快速切换装置仿真分析

李彦刚 李辉

摘要：为提高公司电力系统抗晃电能力，我厂今年在电力系统中增加了电源快速切换装置。针对这一实际现状，本文采用ETAP仿真软件对我厂使用的SUE3000型电源快速切换装置运行情况进行了仿真及分析，以达到运行人员正确地运用快速切换装置、实现系统抗晃电的目的。

关键词：ETAP仿真;快速切换;首次同相切换

1、引言：

从2015年起，快速切换装置在我厂6kV供电系统中进行推广及运用。本文利用ETAP软件的暂态分析功能，对58/149变电所进行建模仿真，以分析得出不同故障类型下快切装置的切换条件及切换结果。

2、58/149变电所快切装置仿真运行分析

使用ETAP仿真软件建立58/149变电所供电系统仿真模型，根据变电所设备台账表、高压系统图等，给出仿真计算中所需要的系统设备铭牌数据和运行参数。对于部分未知系统设备参数，利用系统辨识等方法进行估计，以保证获取的参数接近实际参数。为便于计算6kV断路器分合闸时间都设定为70ms。

⑴、快速切换功能仿真：设定70ms时中1I-58I断路器断开，模拟开关偷跳或电网波动的情况。

从电压特性曲线来看在70ms时，母线电压幅值由105%Ue降至97%Ue，母线电压幅值随时间缓慢衰减变化，可以满足快速切换对于残压的要求;从频率特性曲线来看，在70ms-111ms之间，频率变化小于1HZ，满足快速切换对于频率变化率的要求。

⑵、首次同相切換仿真：设定70ms时中1I-58I断开，母联开关在相角接近0°时合闸，模拟快切装置“首次同相切换”。

从相角特性曲线来看，曲线先从初始相角差0°变化到-180°，下一刻跃变到+180°，再由+180°减小到-180°，振荡变化。曲线与横轴的交点，视为与电网电压（或母线IV段电压）的同相点，在190ms处为首次同相点。从电压特性曲线来看，在190ms时母线残压值降至81%Ue，母联开关动作后，在612ms后迅速恢复至105%Ue，低压负荷不受影响。

⑶、首次同相非同期状态下切换仿真：设定70ms时中1I-58I断开，母联开关在相角差接近180°情况下合闸。

从相角特性曲线来看，在156ms时相角差接近180°，此时母联开关动作，冲击电流较大达到3158A，母线电压由82.4%Ue可以恢复至105%Ue，恢复时间为2.51s。从仿真情况可以得出，电机残压频率为“软频率”，如果出现首次同相非同期情况下切换，对供电系统而言，除了非同期冲击电流较大，过渡过程较长外没有其它影响。

⑷、三相短路故障下母线残压状况仿真：模拟仿真0ms时仿真短路点1发生三相短路，70ms时光差保护动作，切除故障点。

3、结束语

目前我厂在快切装置启动方式采用光差保护启动，没有设定低电压启动的功能，下一步应在今后完善低电压启动的功能，使快切装置能够解决外电网波动和上级断路器偷跳造成的晃电问题。同时配套使用快速断路器，以实现在短路情况下，能够维持残压，使快切装置满足快速切换或首次同相切换的启动条件。

参考文献：

[1] 平朝春，基于ETAP的海洋石油工程电力系统暂态稳定性分析，中国造船2012（12）

[2] 于波，厂用 电快切装置在火电厂的应用，广西电力2007（3）

[3] ABB SUE3000说明书

作者简介：

李彦刚男汉族甘肃兰州1983.11.本科工程师电气

李辉男汉族甘肃兰州1984.05.本科助理工程师电气