6kV系統(tǒng)廠用快切裝置可行性方案

文/陳才平

1 項目概況

該化工企業(yè)，工藝流程具有連續(xù)性，供電突然中斷將造成重大損失。企業(yè)場內(nèi)現(xiàn)采用的是兩條電源之間的備自投裝置來實現(xiàn)供電的可靠性，但近年來多次發(fā)生其中一條電源線路故障，備自投雖然正常動作，但裝置仍停車，造成重大損失。電源快速切換裝置能夠取代備自投裝置，進行電源快速切換，最大程度保證供電連續(xù)性。

該廠6kV供電系統(tǒng)均采用雙電源單母線分段運行方式。當外電網(wǎng)110kV線路單回路發(fā)生故障時，總變6kV備自投裝置跳開故障進線，合上母聯(lián)斷路器。二期總變失電時間大于1.2s，一期總變大于0.9s，根據(jù)實際停電情況，停電時間大于2.5s。

總結(jié)：外線故障頻發(fā)，雖具有備自投裝置可靠動作，但由于備自投裝置必須在電壓低于母線殘壓30%以下才能動作，造成失電時間長，低壓接觸器釋放，裝置停車。所以目前急需引進一套能在外電網(wǎng)單線故障情況下能迅速投入備用電源的裝置，來滿足化工連續(xù)生產(chǎn)的要求。

2 快切技術(shù)的發(fā)展分析

隨著硬件水平的不斷提高以及裝置要求的提高，廠用快切裝置也不斷發(fā)展。廠用快切裝置在國外是ABB公司處在領(lǐng)先位置，其在上個世紀八十年代就提出了包括快速切換、同期捕捉切換、以及殘壓切換在內(nèi)的多種切換方式組合。其產(chǎn)品SUE3000在國內(nèi)外應(yīng)用廣泛；

在國內(nèi)很早就發(fā)布了關(guān)于《廠用電源快速切換裝置的通用技術(shù)條件》作為快切裝置的設(shè)計、生產(chǎn)、試驗和應(yīng)用的依據(jù)，所以快切裝置技術(shù)是比較成熟的。所有這些產(chǎn)品的理論核心都是包括快速切換、同期捕捉切換和殘壓切換等組合切換方式，只是在實現(xiàn)方式和手段上各不相同。

2.1 快切功能

快切裝置有快速切換、首次同相切換、剩余電壓切換、延時切換。快切裝置首先考慮快速切換，在快速切換不滿足條件的情況下，再進行首次同相切換，若還不滿足條件，在依次往下選擇。表1詳細記錄所有功能的動作時間和對負荷影響。

表1

3 快切裝置可行性方案

我廠6kV系統(tǒng)是滿足使用快切裝置的基本條件的，但是低電壓信號無法啟動快速切換功能，因此需要引入110kV線路保護信號來彌補這一不足。

3.1 啟動信號的引入

需引入110kV輸電線路保護信號輸入到快切裝置，比如新增線路的光纖差動保護信號，因為光纖差動靈敏度較高，故障信號傳輸無衰減，抗干擾性強，提高快速切換的成功率。

3.2 快切功能的啟動條件

（1）變壓器非電量保護；

（2）變壓器電流保護啟動信號；

（3）變壓器差動保護動作信號；

（4）110kV線路光纖差動。

3.3 快切裝置可行性分析

系統(tǒng)在正常運行時由進線1（進線2）向母線供電，1DL（2DL）在合位，2DL（1DL）在分位，進線2（1）電源為進線1（2）電源的備用電源。如因故障等原因造成進線1（2）電源失去時，WBKQ01C裝置能迅速啟動，將進線2（1）電源投入。當進線1（2）故障排除后，可由手動方式起動WBKQ01C裝置重新切換到進線1（2）供電的狀態(tài)，如圖1所示。

在改造完成后，每臺廠用電快切裝置能對一段廠用電母線的工作電源與備用電源進行快速切換控制，并具備以下功能：

（1）正常切換：操作員可通過DCS系統(tǒng)手動起動裝置，完成從工作電源到備用電源，或由備用電源到工作電源的雙向切換。正常切換具有串聯(lián)切換和并聯(lián)切換或同時切換方式；

（2）事故切換：裝置在工作電源故障的情況下，工作電源與備用電源可以互為切換，即雙向切換。并具有快速切換和慢速切換兩種事故切換方式，快速切換具有同期捕捉功能；

（3）特殊功能：裝置根據(jù)起動/備用變壓器高壓側(cè)斷路器的工作狀態(tài)，具有冷備用和熱備用兩種工作方式，冷備用方式可采用手動選擇，在冷備用方式下，電壓比較采用起動/備用變壓器高壓側(cè)母線電壓信號，事故切換時先合起動/備用變壓器高壓側(cè)斷路器，再合低壓側(cè)斷路器及6kV工作段備用電源進線斷路器；熱備用時電壓比較采用起動/備用變壓器低壓側(cè)6kV備用段電壓信號。快切裝置屏上具有冷熱備用方式選擇開關(guān)和不對應(yīng)報警指示信號。

圖1

3.4 自檢功能

裝置好完善的自檢功能，針對內(nèi)部電路、跳合閘繼電出口以及所設(shè)參數(shù)都能自動巡檢，在發(fā)現(xiàn)故障時即可報警，同時故障原因會自動顯示或打印等功能，并以干接點形式輸出信號。正常裝置輸出信號接點容量為：DC110V、1A；跳合閘及誒單容量為：DC110V，5A。

4 結(jié)語

通過本次針對快切系統(tǒng)改造，工廠用電最大限度地節(jié)約了成本，同時，也有效的縮短改造工期以及改造費用的控制，同時顯著提升快切系統(tǒng)改造后的整體效益。同時解決了110kV內(nèi)網(wǎng)和主變單線故障帶來失電問題，保證化工生產(chǎn)的持續(xù)性供電。