電源快切裝置在變電站的應(yīng)用分析

趙磊

摘 要：在變電站運(yùn)行中，電源快切裝置具有較高的應(yīng)用價(jià)值，在快切裝置的支持下，變電站電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性能夠得到有效提升，因此電源快切裝置在變電站的應(yīng)用值得我們研究與探索。鑒于此，本文針對(duì)快切裝置的啟動(dòng)、切換方式以及應(yīng)用中需注意的問(wèn)題進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：電源快切裝置 變電站 應(yīng)用

引言

在工業(yè)供電生產(chǎn)中，在電源快速切換方面，電源快切裝置具有重要的應(yīng)用價(jià)值。與傳統(tǒng)裝置相比，近年來(lái)這種裝置的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)十分突出，尤其是在變電站中逐漸得到普及與推廣，以往的母線備用自投裝置逐漸被替代。當(dāng)然不可否認(rèn)的是，快切裝置并不適用于所有的變電站，在應(yīng)用實(shí)踐中如果不了解其原理，那么就無(wú)法充分發(fā)揮快切裝置的作用與功能，甚至還會(huì)產(chǎn)生負(fù)面作用，對(duì)供電站系統(tǒng)的穩(wěn)定造成不利影響。

一、快切裝置的啟動(dòng)

電源快切裝置能夠使備用電源自動(dòng)投入與不停電狀態(tài)下的母線倒閘裝置功能得以同步實(shí)現(xiàn)。所謂的備自投裝置，就是指工作電源在切斷電源的情況下，備用電源能夠在第一時(shí)間內(nèi)快速投入到工作中，進(jìn)而使用戶停電情況得以避免。不停電倒閘裝置則在兩路電源供電的變電站中有著廣泛應(yīng)用，在一路電源檢修與檢修后供電恢復(fù)的過(guò)程中，在倒閘操作之下，兩端母線都不會(huì)停電。

以某企業(yè)10kV變電站為例，其供電設(shè)備為兩路進(jìn)線電源，有鏈路斷絡(luò)器設(shè)置在母線間，運(yùn)行模式為單母線分段運(yùn)行，具體如下圖1所示。

在系統(tǒng)正常運(yùn)行的過(guò)程中，I段與II段目前分別由1號(hào)與2好進(jìn)線供電，換言之就是指閉合進(jìn)線斷路器1DL與2DL，斷開(kāi)母斷路器3DL。現(xiàn)階段，在石化企業(yè)中，快切裝置在10kV變電站母線的應(yīng)用類型以MFC5103型工業(yè)電源快切裝置為主。這種裝置具備不同的快切動(dòng)作啟動(dòng)模式，例如手動(dòng)啟動(dòng)、誤跳啟動(dòng)、失壓?jiǎn)?dòng)、無(wú)流啟動(dòng)以及保護(hù)啟動(dòng)等等。在具體應(yīng)用實(shí)踐中，手動(dòng)啟動(dòng)與保護(hù)啟動(dòng)的應(yīng)用具有相對(duì)較強(qiáng)的適用性。

在進(jìn)線檢修停電或故障修復(fù)后進(jìn)線供電的恢復(fù)中，手動(dòng)啟動(dòng)方式的適用性較強(qiáng)，換言之就是指在不停電狀態(tài)下的母線倒閘操作，這種方式是以人工的方式切換開(kāi)入量啟動(dòng)裝置。MFC5103的手動(dòng)啟動(dòng)在靈活性方面具有較大的優(yōu)勢(shì)，在母線分段運(yùn)行中，1DL與3DL、2DL與3DL的相互切換可以通過(guò)手動(dòng)啟動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)。

進(jìn)線或和變壓器主保護(hù)是MFC5103的保護(hù)啟動(dòng)的來(lái)源，以0s為時(shí)限，其實(shí)現(xiàn)主要體現(xiàn)在快切裝置中引入線路的快速主保護(hù)。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，如果外部進(jìn)線動(dòng)作被檢測(cè)出來(lái)，那么就會(huì)馬上啟動(dòng)快切裝置進(jìn)行切換動(dòng)作，將故障電路斷開(kāi)，并將備用電源投入使用。

與傳統(tǒng)備自投裝置相比，在切換電源這一方面快切裝置的速度優(yōu)勢(shì)非常突出，在進(jìn)線主保護(hù)失電之后，傳統(tǒng)備自投往往是采用低電壓?jiǎn)?dòng)的方式，這種切換缺乏主動(dòng)性，通常情況下完成時(shí)間需要耗費(fèi)800～1500ms，而快切裝置的切換方式則有很大的不同，其通過(guò)進(jìn)線主保護(hù)使切換得以直接啟動(dòng)，克服了備自投的被動(dòng)問(wèn)題，整個(gè)切換動(dòng)作也不會(huì)超過(guò)100ms，換言之可以被視為瞬時(shí)切換。通過(guò)快切裝置的應(yīng)用，供電的可靠性與連續(xù)性也得到有效提升。

二、快切裝置的切換方式

在啟動(dòng)了快切裝置后，工作電源開(kāi)關(guān)與備用電源開(kāi)關(guān)會(huì)按照一定的順序被操作。在變電站中，快切裝置的應(yīng)用主要體現(xiàn)在切換方式的不同，具體分為兩類，即并聯(lián)切換與串聯(lián)切換。

其中并聯(lián)切換的啟動(dòng)只能通過(guò)手動(dòng)觸發(fā)。例如1DL并聯(lián)向3DL的切換，通過(guò)手動(dòng)啟動(dòng)，如果滿足并聯(lián)條件，那么裝置會(huì)想讓3DL閉合，然后在在短時(shí)間內(nèi)讓1號(hào)進(jìn)線與2號(hào)進(jìn)線兩個(gè)電源并列，在整定延時(shí)之后，1DL會(huì)由裝置再次斷開(kāi)。在延遲時(shí)間內(nèi)，如果剛合上的3DL斷開(kāi)，那么切換至此結(jié)束，1DL不會(huì)在被裝置斷開(kāi)，如此就實(shí)現(xiàn)了停電范圍的控制。當(dāng)1DL拒斷時(shí)，那么3DL會(huì)被裝置斷開(kāi)，如此一來(lái)兩個(gè)電源的并列時(shí)間就得到控制。當(dāng)通過(guò)手動(dòng)啟動(dòng)后無(wú)法滿足并聯(lián)切換條件，那么裝置會(huì)馬上閉鎖然后進(jìn)入到等待復(fù)歸狀態(tài)。在正常狀態(tài)下，同頻系統(tǒng)的兩個(gè)電壓電源之間如果有切換的必要，那么并聯(lián)切換這種方式具有較強(qiáng)的適用性，在進(jìn)線檢修中的人工倒閘鼓掌后的手動(dòng)恢復(fù)中也具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

串聯(lián)切換的實(shí)現(xiàn)則包括快速切換、同期捕捉切換、殘壓切換以及長(zhǎng)延時(shí)切換等集中方式。同樣將1DL向3DL的切換作為實(shí)例進(jìn)行分析，在啟動(dòng)了裝置之后，先將1DL斷開(kāi)并確認(rèn)，以合閘條件為依據(jù)，將閉合3DL的命令發(fā)出來(lái)，當(dāng)1DL拒斷時(shí)，那么切換結(jié)束，3DL也不會(huì)在裝置操作下閉合。在事故狀態(tài)下，自動(dòng)切換中對(duì)串聯(lián)切換的應(yīng)用比較普遍，也就是指一路進(jìn)線電源在異常失電狀態(tài)下切換投入另一路電源。

三、快切裝置應(yīng)用中應(yīng)注意的問(wèn)題

快切裝置與進(jìn)線斷路器、母聯(lián)斷路器的主保護(hù)有關(guān)聯(lián)出口，因此，基于變電站的正常運(yùn)行模式，應(yīng)對(duì)相關(guān)保護(hù)壓板投退情況予以關(guān)注：當(dāng)進(jìn)線開(kāi)關(guān)柜路線差動(dòng)保護(hù)裝置開(kāi)始工作時(shí)，在退出進(jìn)線柜差動(dòng)保護(hù)的同時(shí)，為了使快切裝置動(dòng)作與斷路器跳閘現(xiàn)象得以避免，還要提前將進(jìn)線開(kāi)關(guān)柜上將出口壓板母聯(lián)柜的快切裝置與快切裝置的快切動(dòng)作退出。在母聯(lián)柜快切裝置開(kāi)始運(yùn)行之前，不僅要將母聯(lián)柜的快切裝置退出，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)線斷路器動(dòng)作的控制，還需要將兩路進(jìn)線開(kāi)關(guān)柜上的快切裝置快切動(dòng)作出口壓板退出。

在快切裝置的選擇上，變電站需要對(duì)快切功能的實(shí)現(xiàn)條件與影響因素進(jìn)行綜合考慮與分析。站在發(fā)電廠的角度，其用電與相關(guān)裝置設(shè)備對(duì)負(fù)載的要求較高，同時(shí)配電系統(tǒng)的電機(jī)容量也比較大，因此快切裝置具有較強(qiáng)的適用性，在快切裝置的支持下，負(fù)載不斷電才能夠得以真正實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，快切裝置并不適用于所有變電站，例如有的變電站以變壓器與小容量電機(jī)為主要負(fù)載，那么其具備的條件并不支持快切功能的實(shí)現(xiàn)?；诖?，為了使基本的備自投功能得以實(shí)現(xiàn)，就需要對(duì)綜合保護(hù)裝置加以運(yùn)用，而不是對(duì)快切裝置進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置，否則難以取得理想的效果。

參考文獻(xiàn)

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