摘要：在石化、冶金等工厂当中，常常由于外部电网或者是内部电网发生异常或者是出现故障等原因，造成工厂内部出现非正常停电的情况。这种情况一旦发生会出现一、二级负荷供电中断，将会对工厂生产运行造成严重的影响。针对这种情况就需要加强石化工厂中负荷供电的可靠性和连续性，在工厂配电系统中有效应用高压快速切换装置，以此有效保障工厂正常供电。
关键词：快速切换装置；石化工厂；配电系统；应用
在现代的石化工厂中由于各个生产装置车间的工艺流程连续性较强，且大多数装置为高温、高压环境，故容易发生易燃易爆事故，因此石化类工厂一旦出现供电中断情况或者是供电系统异常将会导致设备出现停运状态，工艺流程将被打断，这个过程中很容易造成设备的损坏，甚至还会发生爆炸、火灾等事故，将会给工厂造成重大的经济损失甚至危及人生安全。为了使供电系统不中断，提高供电系统的可靠性，不仅要采用双电源或多电源供电，同时需辅以二次系统采用电源快速切换装置，这样就可以极大地提高了供电系统的可靠性。
一、某石化工厂电气系统概况
某石化工厂的电气系统厂区内设置110kV中央变配电所一座，内设50000110/10kV双卷变压器两台，分别为1#变和2#变。厂区110kV中央变电所进线采用架空线引自上级不同的电力系统110kV变电站。变电所内10kV系统采用单母分断接线方式。正常运行时，母线分段开关断开，两段的母线呈分列方式运行，具体情况如下图所示：
其中在正常运行的过程中进线开关1DL和2DL两者是呈现闭合的状态，而母联分段开关3DL是处于断开状态。
二、对现有备自投装置缺陷分析
1.在这一石化工厂的供电系统中，所使用的自投装置是建立在电力系统变电站备自投装置工作原理的基础之上，因此呈现出在供电系统的设计上没有充分根据工厂的实际需求和特点开展。如采用失压启动的方式就没有将继电保护动作作为启动条件，以此来减少自投装置启动的时间。在备用电源条件的设置上没有采用母线电压的形式对供电实现快速切换。
2.这一石化工厂不同区域间的变电所和车间变电所电压等级均为10kV，母联开关动作延迟的时间约为2s～2.5s。在发生异常或者故障时，可以通过备用自投装置的自投动作，当一条进线或母线段出现故障，切换是在故障进线的开关和母联开关之间进行，故障线路开关分闸，母联开关合闸。自投装置动作过程中有短时的电源中断，使中压电动机或用电设备失电，即使是在延迟的时间中高压电机和设备没有被切除，但在延迟的过程中高压电机的转速已经下降，造成重要电机停机或在无法再启动。低压380V供电系统中，母线低电压会使接触器线圈失压无法吸合，导致低压电动机停止运行。故针对这种情况就需要加强供电系统的连续性。
三、快速切换装置
1.快速切换装置主要的优势特点是可以准确、有效的进行电源的快速切换。在石化工厂中出现异常或者故障时，使异常或故障段电源跳开，合闸母联开关，由另一正常段电源进线供电。其中又特别是对于承接较大电机的系统，失去电压之后就会促使电动机转动缓慢，但是由于电动机的电压反馈，促使母线中电压下降呈现缓慢的状态，在这个时候采用快速切换装置的成功率比较高，与此同时由于中间的时间间隔较短，母线电压下降较小,可使高压电机快速恢复正常运转。
2.快速切换装置可以针对不同的使用工况，实现电气系统切换。其中包含正常的运转、事故运转以及异常运转这三种情况。同时在不同的情况之下，可以采用不同的切换方式进行运用，还可以在其中选择不同的切换时序。而在切换模式上进行选择，就可以根据工厂的实际需要对快速切换、首次同相切换（同期捕捉）、残压切换以及延时切换模式等进行选择。
1）本次快速切换为主切换模式，其它切换方式为后备切换模式。快速切换的动作时间在100～200ms之内。快速切换装置优先检同期，进行快速切换，当不满足快切条件时，自动转入首次同相切换、残压切换和延时切换。在切换条件满足的情况下，发出起动命令，可启动从工作电源到备用电源，或从备用电源到工作电源的切换，切换是双向对称的。
2）快速切换装置具有闭锁功能，在出现PT断线、母线及馈出线故障、备用电源不正常等情况时能自动将切换闭锁，防止误动。
3）快速切换装置具有自动解列功能.切换过程中如发现该跳开的开关未能跳开，造成两边电源并列，此时装置将执行解列功能，快速跳开刚合上的开关。
4）快速切换装置具有动作后放电功能，当发现该跳开的开关未能跳开，造成两边电源并列后，跳开刚合上的开关，且此时不能进行第二次切换。
5）快速切换装置具有进线开关拒动闭锁功能，当快速切换未满足条件时，首次同相切换、残压切换、延时切换应判断进线开关是否跳开，如未跳开，则闭锁合闸母联开关。
四、快速切换装置在石化工厂配电系统中的应用
（一）石化工厂的配电需求分析
在上述中石化工厂中有总变电所一座，10kV的开关站及变电所有6座。考虑到投资和工厂规划，决定对工厂区域内的开关站及变电所10kV母线分断处进行快速切换装置的设置。
（二）快速切换装置的具体应用
1.本次对此石化工厂设置快速切换装置时，主要是针对10kV单母分断为主要的运行方式，因此在快切方式的设置上对切换方式的选择就需要通过两种方式完成，即跳进线1、合母联或跳进线2、合母联。
2.其中发生异常的启动方式之后，在1#变和2#变进线电源回路中的线路差动保护中就会各自增加一个保护的出口，与此同时在单相的接地保护和主变非电量中也会各自增加一个出口，以此作为发生异常情况下的开入量接入方式。其中如果是事故启动方式，对此进行设置就需要选择低电压的方式设置。
3.运用快速切换装置，对是否满足电气系统在实际中的需求进行判断，这项需求主要体现在发生异常启动情况或者是事故启动情况下进行。对其中的原因进行分析之后做出判断实现快速切换，而切换的时间控制在100～200ms之内。
4.在快速切换装置中的闭锁配置主要是通过1#变和2#变进线电源回路中主变差动保护继电器的复压过流，为其增加了一个出口选项，与此同时还对过流保护和速段保护也增加了一个出口选项，从而形成共同的快切保护装置的闭锁信号。
结语
本文是基于对高压快速切换装置在石化工厂配电系统中应用的研究，对此进行研究主要是通过某石化工厂实际电气系统设置情况展开，对其中电气系统的配置情况进行具体的分析，并且对此进行快速切换装置设置，以此保障石化工厂的正常供电，与此同时也有效避免了出现异常事故或者是运转过程中发生故障所造成重大的影响和损失。基于此对快速切换装置在石化工厂配电系统中的应用进行研究，首先是对快速切换装置在石化工厂中设置的主要内容和功能进行阐述，同时在工厂中的运用可以在发生事故情况下，快速的起到保护作用，规避风险，降低损失。其次是对工厂供电的具体需求进行分析，采用相适应的快速切换装置进行设置，最后是对快速切换装置在实际中应用进行阐述，为这项装置在其他工业中进行应用提供有效参考依据。
参考文献
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[2]杨红梅,焦红玲.常减压、催化裂化装置低压配电系统技术改造[J].电工技术,2014,(11):79-80.
论文作者:姜延伟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/19
标签：装置论文; 快速论文; 工厂论文; 石化论文; 母线论文; 电源论文; 供电系统论文; 《电力设备》2017年第15期论文;