CZ-MS中壓配網雙電源快速切換系統

CZ-MS中壓配網雙電源快速切換系統采用了電磁斥力快速斷路器,基于“供電電源故障快速判斷技術”為控制基礎,可實現30ms內快速自動切換至備用電源,保證了不間斷的供電。
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1 概述

鋼鐵、石油、化工、纖維、冶金、半導體芯片制造等用電企業,以及發電廠廠用電系統設備,因其生產性質及工藝流程的需要,對供電連續性要求較高。

大量運行經驗表明,當電源發生“短路”、“開路(偷跳或斷線)”故障時,極有可能造成設備或發電機組的被迫停產,嚴重者可能導致設備損壞,帶來經濟損失。因此,要求配電系統立即放棄故障電源,并及時切入備用電源,此過程,稱為“雙電源切換”。

對于電源“開路故障”,負荷系統的殘余電壓衰減時間常數較大,通常情況下,切換時間只要小于200ms,通過調整切換方式,一般可滿足要求。

 

圖一 電源開路/短路錄波圖

其中U為母線側電壓,i為電源進線側采樣電流。

而對于電源“短路故障”,負荷系統面臨的是母線低電壓工況,所有電機的磁場能量以發電的方式向電源系統的短路故障點反饋輸出短路電流,且衰減時間常數一般為35ms左右,若備用電源切入的時間過長,電機磁場衰減較多,則備用電源切入時,會因電機的磁場重建形成較強烈的二次沖擊電流(相當于電機群直接啟動),備用電源容量不足時,極易導致切換失敗,或拉跨備用系統的在運行負荷,擴大事故影響面,因此,要求切換時間越快越好,一般不宜超過30ms。

CZ-MS中壓配網雙電源快速切換系統(以下簡稱CZ-MS快切系統)為不間斷供電提供了保障。該系統采用了加拿大Max-Swi公司制造的VFC系列電磁斥力快速斷路器,基于“供電電源故障快速判斷技術”為控制基礎,可實現30ms內快速自動切換至備用電源,保證了不間斷的供電,并防止輔機的停機。

2 CZ-MS快切系統配置方式及先決條件

2.1 雙饋線配置方式(兩切)

雙饋線之一向母線供電,兩快速斷路器中一臺合閘,另一臺分閘,如有母聯開關時,開關處于合位。

 

圖二 雙饋線配置方式一次原理圖

當主供電線路出現故障時,快切控制器在最可能短的時間內把負荷切換到備用電源上。成功切換之后,母線由備用電源供電。一旦主電源的故障排除,可用人工方式起動快速切換把負荷重新切換到主電源上以恢復正常的供電狀態。CZ-MS快切控制器按完全對稱的方式設計,因此可以從任一電源起動快切控制器,不論哪條線路是主電源線或備用電源線。

CZ-MS快切系統兩切式由兩面進線快速開關柜組成,完全替代了常規的進線柜,快切控制器一般安裝在主電源進線柜,實現主備電源的自動切換。

2.2 雙饋線加母聯配置方式(三切)

雙饋線同時向母線供電,兩路進線快速斷路器合閘,母聯快速斷路器分閘。

 

圖三 雙饋線加母聯配置方式一次原理圖

1#供電線路出現故障時,快切控制器命令K1分閘,K0合閘,在最可能短的時間把負荷切換到2#電源上。成功切換之后,母線由2#電源供電。一旦1#電源的故障排除,可用人工方式起動快速切換把負荷重新切換到1#電源上以恢復正常的供電狀態(反之相同)。

CZ-MS快切系統三切式由兩面進線快速開關柜和一面母聯快速開關柜組成,完全替代了常規的進線柜和母聯柜,快切控制器一般安裝在母聯柜,實現雙電源的自動切換。

2.3 最佳使用CZ-MS快切系統的先決條件

  1. 存在兩條在正常狀態下互相獨立的同步電源。

  2. 單電源容量可以承載切換后所帶的負荷。

     

     

4 CZ-MS中壓配網雙電源快速切換系統

4.1 型號命名

 

4.2 技術參數

序號

技術特性

單位

額定參數

通用電氣參數

1

額定電壓(Ur)

kV

6/10/20/35

2

額定電流(Ir)

A

1250/1600/2000/2500

3

額定開斷電流(Ik

kA

31.5/40

4

額定絕緣水平

額定短時工頻耐受電壓(Ud)1min

kV

30/42/65/95

額定雷電沖擊耐受電壓(Up)

kV

60/75/125/185

5

額定頻率(fr)

Hz

50

電磁斥力快速斷路器關鍵參數

6

額定分閘時間

ms

5

7

額定合閘時間

ms

12

8

動作分散度

ms

0.5

9

機械壽命

10000

快切關鍵參數

10

CZ-MS快切控制器保護判斷及出口時間

ms

3

11

快速切換標稱時間

ms

30

12

最快切換時間

ms

15

4.3 裝置外形

參考尺寸:800(1000)W*1500(1660)D*2300H),WD根據額定電流進行相應調整,該裝置可以與其他開關柜拼柜安裝。

 

圖四 CZ-MS快切系統-進線柜尺寸圖

 

圖五 CZ-MS快切系統-母聯柜尺寸圖

5 典型應用方案

 

圖六 典型應用方案圖

應用解析:CZ-MS快切系統由3面成套快速開關柜組成,替代進線柜和母聯柜。該系統可以安裝在總降站;為了精準的保護某些重要且敏感的設備,一般建議將CZ-MS快切系統安裝在下級開關站,如圖六的北區和綜合變電所。

 

 

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