快速切換裝置仿真分析

李彥剛 李輝

摘要：為提高公司電力系統(tǒng)抗晃電能力，我廠今年在電力系統(tǒng)中增加了電源快速切換裝置。針對(duì)這一實(shí)際現(xiàn)狀，本文采用ETAP仿真軟件對(duì)我廠使用的SUE3000型電源快速切換裝置運(yùn)行情況進(jìn)行了仿真及分析，以達(dá)到運(yùn)行人員正確地運(yùn)用快速切換裝置、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)抗晃電的目的。

關(guān)鍵詞：ETAP仿真;快速切換;首次同相切換

1、引言：

從2015年起，快速切換裝置在我廠6kV供電系統(tǒng)中進(jìn)行推廣及運(yùn)用。本文利用ETAP軟件的暫態(tài)分析功能，對(duì)58/149變電所進(jìn)行建模仿真，以分析得出不同故障類型下快切裝置的切換條件及切換結(jié)果。

2、58/149變電所快切裝置仿真運(yùn)行分析

使用ETAP仿真軟件建立58/149變電所供電系統(tǒng)仿真模型，根據(jù)變電所設(shè)備臺(tái)賬表、高壓系統(tǒng)圖等，給出仿真計(jì)算中所需要的系統(tǒng)設(shè)備銘牌數(shù)據(jù)和運(yùn)行參數(shù)。對(duì)于部分未知系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)，利用系統(tǒng)辨識(shí)等方法進(jìn)行估計(jì)，以保證獲取的參數(shù)接近實(shí)際參數(shù)。為便于計(jì)算6kV斷路器分合閘時(shí)間都設(shè)定為70ms。

⑴、快速切換功能仿真：設(shè)定70ms時(shí)中1I-58I斷路器斷開，模擬開關(guān)偷跳或電網(wǎng)波動(dòng)的情況。

從電壓特性曲線來(lái)看在70ms時(shí)，母線電壓幅值由105%Ue降至97%Ue，母線電壓幅值隨時(shí)間緩慢衰減變化，可以滿足快速切換對(duì)于殘壓的要求;從頻率特性曲線來(lái)看，在70ms-111ms之間，頻率變化小于1HZ，滿足快速切換對(duì)于頻率變化率的要求。

⑵、首次同相切換仿真：設(shè)定70ms時(shí)中1I-58I斷開，母聯(lián)開關(guān)在相角接近0°時(shí)合閘，模擬快切裝置“首次同相切換”。

從相角特性曲線來(lái)看，曲線先從初始相角差0°變化到-180°，下一刻躍變到+180°，再由+180°減小到-180°，振蕩變化。曲線與橫軸的交點(diǎn)，視為與電網(wǎng)電壓（或母線IV段電壓）的同相點(diǎn)，在190ms處為首次同相點(diǎn)。從電壓特性曲線來(lái)看，在190ms時(shí)母線殘壓值降至81%Ue，母聯(lián)開關(guān)動(dòng)作后，在612ms后迅速恢復(fù)至105%Ue，低壓負(fù)荷不受影響。

⑶、首次同相非同期狀態(tài)下切換仿真：設(shè)定70ms時(shí)中1I-58I斷開，母聯(lián)開關(guān)在相角差接近180°情況下合閘。

從相角特性曲線來(lái)看，在156ms時(shí)相角差接近180°，此時(shí)母聯(lián)開關(guān)動(dòng)作，沖擊電流較大達(dá)到3158A，母線電壓由82.4%Ue可以恢復(fù)至105%Ue，恢復(fù)時(shí)間為2.51s。從仿真情況可以得出，電機(jī)殘壓頻率為“軟頻率”，如果出現(xiàn)首次同相非同期情況下切換，對(duì)供電系統(tǒng)而言，除了非同期沖擊電流較大，過渡過程較長(zhǎng)外沒有其它影響。

⑷、三相短路故障下母線殘壓狀況仿真：模擬仿真0ms時(shí)仿真短路點(diǎn)1發(fā)生三相短路，70ms時(shí)光差保護(hù)動(dòng)作，切除故障點(diǎn)。

3、結(jié)束語(yǔ)

目前我廠在快切裝置啟動(dòng)方式采用光差保護(hù)啟動(dòng)，沒有設(shè)定低電壓?jiǎn)?dòng)的功能，下一步應(yīng)在今后完善低電壓?jiǎn)?dòng)的功能，使快切裝置能夠解決外電網(wǎng)波動(dòng)和上級(jí)斷路器偷跳造成的晃電問題。同時(shí)配套使用快速斷路器，以實(shí)現(xiàn)在短路情況下，能夠維持殘壓，使快切裝置滿足快速切換或首次同相切換的啟動(dòng)條件。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 于波，廠用 電快切裝置在火電廠的應(yīng)用，廣西電力2007（3）

[3] ABB SUE3000說(shuō)明書

作者簡(jiǎn)介：

李彥剛男漢族甘肅蘭州1983.11.本科工程師電氣

李輝男漢族甘肅蘭州1984.05.本科助理工程師電氣