（中国石油化工股份有限公司长岭分公司 湖南岳阳 414012）
摘要：本文阐述了备用电源自动投入装置的局限性，通过对电源快速切换装置主要功能的详细介绍，突出了电源快速切换装置在石化企业安全、平稳生产中的成功应用。
关键词：MFC5103A；电源快切
1 引言
我厂是一家炼油化工企业，由于生产工艺流程的特殊性，供电质量要求高，而外部电网或内部供电网络的故障或异常原因，造成非计划停电、电压大幅波动或短时断电（俗称“晃电”）的情况却时有发生，往往会引起设备停运或空转、工艺流程中断或废品产生，有时甚至导致生产设备报废等严重后果，给企业造成巨大的经济损失。
2备用电源自动投入装置的局限性及原因分析
在石化、冶金等要求连续供电的企业，备自投的使用效果并不理想。主要原因是这些企业有大量的电动机负荷，由于电动机反馈电压的存在，从失电到失压进而无压，备自投完成动作的过程持续时间长达1-2秒，甚至更长，此时电动机已经被分批切除。即使是延迟时间较长的高压重要电动机没被切除，由于母线已经无压（一般无压定值为额定电压的20%-35%），转速已经严重下降，直接影响生产过程的连续性，并对产品质量造成不良影响。而且此时恢复供电将造成较大的电动机自起动电流，对供电网络产生冲击。
3 快切装置主要功能及原理
3.1 快切装置起动方式
3.1.1 手动起动
手动起动方式用于进线检修或故障后进线恢复时使用，由人工通过开入量起动装置的切换功能。
3.1.2 保护起动
将电源侧设备的快速主保护接点引入到快切装置中，系统正常运行时，当检测到电源侧主保护动作，装置立即起动切换，断开故障线路，投入备用电源。
3.1.3 误跳起动
当系统正常运行时，若本处于合位的开关跳开且进线无流，则装置起动切换，合上另一侧电源以保证母线供电。
3.1.4 失压起动
当检测到母线三相电压均低于失压起动整定值且进线无流，经整定延时装置起动切换功能。
3.1.5 无流起动
当装置检测到进线电流从有流到无流，且母线频率小于无流起动频率定值时，装置经整定延时起动切换功能。
3.1.6 逆功率起动
当无进线快速保护接点起动装置切换时，用此起动判据可实现故障情况下的快速切换。
3.2 快切装置切换方式
如图1所示，以从IDL切换到3DL为例
图1 单母分段方式接线示意图（正常运行）
3.2.1 并联切换
手动起动后，装置先合上3DL开关，进线1、进线2两个电源短时并列，再跳开1DL。并联切换只能以手动起动方式触发。
3.2.2 串联切换
装置起动后，先跳开1DL开关，在确认1DL跳开后。再合上3DL开关。串联切换多用于事故情况下自动切换。
3.2.3 同时切换
装置起动后，先发出跳1DL开关命令，然后经同时切换合闸延时，发出合3DL的命令。若最终IDL拒跳，则装置会去跳开3DL开关，以避免两个电源长时间并列。同时切换可用于正常切换和事故切换。
3.3 快切装置实现方式及原理
3.3.1 快速切换
快速切换是最理想的一种合闸方式，是速度最快的合闸方式，能保证母线的电压降落、电动机转速下降都很小，电动机的自起动电流也不大。实现快速切换条件为：母线和待并侧电源频差和相差在正定范围内。
3.3.2 同期捕捉切换
当快速切换不成功时，同期捕捉切换是一种最佳的后备切换方式。同期捕捉切换的原理是实时跟踪母线电压和待并电压的频差和角差变化，以第一次同相点作为合闸目标点。一般同期捕捉切换时母线电压为65％－750额定电压，电动机
转速不至下降很大，通常仍能顺利自起动，另外，由于两电压同相，待并电源合上时冲击电流较小，不会对设备及系统造成危害。
3.3.3 残压切换
当母线电压衰减到20％－40％实现的切换称为残压切换。残压切换虽能保证电动机安全，但由于停电时间过长，电动机自起动成功与否、自起动时间等会受到较大限制。残压切换的实现条件为：母线电压小于“残压切换”幅值。
3.3.4 长延时切换
当备用侧容量不足以承担全部负载，甚至不足以承担通过残压切换过去的负载的自起动，只能考虑长延时切换。断开相对不重要的负载，保住重要负载。长延时切换的实现条件为：装置起动后延时大于“长延时整定值”。
4 快切装置应用设计方案
4.1 设计方案
某石化企业110kV长炼I站电系统为三条进线（其中一条为长联线，正常情况下为热备用），110kV母线双母线运行方式，根据快切装置的特点和要求，峡长I回只能投入在I母，峡长II回只能投入在II母，快切装置才能充电，运行正常，其简化接线图如图2所示。
图2 系统简化一次系统图
4.2 动作要求
以502开关→500开关为例。
在峡长I回带I母运行，峡长II母带II母运行，快切装置充电状态下，当峡长I回故障，装置检测到110kV I母无压、无流、110kV II母有压条件同时满足后，先跳开峡长I回502开关，确认502开关在断位后，再合500开关。
4.3 充放电条件
以502开关→500开关为例。
4.3.1 充电条件
I母、II母三相有压；502开关合、504开关合，500开关分；保护起动、手动起动接点未闭合；经过10s后充电完成。
4.3.2 放电条件
1）控制字“1→3切换起动”设为退出；
2）开入“保护闭锁”闭合；
3）定值“快速切换”、“同捕切换”、“残压切换”和“长延时切换”都退出；
4）开入“闭锁切换1”闭合；
5）开入“闭锁切换2”闭合；
6）母联保护动作；
7）502开关、504开关、500开关位置异常；
8）方向过流闭锁；
9）手跳502开关或504开关；
10）500开关在合位；
11）I母II母均无压（小于“失压起动定值”），延时15s；
12）控制回路断线；
13）测频通道故障（电压大于15%，但频率不在30~65Hz之间），延时10s；
4.4 起动条件
当1→3切换起动投入、II母有压（大于等于“有压定值”），下列任一条件满足。
1）I、II母未断线且开入“保护起动1”闭合；
2）I、II母未断线且502开关变位起动；
3）I、II母未断线且#1线路无流起动；
4）I母线失压起动；
5）I、II母未断线且#1线路逆功率起动；
6）I、II母未断线且开入“手动起动1”闭合；
4.5 动作过程
若起动方式为1）～5），则按定值“故障切换串联”的设定进行切换；若起动方式为6），则按定值“手动切换并联”的设定进行切换。
5 结束语
MFC5103A工业企业电源快速切换装置为南京金智科技股份公司生产的最新一代快切电源装置，在石化、冶金等大中型企业使用十分广泛，其抗电力系统突发性停电及晃电故障效果十分明显，有效克服原备用电源自投装置的动作速度慢的固有缺陷，经济效益较为明显。目前装置在我厂110kV、35kV及6kV配电系统得到应用，已经历了数次事故切换和正常切换，动作正确率和切换成功率均达100％，无一例误动、拒动事故发生。
参考文献：
[1] MFC5103A快切装置技术说明书
论文作者:邓凯
论文发表刊物:《电力设备》2015年5期供稿
论文发表时间:2015/12/21
标签：装置论文; 母线论文; 电源论文; 电压论文; 电动机论文; 方式论文; 快速论文; 《电力设备》2015年5期供稿论文;