低压无扰动快速切换装置在石化行业应用案例分析

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1、400V快速切换装置在石化行业的应用转永胜（南京国高电气技术中心，江苏南京211106）【摘要】：简要概述石化系统配电系统的结构模型，DCM633系列无扰动快速切换装置在石化配电系统的工作过程，分析无扰动装置的特点和工作过程分析，低压快切装置在石化行业的系统安全以及生产保障的意义【关键词】低压无扰动快切、低压备自投、电源快速切换1，背景石化行业是国民经济的支柱行业之一，石化企业基本上是大型和特大型联合企业，是国家的重点企业。象乙烯系统，20万吨/年的产能的为中型系统，大于20万吨/年规模的为大型系统，原来的中型乙烯系统经过改挖潜扩建

2、大多都变成了大型系统，原来30万吨/年乙烯改扩建后都变成60万吨~90万吨/年规模，成了特大型系统。石化行业由于生产工艺流程的特殊性，供电质量要求很好高，电网公司供电或自备电厂供电都会因故障或负荷冲击等原因，产生计划外停电、过电压或晃电等现象。因石化行业大量电机负载特性，非正常现象的发生往往会引起设备停运或空转、工艺流程中断或危险发生，甚至直接导致重大事故。传统的厂矿企业供电用来提高供电可靠性的主要办法，是进线系统采用双路或多路供电如下图：AT1变压器柴油发电机AT2变压器QF1QF3QF2QF4QF5ⅠⅡⅢ图一、石化行业典型配电系

3、统图对大多数企业来说低压备自投装置可以满足使用要求。通过装设DCM631系列低压备自投对进线分段以及发电机进项自动投切完全满足停电的自动恢复，而石化企业往往装设有大量的电动机负荷，而各电动机的容量、参数不一致，功率从几个千瓦到100多千瓦不等，失电后电动机在短时间内将继续旋转,电动机转入发电机状态进行励磁发电，母线电压为多台规格不同的电机发电合成的复合电压，传统备自投为检无压延时投切，此时的低电压已经导致电机自动失锁停机，需要再起动恢复生产，而此时生产工艺已经丢失，备自投装置的使用效果并不甚理想。实际中往往由于多台电机起动的冲击非常

4、大，每一台的冲击为额定的好几倍，这样严重的导致切换后保护起动，导致切换失败，造成更大范围的停电，严重影响用电可靠以及石化企业用电安全。无扰动快速切换装置，尤其对于石化企业存在大量的感应电动机的情况，当需要快速切换时可以从快速切换，同期切换，残压切换和延时切换中优选最佳的切换模式，完成无扰动的投切。所谓快速切换模式，一般母线电压和备用线电压之间的相位差小于30°，切换全过程也小于100ms，完美的满足速切的要求。如果电机惰性形成的母线电压和备用线的相位差已经超过了30°，合闸的任务则落到同期合闸模式上在下一个旋转周期有一个相位差为0的

5、同期点，该点压差几乎为零，此时合闸电气设备冲击很小，快切装置自动计算开关合闸的提前时间，使得开关合上时最好在电压幅值和相位为0的一定范围内，确保合闸电流是在系统元件可接受的范围内。如果同期时间窗口也不具备这时投切模式落到残压切换，一般按照检残压30%时启动切换，此时冲击电流在元件可以忍受的范围内，当残压切换失去机会，最后一套则按照备自投的延时切换方式，在等待几秒的残压跌落后相当于备自投的投切延时时间，而后完成合闸。以上四种切换模式是同时同步启动的，按照最优的顺序执行，确保无扰动进行电源切换。2，石化企业配电系统需求及分析适用于石化企

6、业配电必须保证以下的技术要求：1，进线、母联自适应2，具有手动切换、事故切换、异常切换（失压、开关误跳）功能3，并联、串连、同时三种切换顺序选择4，故障情况时，实现待合闸两侧的快速、同期捕捉、残压、长延时切换5，PT断线告警6，备用电源失电告警7，开关异常闭锁8，合闸回路自动测时9，装置自检故障告警10，分段开关电流保护（母联及自适应方式）11，保护定值远方召唤和修改12，故障录波根据石化企业的运行要求，首先选择DCM-633型无扰动快速切换装置,该装置具有并联串联同时切换的功能，考虑有母联和没有母联的工作模式需要自动适应，由于该系

7、列产品内部由PLC模块构成，逻辑的修改相对简单，只需要完整的逻辑试验系统模拟即可，确保每一个动作对象闭环采集，确保对象执行的完整性，投切参数现场可修订，为满足各种常规场合参数预留范围大，出厂默认为常规配置，装置带有可现实开关一次图的中文液晶显示，针对客户提出以上要求，确定DCM-633C程序完全满足。2，DCM-633C低压无扰动快速切换装置工作原理分析典型的进线结构如下图两种方式，无论哪种方式对于无扰动快切来说其控制原理和策略基本相同。进线一进线二进线一进线二1QF1QF2QF2QF母线母线图二、进线方式系统接线图UsΔUθXsX

8、mΔUIrmUdQFIrsUsUdI等效电路图相量图图三、电动机重新接通电源时的等值电路图和相量图Us-电源电压；Ud-母线上电动机的残压；Xs-电源等值电抗；Xm-母线上电动机组的等值电抗；ΔU-电源电压与残压之间的差拍电压。由图三