快切裝置在化工企業(yè)供電系統(tǒng)的應(yīng)用

梁懷娟

摘要：化工企業(yè)對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有非常重要的作用，化工產(chǎn)品具有易燃、易爆炸、易腐蝕等特點(diǎn)，危險性非常高。化工生產(chǎn)一旦出現(xiàn)供電中斷或電源波動，很容易造成工藝流程中斷、裝置停車，造成較大經(jīng)濟(jì)損失甚至人員傷亡。為了確保化工企業(yè)的供配電系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠，必須采取快切裝置。本文對快切裝置在化工企業(yè)供電系統(tǒng)中應(yīng)用的重要性進(jìn)行分析，詳細(xì)介紹電氣系統(tǒng)的主要特點(diǎn)，對快切裝置的具體應(yīng)用情況進(jìn)行分析，明確快切裝置的具體工作原理，確保快切裝置發(fā)揮應(yīng)有的效果，保證化工企業(yè)供電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：快切裝置;化工企業(yè);供電系統(tǒng);應(yīng)用分析

一、電氣系統(tǒng)概述

目前大多數(shù)化工企業(yè)電氣主接線：兩路電源進(jìn)線、單母線分段接線，正常情況下，兩段母線分列運(yùn)行，當(dāng)一段母線失電后備自投裝置動作，由另一段母線向所有負(fù)荷供電。但在實際使用中，化工企業(yè)存在大量的電動機(jī)負(fù)荷，由于電動機(jī)反饋電壓的存在，母線電壓難以迅速達(dá)到低壓定值，備自投切換時間長達(dá)1～2s，此時大部分電機(jī)已被切除，即使重要電機(jī)沒被切除，由于自投前母線電壓已接近無壓，轉(zhuǎn)速嚴(yán)重下降，直接影響生產(chǎn)過程的連續(xù)性。此時恢復(fù)供電將造成較大的電動機(jī)自啟動電流，對電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊，無法滿足化工企業(yè)供電連續(xù)性和穩(wěn)定性的要求。基于這種情況，出現(xiàn)了電源快速切換裝置，并在化工企業(yè)迅速推廣應(yīng)用。

單母分段方式接線示意圖

二、快切裝置的起動方式

快切裝置具有手動起動、保護(hù)起動、失壓起動、誤跳起動、無流起動等多種起動方式，解決了備自投裝置啟動過慢，啟動后投入時間過長的問題。

手動起動：手動起動方式多用于進(jìn)線檢修或故障后進(jìn)線恢復(fù)時使用，由人工通過開入量起動裝置的切換功能。手動起動可以實現(xiàn) 1DL 到 3DL 之間的互相切換，也可以實現(xiàn) 2DL 和 3DL 之間的互相切換。對單母接線方式，手動起動能夠?qū)崿F(xiàn)1DL和2DL之間的互相切換。

保護(hù)起動：將線路/線變組/主變等電源側(cè)設(shè)備的快速主保護(hù)接點(diǎn)引入到快切裝置中，系統(tǒng)正常運(yùn)行時，一旦檢測到電源側(cè)主保護(hù)動作，快切裝置立即起動切換，斷開故障線路，投入備用電源。

失壓起動：當(dāng)檢測到母線三相電壓均低于失壓起動整定值且進(jìn)線無流，裝置經(jīng)延時后（時間大于整定延時定值）啟動切換功能。

誤跳起動。當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時，若本處于合位的開關(guān)跳開且進(jìn)線無流，則裝置起動切換，合上另一側(cè)電源以保證母線供電。

無流起動。當(dāng)裝置檢測到進(jìn)線電流從有流（大于無流起動整定值）到無流（小于無流起動整定值），母線頻率小于無流起動頻率定值時，裝置經(jīng)整定延時起動切換功能。無流起動方式主要用于進(jìn)線本側(cè)保護(hù)無法接入到裝置的情形。當(dāng)進(jìn)線發(fā)生故障且被其它保護(hù)（可能是對側(cè)的保護(hù)）跳開時，進(jìn)線電流必然呈下降趨勢，同時頻率也會下降。此起動方式可通過控制字投退。

三、快切裝置切換方式以及工作原理

快切裝置作為大規(guī)模集成電路電腦芯片，是電源快速切換的必要組件，在大型工業(yè)企業(yè)中被廣泛應(yīng)用。這些系統(tǒng)電壓高、負(fù)荷大，應(yīng)采用高效率的電源切換裝置。快切裝置有事故快速切換、正常手動切換以及異常情況自動切換等功能，可以確保供電系統(tǒng)正常運(yùn)行，也能夠在出現(xiàn)工作斷路器誤跳等異常狀態(tài)下實現(xiàn)正常供電。

假定正常運(yùn)行時工作電源與備用電源同相，其電壓相量端點(diǎn)為A，則母線失電后殘壓相量端點(diǎn)將沿殘壓曲線由A向B方向移動，如能在A-B段內(nèi)合上備用電源，則既能保證電動機(jī)安全，又不使電動機(jī)轉(zhuǎn)速下降太多，這就是所謂的“快速切換”。快速切換的整定值有兩個，即頻差和相角差，在裝置發(fā)出合閘命令前瞬間將實測值與整定值進(jìn)行比較，判斷是否滿足合閘條件。由于快速切換總是在啟動后瞬間進(jìn)行，因此頻差和相差整定可取較小值。

目前快切裝置包括快速切換、同期捕捉切換、殘壓切換等三種模式。

快速切換方式能夠確保工作電源母線穩(wěn)定可靠，整個電動機(jī)組會形成殘壓，保證母線正常運(yùn)行。隨著殘壓頻率不斷下降，接近于臨界電壓時會發(fā)生突變問題，利用快速切換的方式能夠確保電動機(jī)的成功率更高。

同期捕捉切換方式，能夠在母線電壓沒有發(fā)生大幅度下降的時候，對殘壓差進(jìn)行跟蹤分析，明確母線相位的變化情況，還能夠判斷核查的耗時，把握核查的時機(jī)，確保備用電源電壓以及母線電壓之間的相差保持為0。同期捕捉方式可以確保電動機(jī)轉(zhuǎn)速不會發(fā)生大規(guī)模下降，避免備用電源和母線沖擊。

殘壓切換方式就是指殘壓，下降到20%～40%左右時，利用捕捉階段跟蹤的相角變化頻率以及核查時間來判斷相差整定值，當(dāng)相差整定值達(dá)到要求之后就能夠自動合閘。當(dāng)平差超出整定范圍則無法合閘，必須利用殘壓切換的方式來保證核查。殘壓切換可以確保電動機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行，但停電的時間非常長，影響電動機(jī)的自啟動效果。

對上述三種切換模式進(jìn)行分析，能夠有效保證電源切換減小沖擊電流，而快速切換也可以起到良好的控制效果，供電系統(tǒng)中采用快速切換的方式，既能夠滿足供電系統(tǒng)的正常需要，同時也能夠保證在故障狀態(tài)下整個供電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，通常三種切換模式可以同時啟動。

四、快速切換裝置應(yīng)用于供電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

快切裝置設(shè)計屬于對稱設(shè)計，能夠?qū)ぷ麟娫春蛡溆秒娫磳崿F(xiàn)快速切換，也能夠從備用電源到工作電源實現(xiàn)切換，保證供電系統(tǒng)的電路切換更加地靈活，雙位信號還能夠提高信號輸入的整體效率。

快切裝置中的PLC功能非常高效，確保系統(tǒng)功能快速改變。系統(tǒng)容量超過額定值時，利用快切裝置可以實現(xiàn)自動減負(fù)荷功能，釋放不必要的荷載，避免對系統(tǒng)造成強(qiáng)烈沖擊，快切裝置作為供電系統(tǒng)中比較重要的裝置，能夠保證供電系統(tǒng)更加高效、穩(wěn)定工作，還可以提高電源切換的成功率，減少電氣工程的控制成本，使企業(yè)職工在控制室內(nèi)實現(xiàn)程序自動監(jiān)控，減少勞動力的使用量，提高電氣工程的整體工作效率。

結(jié)束語：

本文對供電系統(tǒng)最常用的電源切換方式進(jìn)行分析，明確快切裝置的重要性，保證快切裝置在化工企業(yè)供電系統(tǒng)中能夠正常運(yùn)行。快切裝置可以確保電源供電系統(tǒng)安全高效，可以有效減少手動切換的復(fù)雜操作，避免出現(xiàn)誤操作的情況，彌補(bǔ)備用電源無法在高負(fù)荷電壓下工作效率低的問題，避免供電系統(tǒng)母線失電，確保快切成功率。在實際供電系統(tǒng)故障檢修時，正確利用快切裝置，檢查供電系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，加強(qiáng)故障處理的整體效果，保證供電系統(tǒng)運(yùn)行整體水平。

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