6kV系统厂用快切装置可行性方案

文/陈才平

1 项目概况

该化工企业，工艺流程具有连续性，供电突然中断将造成重大损失。企业场内现采用的是两条电源之间的备自投装置来实现供电的可靠性，但近年来多次发生其中一条电源线路故障，备自投虽然正常动作，但装置仍停车，造成重大损失。电源快速切换装置能够取代备自投装置，进行电源快速切换，最大程度保证供电连续性。

该厂6kV供电系统均采用双电源单母线分段运行方式。当外电网110kV线路单回路发生故障时，总变6kV备自投装置跳开故障进线，合上母联断路器。二期总变失电时间大于1.2s，一期总变大于0.9s，根据实际停电情况，停电时间大于2.5s。

总结：外线故障频发，虽具有备自投装置可靠动作，但由于备自投装置必须在电压低于母线残压30%以下才能动作，造成失电时间长，低压接触器释放，装置停车。所以目前急需引进一套能在外电网单线故障情况下能迅速投入备用电源的装置，来满足化工连续生产的要求。

2 快切技术的发展分析

随着硬件水平的不断提高以及装置要求的提高，厂用快切装置也不断发展。厂用快切装置在国外是ABB公司处在领先位置，其在上个世纪八十年代就提出了包括快速切换、同期捕捉切换、以及残压切换在内的多种切换方式组合。其产品SUE3000在国内外应用广泛；

在国内很早就发布了关于《厂用电源快速切换装置的通用技术条件》作为快切装置的设计、生产、试验和应用的依据，所以快切装置技术是比较成熟的。所有这些产品的理论核心都是包括快速切换、同期捕捉切换和残压切换等组合切换方式，只是在实现方式和手段上各不相同。

2.1 快切功能

快切装置有快速切换、首次同相切换、剩余电压切换、延时切换。快切装置首先考虑快速切换，在快速切换不满足条件的情况下，再进行首次同相切换，若还不满足条件，在依次往下选择。表1详细记录所有功能的动作时间和对负荷影响。

表1

3 快切装置可行性方案

我厂6kV系统是满足使用快切装置的基本条件的，但是低电压信号无法启动快速切换功能，因此需要引入110kV线路保护信号来弥补这一不足。

3.1 启动信号的引入

需引入110kV输电线路保护信号输入到快切装置，比如新增线路的光纤差动保护信号，因为光纤差动灵敏度较高，故障信号传输无衰减，抗干扰性强，提高快速切换的成功率。

3.2 快切功能的启动条件

（1）变压器非电量保护；

（2）变压器电流保护启动信号；

（3）变压器差动保护动作信号；

（4）110kV线路光纤差动。

3.3 快切装置可行性分析

系统在正常运行时由进线1（进线2）向母线供电，1DL（2DL）在合位，2DL（1DL）在分位，进线2（1）电源为进线1（2）电源的备用电源。如因故障等原因造成进线1（2）电源失去时，WBKQ01C装置能迅速启动，将进线2（1）电源投入。当进线1（2）故障排除后，可由手动方式起动WBKQ01C装置重新切换到进线1（2）供电的状态，如图1所示。

在改造完成后，每台厂用电快切装置能对一段厂用电母线的工作电源与备用电源进行快速切换控制，并具备以下功能：

（1）正常切换：操作员可通过DCS系统手动起动装置，完成从工作电源到备用电源，或由备用电源到工作电源的双向切换。正常切换具有串联切换和并联切换或同时切换方式；

（2）事故切换：装置在工作电源故障的情况下，工作电源与备用电源可以互为切换，即双向切换。并具有快速切换和慢速切换两种事故切换方式，快速切换具有同期捕捉功能；

（3）特殊功能：装置根据起动/备用变压器高压侧断路器的工作状态，具有冷备用和热备用两种工作方式，冷备用方式可采用手动选择，在冷备用方式下，电压比较采用起动/备用变压器高压侧母线电压信号，事故切换时先合起动/备用变压器高压侧断路器，再合低压侧断路器及6kV工作段备用电源进线断路器；热备用时电压比较采用起动/备用变压器低压侧6kV备用段电压信号。快切装置屏上具有冷热备用方式选择开关和不对应报警指示信号。

图1

3.4 自检功能

装置好完善的自检功能，针对内部电路、跳合闸继电出口以及所设参数都能自动巡检，在发现故障时即可报警，同时故障原因会自动显示或打印等功能，并以干接点形式输出信号。正常装置输出信号接点容量为：DC110V、1A；跳合闸及诶单容量为：DC110V，5A。

4 结语

通过本次针对快切系统改造，工厂用电最大限度地节约了成本，同时，也有效的缩短改造工期以及改造费用的控制，同时显著提升快切系统改造后的整体效益。同时解决了110kV内网和主变单线故障带来失电问题，保证化工生产的持续性供电。