造，使得北京供电系统的可靠性得到显著增 强。 • 奥运前夕，对北京市的电能质量进行了3个月的实 时测量，结果显示：大于1.5s的停电发生了40多次， 大于5ms的停电更是发生了成千上万次。 • 为此，奥运场馆不得不采取数量非常庞大的电力电 子装置及数以百计的保障队伍来保电。
产品研究背景
2、对电能质量日趋敏感的工业自动化设备不断增 加：精密仪器、半导体制造、石化、冶金、纺 织、玻璃、医疗等重要行业。 任何形式的电能质量事故给以上企业带来的 经济损失和政治影响都是不可忽视的。
产品研究背景
IT设备： 当电压波动超过40％，持续时间超过12个周波 （0.24s）时，导致数据丢失。 PLC： 电压低于10％时，可工作15个周波（0.3s）； 电压低于(50～60)％时，停止工作； 数控设备： 电压波动范围一般为10％，当电压低于此值、持 续时间超过2～3个周波（0.04～0.06s）时，保护 性停机。
其他晃电解决方案
• 高速切换开关（HSTS）：
对于双路独立电源（一主一备）供电场合， 当其中一路供电电源出现供电异常（电压波动、 中断等）时，HSTS 可在10～100ms 内快速将重要 负荷切换至备用电源，从而保证负荷供电的连续 性和可靠性。
其他晃电解决方案
• HSTS应用方式
其他晃电解决方案
产品研究背景
变频调速： 当低于额定电压70％，持续时间超过6个周波 (0.12s)时停机。精细加工业中的电机，电压波动 10％、持续时间超过3个周波时，停机。 电机： 当电压波动超过（50－30）％、持续时间超过1个 周波，控制开关就会跳闸。
产品研究背景
• 电能质量事故案例：
IBM公司市场调查：48.5％的计算机数据丢失是由 于电能质量引起的。任何因电能质量问题引起的数 据丢失都将是非常可怕的。 2007年8月韩国三星：停电一天导致6条芯片生产线 停工，损失高达4340万美元。 2008年5月海力士（Hynix）中国无锡工厂：停电四 个小时，损失高达1800万美元。
• 新型固态开关主要性能指标
其他晃电解决方案
• 新型动态不间断电源（DUPS）：
正常运行时，导通固态开关，负荷由电网供 电。 此时由控制器对电网电压进行实时监测，如 果控制器监测到负荷电压波动超过额定值的10%时， 控制器向固态开关发送一个“打开”信号，同时 向逆变器发送一个“运行”信号，逆变器即可向 关键负荷提供不间断供电。负荷通常在5ms 内 （最短时间可<1ms）被切换到逆变器上。
住化电子
P2 PS2 CT4 Ki2
备用电源
CT2
Kb1 PT1
TS1 Ki3
TS2
Kb2 PT2
负载
1000KVA
400V/1443.4A
固态切换开关（SSTS）解决方案
安庆石化腈纶厂
6kV/630A
固态切换开关（SSTS）解决方案
典型业绩：
现场调试照片 2009年，我公司生产的一套400V/200A SSTS在九江 石化投运，至今安全运行。
固态切换开关（SSTS）解决方案
• 典型产品照片：
400V/200A
400V/1600A
固态切换开关（SSTS）解决方案
固态切换开关（SSTS）解决方案
• SSTS附加功能：
• 可作为大容量高速开关使用，在12ms内断开60～ 200kA之间的任意短路电流，防止事故扩散，不影 响上游电网供电安全，同时保护本地设备安全。 • 避免加装故障限流设备或更换短路电流能力强设 备的额外投资。提高经济效益和供电安全。
其他晃电解决方案
• DUPS主要设计特点(续)：
占地面积小。同等容量比在线式UPS 节省30～60% 面积； 模块化设计，易于扩展（N+1 冗余能力）； 与发电机实现无缝连接； 最低的总拥有成本TCO（购置成本、运营成本、维 护成本）。同等容量的在线式UPS，仅10 年电费 成本一项就超过新型动态不间断电源DUPS 的10 年TCO； 完备的整体可靠性设计。