摘要：目前我国经济发展十分快速，电力行业也在快速发展。电源快速切换装置在化工企业电网中应用时，因规程允许在发生单相接地故障后电网运行一段时间，一般不要求进行切换。然而实际运行中，系统发生单相接地后容易产生过电压，烧坏设备。电源快速切换装置在牵引变电所设备检修及轮换运行中的工程应用方案，并分析各种方案的验证结果，以期对该技术的推广积累经验。
关键词：电源快速切换技术；化工企业；供电系统；应用
引言
随着各行各业的快速发展，变电站电源快速切换装置（亦称无扰动电源切换装置）化工企业曾经获得了普遍应用。但是，迄今为止，化工企业变电站电源快速切换装置的设计目的基本上都是短路缺陷发作时能够快速将工作电源切换至备用电源，而没有思索在中性点不接地或经消弧线圈接地的小电流接地系统中单相接地缺陷下的切换。本文阐述了电源快速切换技术的基本原理、应用状况、与继电维护的配合。
1电源快速切换基本工作原理
1.1切换基本逻辑
（1）快速切换功能
快速切换适用于在切换启动瞬间，工作电源和备用电源的相角差、频差都在定值范围内。此时快速切换装置同步发出开关的合闸和分闸命令，这种情况下的无电流切换时间只取决于开关的分、合闸的时间差。冲击电流、自启动电流、母线电压的降落对系统运行带来的影响均不大。因为快速切换阶段频差和相位差的变化较慢，速度提高10ms，相位差仅减小几度。从实际要求来说，固有合闸时间以不超过60ms为好，国产真空开关通常都能满足。
（2）同相位切换功能
快速切换不成功时，装置自动进入同相位切换功能。装置自动跟踪备用电源电压和母线残压之间的压差dU、频差dFR、相角差dΦ及频差的滑差d（dFR）/dt，当dU、dFR、dΦ进入同相位越前切换允许的范围内时（其中，tdq为整定的合闸回路动作时间），发出合闸脉冲，实现快速并网。
（3）残压切换功能
当母线电压衰减到20%-40%额定电压时，采用残压切换。故障进线立即分闸，当母线电压下降到某个允许值时，切换后产生的暂态过程已经不会产生严重影响，此时可以合上备用电源，不用再判断相角或频率差。
（4）延时切换功能
以上三种切换方式都没有发出备用电源开关合闸脉冲，经过设定的长延时后，母线残压此时已衰减至投入备用电源对供电系统冲击的绝对安全值，这时可以发合备用电源开关的合闸脉冲。
1.2切换方式
（1）并联切换
并联切换是启动切换后，若并联切换条件满足，先合备用开关，经整定延时跳开工作开关。如果在这段延时内刚合上的备用开关被跳开，则装置不再动作跳工作开关。备用到工作电源的切换也同理。若并联切换条件不满足，装置将闭锁切换操作并发出告警信号。并联切换适用于系统频率相同且相位差固定不大的两个电源切换，实现方式是快速切换。
（2）串联切换
串联切换是启动切换后，先跳工作开关，在确认工作开关已经跳开且切换条件满足时，合上备用开关。对于工作开关误跳启动切换的情况，因工作开关已经跳开，可在切换条件满足的情况下，合上备用开关。备用到工作电源的切换也同理。串联切换适用于差频系统或者同频系统固有相位差很大的两个电源切换，实现方式有四种：快速切换、同相位切换、残压切换、延时切换。
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2应用状况
为满足供电可靠要求，化工企业供电系统多采用双电源分列运行、电源互为备用的模式，通常由110kV中心变电站、35kV装置变电所、10kV/6kV配电室、400V配电室等组成。为实现快切转换的全面覆盖，每个电压等级母线进线均装设双电源快速切换装置，一般采用串联切换模式，配置保护启动、误跳（偷跳）启动、失压启动和残压启动四种启动方式。保护启动接入线路差动、主变差动、非电量跳闸接点，可实现在上级电源或区外故障情况下的电源快速切换，时间在130ms左右。运行经验证明，当供电网络电压不低于85%额定值，且在200ms内恢复正常，大部分用电设备不会停机，生产装置不会停车。对日常方式调整而言，采用手动切换方式解、合环及电源倒换，无论采用并联切换模式还是串联切换模式，都在很大程度上减少了传统倒闸操作存在的电流冲击、电压波动问题，同时也减少了操作步骤，提高了工作效率。
3与继电保护的配合
3.1保护装置（即文中所提到的差动保护、非电量保护等）启动快切
保护装置迅速判断故障并动作，将故障区域隔离，继而发快切启动指令，在最短时间内恢复受到影响的非故障区域供电。
3.2保护闭锁
普通由本层级快切安装电源断路器的相关维护来完成，如母差维护、电流电压后备维护等。维护动作预示着故障点在快切投送电源的范围内或者在下游，故障跳开电源后，避免另一路正常电源切换至故障点上，扩展事故范围。这一点与维护闭锁电源备自投功用初衷分歧。在系统存在多等级母线、变压器的状况下，如上级维护动作，如母差维护，将闭锁母差范围内的快切安装，间隔维护、电流速断动作等仅跳开上级电源断路器，均很少思索启动下级快切。因而，下级供电恢复只能靠母线失压启动、残压启动或无流启动来完成，需求经过维护动作延时和快切自身的延时后动作，时间常常在0．5s以上。在这一状况下，下游的传动设备将很难保证正常运转，这是快切安装的局限性。因而，在条件答应的状况下，倡议对维护设置联调下级断路器功用，经过快切安装的误跳启动来完成快速切换，从而在一定水平上进步电源恢复效率。
结语
电源快切技术相比传统自投技术，其电源转换速度大幅进步，切换方式也愈加灵敏，供电牢靠性、稳定性得以加强。由于化工企业用电系统抗扰动才能较差，所以要充沛认识内外部电网大扰动故障对供电网安全稳定运转的影响。电源快切作为避免电网动摇的有效措施，虽具有技术优势，但也存在一些短板，需求与系统中继电维护安装、稳控安装及其他自动安装优化配合，才干最大限度发挥其作用，保证供电系统的安全可靠运转。
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论文作者:刘笃戬
论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期
论文发表时间:2018/1/2
标签：电源论文; 快速论文; 装置论文; 母线论文; 故障论文; 电压论文; 供电系统论文; 《基层建设》2017年第29期论文;