电源快速切换装置的应用

电源快速切换装置的应用

摘要:传统的备用电源自投装置采用慢速切换方式,切换时间长,对系统稳定运行不利。随着继保技术的发展,微机型厂用电快切技术得到广泛应用,本文介绍了备用电源切换的原理及现场应用情况。

关键词:快速切换原理SUE3000

一、引言

大庆石化公司现有一座110kV/35kV/6kV自备电厂和6座35～110kV/6kV总降压变供配电系统,下设80多所6kV变配电站,各变电所多采用双电源进线,正常运行方式为分列运行,母联通常通过BZT装置实现自动切换。当变电所一路电源出现断电或电压波动时,母联切换工作由传统的备自投装置按由电源至负荷(或负荷至电源)逐级配合方式完成,这种切换方式为电源故障后稳定电气系统运行和快速恢复生产发挥了积极作用。但无论哪种配合方式,受BZT逐级配合动作影响,当二级6kV变电所电源进线故障时,其母联切换时间仍显得比较长,其直接后果将导致交流接触器欠压脱扣或变频器断电等,致使电机停转,对生产造成较大波动,进而造成连续生产过程被迫中断。备用电源快速切换控制技术及中压线路光差保护技术的应用为改进BZT切换配合方式提供了可能,当变电所电源进线故障时可以不受上下级BZT配合动作影响,通过线路光差保护快速启动相应变电所母联切换,配合其它抗晃电措施可以更快恢复电气系统稳定运行。

作为解决二级6KV变电所BZT动作时间长的一项重要措施, 大庆石化公司在2007年“8.03” 电气事故后,对化工区重要的6kV二级变电所进行了备用电源切换控制装置改造,以使该所电源线路故障时不需与上下级BZT配合,直接通过线路光差保护直接启动快速切换母联,目前已对16座变电所的18套BZT装置进行了改造安装。在改造中,引用了ABB SUE3000快速切换装置,并对其功能进行了一些改进。

二、快切装置原理简介

ABB SUE3000快速切换控制装置是一种快速的、不同于传统模式的电源切换装置,其主要任务是在供电线路断电的情况下,根据系统的状态以最快的速度把负荷切换到备用线路上,以保证负荷连续运行。

1、快切装置的切换模式

切换模式包括快速切换、首次同相切换、残压切换及延时切换,以快速切换为主切换模式,其它切换方式为后备切换模式。

快速切换控制装置平均切换时间为:快速切换是30-100ms;同相切换是250-500ms;残压切换是400-1200ms;延时切换是>1500ms。

2、快切装置的启动方式

启动方式主要采用手动启动、保护启动和低电压启动方式。

保护启动方式:SUE3000的启动通常通过与快速保护继电器相配合得以实现,保护信号动作跳故障电源线路的同时启动快速切换装置。当电源线路发生故障,快速保护装置动作跳闸,同时启动快速切换装置优先检同期,当满足快速切换条件时进行快速切换,SUE3000采取同时切换方式,同时发出跳进线和合母联命令。当不满足快切条件时,自动依次转入首次同相切换、残压切换和延时切换,若无电流故障闭锁则先发出跳进线后合母联命令,进线跳开后合母联。

低电压启动方式:切换模式同保护启动方式,此种方式投用要慎重,避免上级电源故障重合闸或BZT切换前出现二级变电所切换混乱局面。

3、SUE3000使用的先决条件

使用SUE3000应满足:1、存在两条在正常状态下互相独立的同步的馈线;2、具有动作时间短的断路器;3、负荷适合于快速切换;4、安装有用于启动快速切换控制装置的快速保护继电器。

三、现场应用情况

针对备用电源切换装置安装位置的不同,我们采用了不同的切换装置及切换模式,总降压变母联以采用BZT切换为主,重要二级变电所母联以采用线路光差保护启动快切控制装置切换为主。由于目前的快速切换控制装置主要适用于厂用电的快速切换,在供配电系统应用还须做必要的改进,使其既能实现本所电源线路故障时快速启动备用电源切换,亦可实现上级电源故障时实现传统备自投的要求,以便配合其它抗晃电措施尽快恢复电气系统稳定运行。为此,在现场应用的SUE3000中开发增设了:1、低电压启动的BZT切换功能,作为上下级BZT、上级电源重合闸及本所快切装置的后备切换装置;2、自动延时返回(200ms)的快切闭锁功能,与光差保护装置过流启动信号配合,以避免穿越性故障时光差保护不正确动作造成快切装置误切换;3:接地保护启动快切方式,当电源线路接地保护动作后启动快切装置检同期,同期条件具备后先合母联,再经设定延时切除故障电源线路。

四、应用效果

目前在化工区16座二级变电所实际安装了18套快切装置,经调试合格后投入运行,至今未发生不正确动作情况。

五、存在的问题和改进方向

目前的快速切换控制装置主要适用于厂用电的快速切换,在供配电系统应用

还需做必要的改进。

1、SUE3000快切装置宜考虑增设完善BZT功能。作为总降变系统由于上级保护安装位置较远,不便于直接启动下级变快切装置,需将下级所快切装置低压启动快切功能加以完善,使其具备完善的BZT功能。当非本所进线故障断电或线路光差不能正确动作启动快切时,快切装置增设的BZT功能还可以满足对传统备用电源自动切换要求。

2、完善SUE3000快切装置的故障闭锁功能。快切装置的故障闭锁信号采用的是进线的过流保护延时输出接点,过流启动到保护延时动作之间SUE3000快切装置将监测不到故障闭锁信号,穿越性故障时光差保护若不正确动作易造成快切装置误切换,需综合考虑保护配置及改进快切装置的故障闭锁程序。

3、首次同相切换和残压切换时间一般在250～1200ms,即使切换成功低压转动设备也已因交流接触器脱扣等断电,此种情况有的主要高压转动设备不允许自启动,需在快切装置动作合母联之前将其切除,所以快切装置还需考虑扩展输出跳闸接口。

4、为更有利于快切装置的应用,总降压变宜采用并列运行方式。

5、当上级变电所采并列运行方式时,快切装置可增设接地保护启动方式,电源线路接地时启动快切装置检同期,条件满足后先合母联,再经设定延时切除故障电源线路,以实现电源线路故障无扰动切换。

参考文献:

《电力工程电气设计手册》,中国电力出版社