快切裝置在化工企業供電系統的應用

梁懷娟

摘要：化工企業對社會經濟發展具有非常重要的作用，化工產品具有易燃、易爆炸、易腐蝕等特點，危險性非常高?；どa一旦出現供電中斷或電源波動，很容易造成工藝流程中斷、裝置停車，造成較大經濟損失甚至人員傷亡。為了確?；て髽I的供配電系統更加穩定可靠，必須采取快切裝置。本文對快切裝置在化工企業供電系統中應用的重要性進行分析，詳細介紹電氣系統的主要特點，對快切裝置的具體應用情況進行分析，明確快切裝置的具體工作原理，確保快切裝置發揮應有的效果，保證化工企業供電系統安全穩定運行。

關鍵詞：快切裝置;化工企業;供電系統;應用分析

一、電氣系統概述

目前大多數化工企業電氣主接線：兩路電源進線、單母線分段接線，正常情況下，兩段母線分列運行，當一段母線失電后備自投裝置動作，由另一段母線向所有負荷供電。但在實際使用中，化工企業存在大量的電動機負荷，由于電動機反饋電壓的存在，母線電壓難以迅速達到低壓定值，備自投切換時間長達1～2s，此時大部分電機已被切除，即使重要電機沒被切除，由于自投前母線電壓已接近無壓，轉速嚴重下降，直接影響生產過程的連續性。此時恢復供電將造成較大的電動機自啟動電流，對電網產生沖擊，無法滿足化工企業供電連續性和穩定性的要求?；谶@種情況，出現了電源快速切換裝置，并在化工企業迅速推廣應用。

單母分段方式接線示意圖

二、快切裝置的起動方式

快切裝置具有手動起動、保護起動、失壓起動、誤跳起動、無流起動等多種起動方式，解決了備自投裝置啟動過慢，啟動后投入時間過長的問題。

手動起動：手動起動方式多用于進線檢修或故障后進線恢復時使用，由人工通過開入量起動裝置的切換功能。手動起動可以實現 1DL 到 3DL 之間的互相切換，也可以實現 2DL 和 3DL 之間的互相切換。對單母接線方式，手動起動能夠實現1DL和2DL之間的互相切換。

保護起動：將線路/線變組/主變等電源側設備的快速主保護接點引入到快切裝置中，系統正常運行時，一旦檢測到電源側主保護動作，快切裝置立即起動切換，斷開故障線路，投入備用電源。

失壓起動：當檢測到母線三相電壓均低于失壓起動整定值且進線無流，裝置經延時后（時間大于整定延時定值）啟動切換功能。

誤跳起動。當系統正常運行時，若本處于合位的開關跳開且進線無流，則裝置起動切換，合上另一側電源以保證母線供電。

無流起動。當裝置檢測到進線電流從有流（大于無流起動整定值）到無流（小于無流起動整定值），母線頻率小于無流起動頻率定值時，裝置經整定延時起動切換功能。無流起動方式主要用于進線本側保護無法接入到裝置的情形。當進線發生故障且被其它保護（可能是對側的保護）跳開時，進線電流必然呈下降趨勢，同時頻率也會下降。此起動方式可通過控制字投退。

三、快切裝置切換方式以及工作原理

快切裝置作為大規模集成電路電腦芯片，是電源快速切換的必要組件，在大型工業企業中被廣泛應用。這些系統電壓高、負荷大，應采用高效率的電源切換裝置?？烨醒b置有事故快速切換、正常手動切換以及異常情況自動切換等功能，可以確保供電系統正常運行，也能夠在出現工作斷路器誤跳等異常狀態下實現正常供電。

假定正常運行時工作電源與備用電源同相，其電壓相量端點為A，則母線失電后殘壓相量端點將沿殘壓曲線由A向B方向移動，如能在A-B段內合上備用電源，則既能保證電動機安全，又不使電動機轉速下降太多，這就是所謂的“快速切換”。快速切換的整定值有兩個，即頻差和相角差，在裝置發出合閘命令前瞬間將實測值與整定值進行比較，判斷是否滿足合閘條件。由于快速切換總是在啟動后瞬間進行，因此頻差和相差整定可取較小值。

目前快切裝置包括快速切換、同期捕捉切換、殘壓切換等三種模式。

快速切換方式能夠確保工作電源母線穩定可靠，整個電動機組會形成殘壓，保證母線正常運行。隨著殘壓頻率不斷下降，接近于臨界電壓時會發生突變問題，利用快速切換的方式能夠確保電動機的成功率更高。

同期捕捉切換方式，能夠在母線電壓沒有發生大幅度下降的時候，對殘壓差進行跟蹤分析，明確母線相位的變化情況，還能夠判斷核查的耗時，把握核查的時機，確保備用電源電壓以及母線電壓之間的相差保持為0。同期捕捉方式可以確保電動機轉速不會發生大規模下降，避免備用電源和母線沖擊。

殘壓切換方式就是指殘壓，下降到20%～40%左右時，利用捕捉階段跟蹤的相角變化頻率以及核查時間來判斷相差整定值，當相差整定值達到要求之后就能夠自動合閘。當平差超出整定范圍則無法合閘，必須利用殘壓切換的方式來保證核查。殘壓切換可以確保電動機安全穩定運行，但停電的時間非常長，影響電動機的自啟動效果。

對上述三種切換模式進行分析，能夠有效保證電源切換減小沖擊電流，而快速切換也可以起到良好的控制效果，供電系統中采用快速切換的方式，既能夠滿足供電系統的正常需要，同時也能夠保證在故障狀態下整個供電系統穩定運行，通常三種切換模式可以同時啟動。

四、快速切換裝置應用于供電系統的優點

快切裝置設計屬于對稱設計，能夠對工作電源和備用電源實現快速切換，也能夠從備用電源到工作電源實現切換，保證供電系統的電路切換更加地靈活，雙位信號還能夠提高信號輸入的整體效率。

快切裝置中的PLC功能非常高效，確保系統功能快速改變。系統容量超過額定值時，利用快切裝置可以實現自動減負荷功能，釋放不必要的荷載，避免對系統造成強烈沖擊，快切裝置作為供電系統中比較重要的裝置，能夠保證供電系統更加高效、穩定工作，還可以提高電源切換的成功率，減少電氣工程的控制成本，使企業職工在控制室內實現程序自動監控，減少勞動力的使用量，提高電氣工程的整體工作效率。

結束語：

本文對供電系統最常用的電源切換方式進行分析，明確快切裝置的重要性，保證快切裝置在化工企業供電系統中能夠正常運行。快切裝置可以確保電源供電系統安全高效，可以有效減少手動切換的復雜操作，避免出現誤操作的情況，彌補備用電源無法在高負荷電壓下工作效率低的問題，避免供電系統母線失電，確?？烨谐晒β省Ｔ趯嶋H供電系統故障檢修時，正確利用快切裝置，檢查供電系統的各個環節，加強故障處理的整體效果，保證供電系統運行整體水平。

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