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切換功能 3.2.1. 起動(dòng)方式 本裝置可提供手動(dòng)起動(dòng)、保護(hù)起動(dòng)、誤跳起動(dòng)、失壓起動(dòng)方式。 a) 手動(dòng)起動(dòng)。手動(dòng)起動(dòng)方式多用于進(jìn)線檢修或故障后進(jìn)線恢復(fù)時(shí)使用，由人工通過(guò) 開(kāi)入量起動(dòng)裝置的切換功能。本裝置的手動(dòng)起動(dòng)功能非常靈活，對(duì)單母分段運(yùn)行 方式，手動(dòng)起動(dòng)可以實(shí)現(xiàn) 1DL 到 3DL 之間的互相切換，也可以實(shí)現(xiàn) 2DL 和 3DL 之 間的互相切換。對(duì)單母方式，手動(dòng)起動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn) 1DL 和 2DL 之間的互相切換。 b) 保護(hù)起動(dòng)。將線路/線變組/主變等電源側(cè)設(shè)備的快速主保護(hù)動(dòng)作信號(hào)接點(diǎn)引入到 快切裝置中，系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，一旦檢測(cè)到電源側(cè)主保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，本裝置立即 起動(dòng)切換，斷開(kāi)故障線路，投入備用電源。 c) 誤跳起動(dòng)。當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，若本處于合位的開(kāi)關(guān)跳開(kāi)且進(jìn)線無(wú)流，則裝置起 動(dòng)切換，合上另一側(cè)電源以保證母線供電。誤跳起動(dòng)邏輯如下： 注：Imax:進(jìn)線電流最大值（二次值）； Iwl:無(wú)流定值 圖 3-3 誤跳起動(dòng)邏輯圖 d) 失壓起動(dòng)。當(dāng)檢測(cè)到母線三相電壓均低于失壓起動(dòng)整定值且進(jìn)線無(wú)流，經(jīng)整定延 時(shí)裝置起動(dòng)切換功能。此起動(dòng)方式可通過(guò)定值中控制字投退。失壓起動(dòng)邏輯如下： 注：Uma、Umb、Umc:母線三相電壓;Imax:進(jìn)線電流最大值； Usyqd: 失 壓起動(dòng)電壓幅值 Tsyqd:失壓起動(dòng)延時(shí);Iwl:無(wú)流定值 圖 3-4 失壓起動(dòng)邏輯圖 e) 各運(yùn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換見(jiàn)圖 3-5、圖 3-6 所示。 圖 3-5 單母方式下運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換 對(duì)于單母方式，從“進(jìn)線 1 供電模式”可以通過(guò)手動(dòng)起動(dòng)、保護(hù)起動(dòng)、誤跳起動(dòng)、失 壓起動(dòng)轉(zhuǎn)到“進(jìn)線 2 供電模式”， 反之亦然。 圖 3-6 單母分段方式下運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換 3.2.2. 切換方式 裝置在起動(dòng)后（起動(dòng)方式見(jiàn) 3.2.1 小節(jié)），會(huì)按照一定的順序操作工作電源開(kāi)關(guān)和備用 電源開(kāi)關(guān)。在快切原理中，名詞“切換方式”用來(lái)描述不同開(kāi)關(guān)操作順序。本裝置提供的 切換方式有：并聯(lián)、串聯(lián)和同時(shí)方式。以下以單母分段運(yùn)行方式為例，對(duì)各種切換方式簡(jiǎn) 單說(shuō)明，單母運(yùn)行方式類同。 a) 并聯(lián)切換。并聯(lián)切換只能以手動(dòng)起動(dòng)方式觸發(fā)。如圖 3-1 所示，以從 1DL 并聯(lián)切 換到 3DL 為例。手動(dòng)起動(dòng)后，若并聯(lián)條件滿足（條件為：開(kāi)關(guān)兩側(cè)的頻差、相差、 壓差分別小于定值并聯(lián)切換頻差、并聯(lián)切換相差、并聯(lián)切換壓差）裝置先合上 3DL 開(kāi)關(guān)，此時(shí)進(jìn)線 1、進(jìn)線 2 兩個(gè)電源短時(shí)并列，經(jīng)整定延時(shí)（并聯(lián)跳閘延時(shí)）后裝置再跳開(kāi) 1DL。如在這段延時(shí)內(nèi)，剛合上的 3DL 被跳開(kāi)（如保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi) 3DL）， 則切換結(jié)束，裝置不再跳開(kāi) 1DL，以免停電范圍擴(kuò)大。若 1DL 拒跳，則裝置會(huì)去 跳開(kāi) 3DL 開(kāi)關(guān)，以避免兩個(gè)電源長(zhǎng)時(shí)間并列。若手動(dòng)起動(dòng)后并聯(lián)切換條件不滿足， 裝置將立即閉鎖并進(jìn)入等待復(fù)歸狀態(tài)。并聯(lián)切換方式適用于正常情況下同頻系統(tǒng) 的兩個(gè)電源之間的切換，可用于進(jìn)線檢修時(shí)的人工倒閘或故障后手動(dòng)恢復(fù)。 b) 串聯(lián)切換。如圖 3-1 所示，以從 1DL 切換到 3DL 為例。裝置起動(dòng)后，先跳開(kāi) 1DL 開(kāi)關(guān)，在確認(rèn) 1DL 跳開(kāi)后，再根據(jù)合閘條件發(fā)出合母聯(lián)開(kāi)關(guān) 3DL 命令。若 1DL 拒 跳，則切換過(guò)程結(jié)束，裝置不再合 3DL。串聯(lián)切換多用于事故情況下自動(dòng)切換。 串聯(lián)切換可以有以下幾種合閘實(shí)現(xiàn)方式：快速切換、同期捕捉切換、殘壓切換、 長(zhǎng)延時(shí)切換。當(dāng)快速切換條件不滿足時(shí)可自動(dòng)轉(zhuǎn)入同期捕捉、殘壓、長(zhǎng)延時(shí)等切 換條件的判別。 c) 同時(shí)切換。如圖 3-1 所示，以從 1DL 切換到 3DL 為例。裝置起動(dòng)后，先發(fā)出跳 1DL 開(kāi)關(guān)命令，然后經(jīng)一整定的同時(shí)切換合閘延時(shí)，再根據(jù)合閘條件發(fā)出合 3DL 的命 令。若最終 1DL 拒跳，則裝置會(huì)去跳開(kāi) 3DL 開(kāi)關(guān)，以避免兩個(gè)電源長(zhǎng)時(shí)間并列。 同時(shí)切換與串聯(lián)切換相比，不需要確認(rèn) 1DL 已跳開(kāi)再判斷 3DL 合閘條件，只要經(jīng) 過(guò)一個(gè)延時(shí)，即去判斷 3DL 合閘條件，目的是使得母線斷電時(shí)間盡量縮短。同時(shí) 切換可以有以下幾種合閘實(shí)現(xiàn)方式：快速切換、同期捕捉切換、殘壓切換、長(zhǎng)延 時(shí)切換。當(dāng)快速切換條件不滿足時(shí)可自動(dòng)轉(zhuǎn)入同期捕捉、殘壓、長(zhǎng)延時(shí)等切換條 件的判別。 3.2.3. 實(shí)現(xiàn)方式 在快切原理中，“實(shí)現(xiàn)方式”用來(lái)描述合備用開(kāi)關(guān)的合閘條件。裝置在起動(dòng)后（起動(dòng)方 式見(jiàn) 3.2.1 小節(jié)），會(huì)按照預(yù)定的切換方式（切換方式見(jiàn) 3.2.2 小節(jié)）跳工作開(kāi)關(guān)和合備用 開(kāi)關(guān)。無(wú)論哪種切換方式都涉及到合備用開(kāi)關(guān)的操作。本裝置提供的實(shí)現(xiàn)方式包括：快速 切換、同期捕捉切換、殘壓切換、長(zhǎng)延時(shí)切換。以下僅對(duì)這幾種實(shí)現(xiàn)方式做簡(jiǎn)單介紹，關(guān) 于它們的詳細(xì)說(shuō)明，請(qǐng)參照附錄。 a) 快速切換。快速切換是最理想的一種合閘方式，既能保證電動(dòng)機(jī)安全，又不使電 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降太多。在并聯(lián)切換方式下，實(shí)現(xiàn)快速切換條件為：母線和待并側(cè)電 源壓差|du|<“并聯(lián)切換壓差”、頻差|df|<“并聯(lián)切換頻差” 、相差|dq|<“并聯(lián)切 換相差”。在串聯(lián)或同時(shí)切換方式下，實(shí)現(xiàn)快速切換的條件為：母線和待并側(cè)電 源頻差|df|<“快速切換頻差”、相差|dq|<“快速切換相差”。快速切換是速度最 快的合閘方式。 b) 同期捕捉切換。當(dāng)快速切換不成功時(shí)，同期捕捉切換是一種最佳的后備切換方式。 同期捕捉切換的原理是實(shí)時(shí)跟蹤母線電壓和備用電壓的頻差和角差的變化，以同 相點(diǎn)作為合閘目標(biāo)點(diǎn)。 c) 殘壓切換。當(dāng)母線電壓衰減到 20％－40％實(shí)現(xiàn)的切換稱為殘壓切換。殘壓切換雖 能保證電動(dòng)機(jī)安全，但由于停電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)成功與否、自起動(dòng)時(shí)間 等會(huì)受到較大限制。殘壓切換的實(shí)現(xiàn)條件為：母線電壓<“殘壓切換電壓幅值”。 d) 長(zhǎng)延時(shí)切換。當(dāng)備用側(cè)容量不足以承擔(dān)全部負(fù)載，甚至不足以承擔(dān)通過(guò)殘壓切換 過(guò)去的負(fù)載的自起動(dòng)，只能考慮長(zhǎng)延時(shí)切換。長(zhǎng)延時(shí)切換的實(shí)現(xiàn)條件為：裝置起 動(dòng)后延時(shí) t>“長(zhǎng)延時(shí)整定值”。 3.2.4. 切換功能圖 本裝置提供 4 種起動(dòng)方式。手動(dòng)起動(dòng)時(shí)支持并聯(lián)、串聯(lián)、同時(shí)三種切換方式。其他 3 種起動(dòng)方式只支持串聯(lián)或同時(shí)方式。并聯(lián)方式只有快切合閘方式，串聯(lián)和同時(shí)支持快速、 同捕、殘壓和長(zhǎng)延時(shí) 4 種合閘方式。下圖 3-7 是本裝置的切換功能圖。 圖 3-7 切換功能圖 3.2.5. 去耦合功能 切換過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)整定時(shí)間內(nèi)該合上的開(kāi)關(guān)已合上但該跳開(kāi)的開(kāi)關(guān)未跳開(kāi)，裝置將執(zhí) 行去耦合功能，即跳開(kāi)剛合上的開(kāi)關(guān)，以避免兩個(gè)電源長(zhǎng)時(shí)并列。以圖 3-1 的單母分段運(yùn) 行為例，同時(shí)切換或并聯(lián)切換中，1DL 切換到 3DL，若 3DL 開(kāi)關(guān)正常合上，但是 1DL 開(kāi)關(guān)沒(méi) 有能跳開(kāi)。裝置此時(shí)會(huì)跳開(kāi)剛剛合上的 3DL 開(kāi)關(guān)。此功能稱為去耦合功能。 4. 快速切換原理 4.1. 快速切換 假設(shè)有圖 4-1 所示的供電系統(tǒng)，正常運(yùn)行時(shí) 1DL 和 2DL 合，3DL 分。1# 進(jìn)線和2# 進(jìn)線互為備用。當(dāng)1＃ 進(jìn)線發(fā)生故障后，必須先跳開(kāi) 1DL，然后合 3DL，反之亦然。 以1# 進(jìn)線到2# 進(jìn)線切換為例，跳開(kāi) 1DL 后1# 母線失電，電動(dòng)機(jī)將惰行。由于負(fù)荷多為異步電動(dòng)機(jī)，對(duì)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)而言，電源切斷后電動(dòng)機(jī)定子電流變?yōu)榱悖D(zhuǎn)子電流逐漸衰減，由于機(jī)械慣性，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速將從額定值逐漸減速，轉(zhuǎn)子電流磁場(chǎng)將在定子繞組中反向感 應(yīng)電勢(shì)，形成反饋電壓。多臺(tái)異步電機(jī)聯(lián)結(jié)于同一母線時(shí)，由于各電機(jī)容量、負(fù)載等情況不同，在惰行過(guò)程中，部分異步電動(dòng)機(jī)將呈異步發(fā)電機(jī)特征，而另一些呈異步電動(dòng)機(jī)特征。 母線電壓即為眾多電動(dòng)機(jī)的合成反饋電壓，俗稱殘壓，殘壓的頻率和幅值將逐漸衰減。通 常，電動(dòng)機(jī)總?cè)萘吭酱螅瑲垑侯l率和幅值衰減的速度越慢。  概述; 石化、冶金等大中型工業(yè)企業(yè)，由于外部電網(wǎng)或內(nèi)部供電網(wǎng)絡(luò)故障或異常的原因，造成非正常停電、電壓大幅波動(dòng)或短時(shí)斷電的情況屢見(jiàn)不鮮。由于冶金、石化企業(yè)的生產(chǎn)連續(xù)性很強(qiáng)，供電的中斷或異常往往會(huì)造成設(shè)備停運(yùn)或空轉(zhuǎn)、工藝流程中斷或廢品產(chǎn)生，甚至?xí)＜叭松怼⒃O(shè)備的安全，造成嚴(yán)重的后果。 為提高工業(yè)企業(yè)用戶供配電系統(tǒng)抗電網(wǎng)電壓擾動(dòng)的能力，保證供電可靠性，工業(yè)用戶高壓輸配電和變電所一次系統(tǒng)一般采用雙路或多路供電，并輔以二次系統(tǒng)采用備自投裝置。 然而，對(duì)一般工業(yè)企業(yè)而言，備自投裝置已經(jīng)可以滿足要求。而在石化、冶金等要求連續(xù)供電可靠性高的企業(yè)，備自投的使用效果并不理想，在使用中發(fā)現(xiàn)存在以下問(wèn)題： 由于采用低電壓切換原理，低電壓的時(shí)間整定要求躲過(guò)相鄰系統(tǒng)故障或高壓電動(dòng)機(jī)內(nèi)部故障的切換時(shí)間，因此，切換的時(shí)間長(zhǎng)； 由于切換的時(shí)間長(zhǎng)，電動(dòng)機(jī)電源電壓直線降低，轉(zhuǎn)速下降，備用電源再投入時(shí)電動(dòng)機(jī)的沖擊電流過(guò)大； 傳統(tǒng)的備自投裝置是電磁型、晶體管或集成電路型的電壓繼電器、時(shí)間繼電器等構(gòu)成，其功能單一，對(duì)不同的一次系統(tǒng)接線方式適應(yīng)性差且可靠性低，使得自投成功率低。 基于以上原因，傳統(tǒng)的備自投裝置將給鋼鐵、石化等企業(yè)安全生產(chǎn)帶來(lái)不利影響，因此在這些企業(yè)中的應(yīng)用也受到一定的限制。 產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn): 1.2. 性能特點(diǎn) 快切裝置的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面： ◆ 安全性：在切換過(guò)程中，裝置實(shí)時(shí)跟蹤開(kāi)關(guān)兩側(cè)電源的電壓、頻率和相位，并提 供了多種可靠的起動(dòng)方式和切換實(shí)現(xiàn)方式，能夠保證快速安全的投入備用電源， 同時(shí)不會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)造成大的沖擊。 ◆ 靈活性：傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式往往專門(mén)為現(xiàn)場(chǎng)某種接線方式或者運(yùn)行方式設(shè)計(jì)，一旦運(yùn) 行方式改變，或者需要應(yīng)用到新的接線方式，改動(dòng)非常繁瑣。本裝置結(jié)合了多種合理的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行方式，僅需更改部分定值即可滿足多種現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)施需求。 ◆ 快速性、準(zhǔn)確性：裝置硬件采用最新型 DSP+MPU+CPLD 硬件平臺(tái)，高精度AD采樣芯片，保證了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性以及切換的快速性。 ◆ 可靠性: 在硬件和軟件上均設(shè)計(jì)了專門(mén)的抗干擾措施，以及完善的自檢、閉鎖邏 輯，并通過(guò)了第三方最高等級(jí)的 EMC 檢測(cè)，其抗干擾性能有充分的保證。 ◆ 裝置核心部件-快速真空斷路器為我公司專利產(chǎn)品，其合分閘時(shí)間極短，速度極快。保證電源切換的時(shí)間更快。 裝置克服了以往備自投裝置的缺點(diǎn)，大大提高了工業(yè)企業(yè)控制自動(dòng)化的水平。模塊化的設(shè)計(jì)、豐富的切換邏輯、靈活的設(shè)置以及高速的運(yùn)算能力，使這款裝置無(wú)論在功能還是性能上都處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。 2. 技術(shù)特征 2.1. 裝置特點(diǎn) 2.1.1. 切換功能齊全 ◆ 裝置兼有手動(dòng)起動(dòng)、保護(hù)起動(dòng)、失壓起動(dòng)、誤跳起動(dòng)、等多種起動(dòng)方式 ? ◆ 兼有并聯(lián)、串聯(lián)和同時(shí)切換方式 ? ◆ 兼有快速切換、同期捕捉切換、殘壓切換、長(zhǎng)延時(shí)切換等實(shí)現(xiàn)方式 ? ◆ 完備的切換閉鎖功能 2.1.2. 可靠的軟硬件設(shè)計(jì) ◆ 裝置采用全封閉背插式結(jié)構(gòu)，抗干擾設(shè)計(jì)，使裝置的抗電磁干擾能力大大提高。 ? ◆ 出口設(shè)有閉鎖繼電器，保證裝置可靠出口。 ? ◆ 邏輯單元軟件與管理單元軟件獨(dú)立運(yùn)行，通信、顯示等不會(huì)影響切換邏輯正常運(yùn)行。 2.1.3. 通過(guò)全面的第三方檢測(cè) 裝置通過(guò)了 EMC 最高等級(jí)試驗(yàn)，確保各種惡劣工況下裝置的正常運(yùn)行。 2.1.4. 友好的易用性 ◆ 裝置配有漢字液晶顯示，直觀的界面菜單，詳細(xì)的信息顯示，豐富的指示燈，便于操作和調(diào)試。 ? ◆ 裝置提供調(diào)試接口，可通過(guò)該接口將裝置所有信息（報(bào)告、錄波、定值等）導(dǎo)出。 2.1.5. 通信功能 支持以太網(wǎng)、RS485 通信接口；支持 IEC60870-5-103、Modbus 通信規(guī)約。 2.1.6. 強(qiáng)大的故障錄波及信息記錄功能 信息記錄全面，包括動(dòng)作事件、告警事件、開(kāi)入開(kāi)出變位信息、裝置自檢、運(yùn)行事件 及錄波事件等。通過(guò)查看這些事件記錄，可以全面了解設(shè)備的運(yùn)行狀況。 2.1.7. 時(shí)鐘同步 裝置具備軟件對(duì)時(shí)和硬件對(duì)時(shí)功能。 硬件對(duì)時(shí)支持秒脈沖對(duì)時(shí)模式和 IRIG-B 碼對(duì)時(shí)模式，裝置自動(dòng)識(shí)別硬件對(duì)時(shí)模式， 對(duì)時(shí)誤差≤1ms。對(duì)時(shí)接口均采用 485 差分電平輸入。 軟件對(duì)時(shí)為通訊報(bào)文對(duì)時(shí)。一般地，IRIG-B 碼對(duì)時(shí)單獨(dú)使用，差分秒脈沖與軟件對(duì)時(shí)一同使用，不建議 IRIG-B 碼對(duì)時(shí)與軟件對(duì)時(shí)一同使用。 工作原理與功能: 3. 工作原理 3.1. 接線方式 歸納總結(jié)諸如電力生產(chǎn)、石油、化工、冶煉等大型工業(yè)用戶的電力系統(tǒng)主接線，從電源切換的角度分析，主要有兩種接線方式：一種為單母分段方式；另一種為單母方式。裝置可靈活適用于這兩種接線方式 的電源切換。 3.1.1. 單母分段方式 圖 3-1 單母分段方式接線示意圖（正常運(yùn)行） 單母分段方式的接線圖可簡(jiǎn)化如圖3-1所示。圖中進(jìn)線 1、2 可以是線路、主變、線路-變壓器組等，對(duì)母線進(jìn)行供電的變配電設(shè)備的一種。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，母線 1 由進(jìn)線 1 供電，母線 2 由進(jìn)線 2 供電。即進(jìn)線開(kāi)關(guān) 1DL、2DL 閉合，母聯(lián)開(kāi)關(guān) 3DL斷開(kāi)。當(dāng)任意一路進(jìn)線電源失去時(shí)，本裝置均能投入另一側(cè)進(jìn)線電源。 3.1.2. 單母方式 圖 3-2 單母運(yùn)行方式接線示意圖（進(jìn)線 1 供電模式） 單母運(yùn)行方式的接線示意圖如圖3-2所示。 正常運(yùn)行時(shí)，母線由進(jìn)線1或進(jìn)線2供電。若由進(jìn)線1供電，則1DL在合位，2DL在分位，進(jìn)線2電源為進(jìn)線1電源的備用。如因故障等原因造成進(jìn)線1電源失去時(shí)，本裝置能迅速起動(dòng)，將進(jìn)線2電源投入。由進(jìn)線2供電時(shí)情況類似。 3.2. 切換功能 3.2.1. 起動(dòng)方式 本裝置可提供手動(dòng)起動(dòng)、保護(hù)起動(dòng)、誤跳起動(dòng)、失壓起動(dòng)方式。 a) 手動(dòng)起動(dòng)。手動(dòng)起動(dòng)方式多用于進(jìn)線檢修或故障后進(jìn)線恢復(fù)時(shí)使用，由人工通過(guò) 開(kāi)入量起動(dòng)裝置的切換功能。本裝置的手動(dòng)起動(dòng)功能非常靈活，對(duì)單母分段運(yùn)行 方式，手動(dòng)起動(dòng)可以實(shí)現(xiàn) 1DL 到 3DL 之間的互相切換，也可以實(shí)現(xiàn) 2DL 和 3DL 之 間的互相切換。對(duì)單母方式，手動(dòng)起動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn) 1DL 和 2DL 之間的互相切換。 b) 保護(hù)起動(dòng)。將線路/線變組/主變等電源側(cè)設(shè)備的快速主保護(hù)動(dòng)作信號(hào)接點(diǎn)引入到 快切裝置中，系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，一旦檢測(cè)到電源側(cè)主保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，本裝置立即 起動(dòng)切換，斷開(kāi)故障線路，投入備用電源。 c) 誤跳起動(dòng)。當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，若本處于合位的開(kāi)關(guān)跳開(kāi)且進(jìn)線無(wú)流，則裝置起 動(dòng)切換，合上另一側(cè)電源以保證母線供電。誤跳起動(dòng)邏輯如下： 注：Imax:進(jìn)線電流最大值（二次值）； Iwl:無(wú)流定值 圖 3-3 誤跳起動(dòng)邏輯圖 d) 失壓起動(dòng)。當(dāng)檢測(cè)到母線三相電壓均低于失壓起動(dòng)整定值且進(jìn)線無(wú)流，經(jīng)整定延 時(shí)裝置起動(dòng)切換功能。此起動(dòng)方式可通過(guò)定值中控制字投退。失壓起動(dòng)邏輯如下： 注：Uma、Umb、Umc:母線三相電壓;Imax:進(jìn)線電流最大值； Usyqd: 失 壓起動(dòng)電壓幅值 Tsyqd:失壓起動(dòng)延時(shí);Iwl:無(wú)流定值 圖 3-4 失壓起動(dòng)邏輯圖 e) 各運(yùn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換見(jiàn)圖 3-5、圖 3-6 所示。 圖 3-5 單母方式下運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換 對(duì)于單母方式，從“進(jìn)線 1 供電模式”可以通過(guò)手動(dòng)起動(dòng)、保護(hù)起動(dòng)、誤跳起動(dòng)、失 壓起動(dòng)轉(zhuǎn)到“進(jìn)線 2 供電模式”， 反之亦然。 圖 3-6 單母分段方式下運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換 3.2.2. 切換方式 裝置在起動(dòng)后（起動(dòng)方式見(jiàn) 3.2.1 小節(jié)），會(huì)按照一定的順序操作工作電源開(kāi)關(guān)和備用 電源開(kāi)關(guān)。在快切原理中，名詞“切換方式”用來(lái)描述不同開(kāi)關(guān)操作順序。本裝置提供的 切換方式有：并聯(lián)、串聯(lián)和同時(shí)方式。以下以單母分段運(yùn)行方式為例，對(duì)各種切換方式簡(jiǎn) 單說(shuō)明，單母運(yùn)行方式類同。 a) 并聯(lián)切換。并聯(lián)切換只能以手動(dòng)起動(dòng)方式觸發(fā)。如圖 3-1 所示，以從 1DL 并聯(lián)切 換到 3DL 為例。手動(dòng)起動(dòng)后，若并聯(lián)條件滿足（條件為：開(kāi)關(guān)兩側(cè)的頻差、相差、 壓差分別小于定值并聯(lián)切換頻差、并聯(lián)切換相差、并聯(lián)切換壓差）裝置先合上 3DL 開(kāi)關(guān)，此時(shí)進(jìn)線 1、進(jìn)線 2 兩個(gè)電源短時(shí)并列，經(jīng)整定延時(shí)（并聯(lián)跳閘延時(shí)）后裝置再跳開(kāi) 1DL。如在這段延時(shí)內(nèi)，剛合上的 3DL 被跳開(kāi)（如保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi) 3DL）， 則切換結(jié)束，裝置不再跳開(kāi) 1DL，以免停電范圍擴(kuò)大。若 1DL 拒跳，則裝置會(huì)去 跳開(kāi) 3DL 開(kāi)關(guān)，以避免兩個(gè)電源長(zhǎng)時(shí)間并列。若手動(dòng)起動(dòng)后并聯(lián)切換條件不滿足， 裝置將立即閉鎖并進(jìn)入等待復(fù)歸狀態(tài)。并聯(lián)切換方式適用于正常情況下同頻系統(tǒng) 的兩個(gè)電源之間的切換，可用于進(jìn)線檢修時(shí)的人工倒閘或故障后手動(dòng)恢復(fù)。 b) 串聯(lián)切換。如圖 3-1 所示，以從 1DL 切換到 3DL 為例。裝置起動(dòng)后，先跳開(kāi) 1DL 開(kāi)關(guān)，在確認(rèn) 1DL 跳開(kāi)后，再根據(jù)合閘條件發(fā)出合母聯(lián)開(kāi)關(guān) 3DL 命令。若 1DL 拒 跳，則切換過(guò)程結(jié)束，裝置不再合 3DL。串聯(lián)切換多用于事故情況下自動(dòng)切換。 串聯(lián)切換可以有以下幾種合閘實(shí)現(xiàn)方式：快速切換、同期捕捉切換、殘壓切換、 長(zhǎng)延時(shí)切換。當(dāng)快速切換條件不滿足時(shí)可自動(dòng)轉(zhuǎn)入同期捕捉、殘壓、長(zhǎng)延時(shí)等切 換條件的判別。 c) 同時(shí)切換。如圖 3-1 所示，以從 1DL 切換到 3DL 為例。裝置起動(dòng)后，先發(fā)出跳 1DL 開(kāi)關(guān)命令，然后經(jīng)一整定的同時(shí)切換合閘延時(shí)，再根據(jù)合閘條件發(fā)出合 3DL 的命 令。若最終 1DL 拒跳，則裝置會(huì)去跳開(kāi) 3DL 開(kāi)關(guān)，以避免兩個(gè)電源長(zhǎng)時(shí)間并列。 同時(shí)切換與串聯(lián)切換相比，不需要確認(rèn) 1DL 已跳開(kāi)再判斷 3DL 合閘條件，只要經(jīng) 過(guò)一個(gè)延時(shí)，即去判斷 3DL 合閘條件，目的是使得母線斷電時(shí)間盡量縮短。同時(shí) 切換可以有以下幾種合閘實(shí)現(xiàn)方式：快速切換、同期捕捉切換、殘壓切換、長(zhǎng)延 時(shí)切換。當(dāng)快速切換條件不滿足時(shí)可自動(dòng)轉(zhuǎn)入同期捕捉、殘壓、長(zhǎng)延時(shí)等切換條 件的判別。 3.2.3. 實(shí)現(xiàn)方式 在快切原理中，“實(shí)現(xiàn)方式”用來(lái)描述合備用開(kāi)關(guān)的合閘條件。裝置在起動(dòng)后（起動(dòng)方 式見(jiàn) 3.2.1 小節(jié)），會(huì)按照預(yù)定的切換方式（切換方式見(jiàn) 3.2.2 小節(jié)）跳工作開(kāi)關(guān)和合備用 開(kāi)關(guān)。無(wú)論哪種切換方式都涉及到合備用開(kāi)關(guān)的操作。本裝置提供的實(shí)現(xiàn)方式包括：快速 切換、同期捕捉切換、殘壓切換、長(zhǎng)延時(shí)切換。以下僅對(duì)這幾種實(shí)現(xiàn)方式做簡(jiǎn)單介紹，關(guān) 于它們的詳細(xì)說(shuō)明，請(qǐng)參照附錄。 a) 快速切換。快速切換是最理想的一種合閘方式，既能保證電動(dòng)機(jī)安全，又不使電 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降太多。在并聯(lián)切換方式下，實(shí)現(xiàn)快速切換條件為：母線和待并側(cè)電 源壓差|du|<“并聯(lián)切換壓差”、頻差|df|<“并聯(lián)切換頻差” 、相差|dq|<“并聯(lián)切 換相差”。在串聯(lián)或同時(shí)切換方式下，實(shí)現(xiàn)快速切換的條件為：母線和待并側(cè)電 源頻差|df|<“快速切換頻差”、相差|dq|<“快速切換相差”。快速切換是速度最 快的合閘方式。 b) 同期捕捉切換。當(dāng)快速切換不成功時(shí)，同期捕捉切換是一種最佳的后備切換方式。 同期捕捉切換的原理是實(shí)時(shí)跟蹤母線電壓和備用電壓的頻差和角差的變化，以同 相點(diǎn)作為合閘目標(biāo)點(diǎn)。 c) 殘壓切換。當(dāng)母線電壓衰減到 20％－40％實(shí)現(xiàn)的切換稱為殘壓切換。殘壓切換雖 能保證電動(dòng)機(jī)安全，但由于停電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)成功與否、自起動(dòng)時(shí)間 等會(huì)受到較大限制。殘壓切換的實(shí)現(xiàn)條件為：母線電壓<“殘壓切換電壓幅值”。 d) 長(zhǎng)延時(shí)切換。當(dāng)備用側(cè)容量不足以承擔(dān)全部負(fù)載，甚至不足以承擔(dān)通過(guò)殘壓切換 過(guò)去的負(fù)載的自起動(dòng)，只能考慮長(zhǎng)延時(shí)切換。長(zhǎng)延時(shí)切換的實(shí)現(xiàn)條件為：裝置起 動(dòng)后延時(shí) t>“長(zhǎng)延時(shí)整定值”。 3.2.4. 切換功能圖 本裝置提供 4 種起動(dòng)方式。手動(dòng)起動(dòng)時(shí)支持并聯(lián)、串聯(lián)、同時(shí)三種切換方式。其他 3 種起動(dòng)方式只支持串聯(lián)或同時(shí)方式。并聯(lián)方式只有快切合閘方式，串聯(lián)和同時(shí)支持快速、 同捕、殘壓和長(zhǎng)延時(shí) 4 種合閘方式。下圖 3-7 是本裝置的切換功能圖。 圖 3-7 切換功能圖 3.2.5. 去耦合功能 切換過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)整定時(shí)間內(nèi)該合上的開(kāi)關(guān)已合上但該跳開(kāi)的開(kāi)關(guān)未跳開(kāi)，裝置將執(zhí) 行去耦合功能，即跳開(kāi)剛合上的開(kāi)關(guān)，以避免兩個(gè)電源長(zhǎng)時(shí)并列。以圖 3-1 的單母分段運(yùn) 行為例，同時(shí)切換或并聯(lián)切換中，1DL 切換到 3DL，若 3DL 開(kāi)關(guān)正常合上，但是 1DL 開(kāi)關(guān)沒(méi) 有能跳開(kāi)。裝置此時(shí)會(huì)跳開(kāi)剛剛合上的 3DL 開(kāi)關(guān)。此功能稱為去耦合功能。 4. 快速切換原理 4.1. 快速切換 假設(shè)有圖 4-1 所示的供電系統(tǒng)，正常運(yùn)行時(shí) 1DL 和 2DL 合，3DL 分。1# 進(jìn)線和2# 進(jìn)線互為備用。當(dāng)1＃ 進(jìn)線發(fā)生故障后，必須先跳開(kāi) 1DL，然后合 3DL，反之亦然。 以1# 進(jìn)線到2# 進(jìn)線切換為例，跳開(kāi) 1DL 后1# 母線失電，電動(dòng)機(jī)將惰行。由于負(fù)荷多為異步電動(dòng)機(jī)，對(duì)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)而言，電源切斷后電動(dòng)機(jī)定子電流變?yōu)榱悖D(zhuǎn)子電流逐漸衰減，由于機(jī)械慣性，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速將從額定值逐漸減速，轉(zhuǎn)子電流磁場(chǎng)將在定子繞組中反向感 應(yīng)電勢(shì)，形成反饋電壓。多臺(tái)異步電機(jī)聯(lián)結(jié)于同一母線時(shí)，由于各電機(jī)容量、負(fù)載等情況不同，在惰行過(guò)程中，部分異步電動(dòng)機(jī)將呈異步發(fā)電機(jī)特征，而另一些呈異步電動(dòng)機(jī)特征。 母線電壓即為眾多電動(dòng)機(jī)的合成反饋電壓，俗稱殘壓，殘壓的頻率和幅值將逐漸衰減。通 常，電動(dòng)機(jī)總?cè)萘吭酱螅瑲垑侯l率和幅值衰減的速度越慢。 圖 4-1 一次系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 以極坐標(biāo)形式繪出的失電母線殘壓相量變化軌跡如圖4-2 所示。切換時(shí)間與 相位、殘壓演變的特點(diǎn)參見(jiàn)仿真圖 4-3所示。 圖中 VD 為1# 母線殘壓，VS 為備用電源電壓（即2# 母線電壓），△U 為兩個(gè)母線間的差壓。 為了分析的方便，我們?nèi)∫粋€(gè)電源系統(tǒng)與單臺(tái)電動(dòng)機(jī)為例，將備用電源系統(tǒng)和電動(dòng)機(jī) 等值電路按暫態(tài)分析模型作充分簡(jiǎn)化，忽略繞組電阻、勵(lì)磁阻抗等，以等值電勢(shì) VS 和等 值電抗 XS 代表備用電源系統(tǒng)，以等值電勢(shì) VM 和等值電抗 XM 來(lái)表示電動(dòng)機(jī)，如圖 4-4 所示： 圖 4-2 母線殘壓相量軌跡 圖 4-3 切換時(shí)間與相位、殘壓演變的特點(diǎn) 圖 9-3 單臺(tái)電動(dòng)機(jī)切換分析模型 由于單臺(tái)電機(jī)在斷電后定子電路開(kāi)路，因此其電勢(shì) VM 就等于機(jī)端電壓，在備用電壓 合上前，VM ＝ VD 。備用電源合上后，電動(dòng)機(jī)繞組承受的電壓 UM 為： UM = XM /（XS ＋XM）×（VS －VM ） 因 VM ＝ VD ，則（VS －VM ）＝（VS －VD ）＝△U 所以，UM = XM /（XS ＋XM）×△U （1） 令 K＝ XM /（X S ＋XM），則 UM＝K△U （2） 為保證電動(dòng)機(jī)安全，UM 應(yīng)小于電動(dòng)機(jī)的允許起動(dòng)電壓，設(shè)為 1.1 倍額定電壓 UDe， 則有： K△U ＜1.1 U De （3） △U（％）＜1.1 / K （4） 設(shè) X S : X M =1：2，K＝0.67，則△U（％）＜1.64。圖 9-2 中，以 A 為圓心，以 1.64 為半徑繪出弧線 A'－A''，則 A'－A''的右側(cè)為備用電源允許合閘的安全區(qū)域，左側(cè)則為不安 全區(qū)域。若取 K＝0.95，則△U（％）＜1.15，圖 4-2 中 B'－B''的左側(cè)均為不安全區(qū)域，理 論上 K＝0～1，可見(jiàn) K 值越大，安全區(qū)越小。 假定正常運(yùn)行時(shí)1# 進(jìn)線電源與2# 進(jìn)線電源同相，其電壓相量端點(diǎn)為 A，則1# 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(dòng)，如能在 A－B 段內(nèi)合上備用電源，則 既能保證電動(dòng)機(jī)安全，又不使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降太多，這就是所謂的“快速切換”。 在實(shí)現(xiàn)快速切換時(shí)，母線的電壓降落、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降都很小，電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)電流也不大。切換過(guò)程中相關(guān)的電壓、電流錄波曲線如圖 4-5 所示。 圖 4-5 快速切換時(shí)的電流電壓波形 使用環(huán)境： 2.2.1. 工作環(huán)境 周?chē)諝鉁囟?/span> 最高：≤+50℃，且在24小時(shí)之內(nèi)測(cè)得的平均值≤35℃ 最低：≥－40℃ 周?chē)諝鉂穸?/span> 在24小時(shí)之內(nèi)測(cè)得的相對(duì)濕度平均值≤95% 在24小時(shí)之內(nèi)測(cè)得的水蒸氣壓力平均值≤2.2kPa 月相對(duì)濕度平均值≤90% 月水蒸氣壓力平均值≤1.8kPa 地震烈度：8度（水平加速度0.25g,垂直加速度0.105g) 海拔：≤2000m 周?chē)諝鉀](méi)有明顯受到塵埃、煙、腐蝕性或可燃性氣體、蒸汽或鹽霧的污染 超出以上要求之特殊條件用戶可與生產(chǎn)商協(xié)商確定。 產(chǎn)品手冊(cè)下載： 無(wú)擾動(dòng)快速切換成套裝置 |
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無(wú)擾動(dòng)快速切換成套裝置
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