化工企業(yè)供電系統(tǒng)快切裝置運(yùn)用

張立剛 國(guó)家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)有限責(zé)任公司煤制油分公司

提升化工企業(yè)的供電效能是提高化工廠生產(chǎn)效率的有效途徑。較高效的供電效能，可以滿足多家企業(yè)的多種設(shè)備的用電需求，能夠有效提升工廠的運(yùn)行效率。而且，氣體公司的連續(xù)性生產(chǎn)不僅僅是對(duì)企業(yè)的利益負(fù)責(zé)，也是對(duì)客戶的不間斷使用負(fù)責(zé)。

一、電氣系統(tǒng)簡(jiǎn)介

完整的電氣系統(tǒng)，由企業(yè)從供電所牽入兩個(gè)高伏電壓電源（35kV），由兩個(gè)電源構(gòu)成回路，并在10KV 側(cè)安裝ATS 轉(zhuǎn)換裝置，進(jìn)行ATS 轉(zhuǎn)換操作，進(jìn)行企業(yè)供電。在變電站的設(shè)計(jì)之初，通常會(huì)在H1、H2、H3 三向10kv 開關(guān)處設(shè)置繼電器，由繼電器接手外部電壓波動(dòng)較大時(shí)的ATS 轉(zhuǎn)換工作。這樣的設(shè)計(jì)主要是為了保護(hù)氣體公司電氣設(shè)備，切換方式有著一定的局限性。切換功能效率低且不穩(wěn)定。現(xiàn)為了滿足雙電源下的快速切換要求，還要同時(shí)保障氣體公司的生產(chǎn)設(shè)備正常運(yùn)行的前提下，保護(hù)電氣設(shè)備。特引進(jìn)由美國(guó)Beckwith 公司生產(chǎn)的，型號(hào)為M-4272 型電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。在實(shí)際進(jìn)行操作時(shí)，通過各項(xiàng)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)適應(yīng)性良好，能夠有效的在實(shí)現(xiàn)工廠正常運(yùn)作的前提下，最大限度的實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的保護(hù)。

（一）M-4272 的作用及其特點(diǎn)

M-4272 型電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)為滿足工廠生產(chǎn)要求，并應(yīng)對(duì)特殊情況，特設(shè)立了兩種系統(tǒng)轉(zhuǎn)化方式：自動(dòng)轉(zhuǎn)換和手動(dòng)操作。前者反應(yīng)迅速，后者可滿足特殊情況下的轉(zhuǎn)換需求。并且還設(shè)立了四種切換模式：快速轉(zhuǎn)換、同期轉(zhuǎn)換、剩余電壓、定時(shí)轉(zhuǎn)換。除了定時(shí)轉(zhuǎn)換外，其他三種模式都是實(shí)時(shí)進(jìn)行切換操作。并且除了快切模式，其他三種還可以執(zhí)行禁用指令。鎖定其他三種切換方式。

此型號(hào)電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可以設(shè)定自動(dòng)轉(zhuǎn)換閉鎖預(yù)設(shè)條件。在滿足任一條件時(shí)，會(huì)進(jìn)行系統(tǒng)的自動(dòng)閉鎖行為。在執(zhí)行閉鎖指令后，則無法進(jìn)行系統(tǒng)的切換操作，也無法引起系統(tǒng)的跳閘指令。手動(dòng)轉(zhuǎn)換模式。可以通過人機(jī)互動(dòng)界面選擇手動(dòng)操作模式，手動(dòng)操作下的轉(zhuǎn)換模式可以選擇除定時(shí)轉(zhuǎn)換外的三種轉(zhuǎn)換模式，并且還可選擇熱并列轉(zhuǎn)換。同樣的，在閉鎖條件觸發(fā)后，手動(dòng)模式也將被鎖閉，無法選擇。閉鎖指令執(zhí)行后的前四毫秒內(nèi)，上述幾種轉(zhuǎn)換方式將被鎖定，只有定時(shí)轉(zhuǎn)換在三十個(gè)周波后會(huì)被系統(tǒng)自動(dòng)激活。若系統(tǒng)的雙電源母線之間的相角在限值內(nèi)，則備用電源的繼電器將會(huì)執(zhí)行快速切換操作，將斷路器分閘后再進(jìn)行合閘。而10kv 的進(jìn)線斷路器H3 和H2，同樣是工作斷路器，并互相為備用關(guān)系。

在同步模式下的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，將會(huì)在轉(zhuǎn)換指令發(fā)出十毫秒內(nèi)，一同將快切、同期切換和剩余電壓切換方式激活，無須等待斷路器的狀態(tài)反饋信息。此時(shí)的工作斷路器和備用斷路器的閘關(guān)操作指令會(huì)立即發(fā)出。并且定時(shí)切換系統(tǒng)也會(huì)在分閘操作結(jié)束后的30 個(gè)周波后被激活。當(dāng)雙電源的相角在限值內(nèi)時(shí)，會(huì)立即執(zhí)行快切模式，進(jìn)行模式的切換。若相角不在限值內(nèi)，工作斷路器會(huì)自動(dòng)跳閘。

（二）M-4272 數(shù)字式母線電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的特點(diǎn)

①M(fèi)-4272 型電源轉(zhuǎn)換可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)的雙供電系統(tǒng)的快速切換，并設(shè)立了手動(dòng)操作模式和自動(dòng)切換模式（或者是單雙兩向切換模式）。同時(shí)在運(yùn)用的時(shí)候，它能夠自由的進(jìn)行切換，并且在影響不到其他系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)單獨(dú)的插座，同時(shí)它具備的雙向切換模式，不僅能夠提高工作效率，還能夠提高安全性。

②可以在較復(fù)雜的用電情況下快速切換，并應(yīng)對(duì)多種狀況實(shí)現(xiàn)自應(yīng)對(duì)，執(zhí)行切換操作。

③能夠擴(kuò)展其他操作模塊，執(zhí)行多種開關(guān)的啟動(dòng)與禁用指令，以應(yīng)對(duì)不同的工廠生產(chǎn)供電狀況。

④可以實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)的全程監(jiān)控與監(jiān)管。并對(duì)使用過程中的供電數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量和記錄，便于進(jìn)行供電系統(tǒng)的優(yōu)化和其他操作。同時(shí)在進(jìn)行化工企業(yè)供電系統(tǒng)全程監(jiān)控的過程中，通過該方式的應(yīng)用，它能夠切實(shí)的在了解供電系統(tǒng)需求的基礎(chǔ)上，對(duì)供電系統(tǒng)的操作進(jìn)行全面的管理，同時(shí)還能夠保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，減少切換問題的發(fā)生。

⑤使用供電系統(tǒng)時(shí)，無論哪條線路出現(xiàn)了問題，切換系統(tǒng)都可以實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)的快速切換。而當(dāng)多條線路同時(shí)出現(xiàn)問題時(shí)，則會(huì)執(zhí)行閉鎖指令，以維持當(dāng)下的工作狀態(tài)。

二、工業(yè)上的應(yīng)用

在2011 年的6 月，氣體公司引進(jìn)了兩套M-4272 型供電系統(tǒng)自切換裝置。在進(jìn)行了相關(guān)參數(shù)的設(shè)定后，初步進(jìn)行了系統(tǒng)的測(cè)試，修改自動(dòng)快切模式下的相角差為三十度。自動(dòng)快切和自動(dòng)同期的頻差分別設(shè)為2Hz 和10Hz。

裝置安裝的次年2 月份，供電所的氣體公司供電部分發(fā)生了電壓波動(dòng)情況。事后檢查波形記錄儀，發(fā)現(xiàn)實(shí)時(shí)情況如下：電源母線的電壓下降為68.41%Un，并持續(xù)了大約一秒。10kv 側(cè)的電源母線啟動(dòng)低電壓保護(hù)裝置。斷路器H2 在系統(tǒng)轉(zhuǎn)換指令發(fā)出后大約五毫秒內(nèi)進(jìn)行開閘，卸載信號(hào)則在ATS 啟動(dòng)后的十四毫秒內(nèi)發(fā)出。

此次的系統(tǒng)同期轉(zhuǎn)換，進(jìn)行的十分完美。此過程中的設(shè)備運(yùn)作無礙，并沒有影響到氣體工廠的持續(xù)性生產(chǎn)。而且，轉(zhuǎn)換過程中，供電系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的運(yùn)作狀況也被明確記錄了下來，可以明確的看到在發(fā)出系統(tǒng)切換指令之后，各環(huán)節(jié)都能自動(dòng)做出最佳的執(zhí)行方案。事后排除波動(dòng)原因后，則通過手動(dòng)操作模式進(jìn)行系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。

三、結(jié)束語

自2011 年氣體公司引進(jìn)了兩套M-4272電源切換裝置后，就對(duì)這種新型供電系統(tǒng)自動(dòng)切換系統(tǒng)進(jìn)行了較多次數(shù)的測(cè)試，都取得了較好的成效。而且在今年的十一月時(shí)，該系統(tǒng)又成功的進(jìn)行了一次自動(dòng)轉(zhuǎn)換操作，切實(shí)保障了企業(yè)正常的連續(xù)性生產(chǎn)，保護(hù)了企業(yè)的利益和客戶的正常使用。自此，可以發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)在進(jìn)行供電系統(tǒng)自切換方面有著非常好的表現(xiàn)，值得在行業(yè)內(nèi)進(jìn)行發(fā)展和推廣。