一. 为什么要用无扰动快切装置?
煤矿、石化、冶金等大中型工业企业,由于外部电网或内部供电网络故障或异常的原因,造成非正常停电、电压大幅波动或短时断电(俗称“晃电”)的情况屡见不鲜。由于冶金、石化企业工艺流程的特殊性,供电的中断或异常往往造成设备停运或空转、工艺流程中断或废品产生,有时甚至造成生产设备的报废等严重后果。
目前,工业企业解决供电可靠性的主要办法是一次系统采用双路或多路供电,再辅以二次系统采用备自投装置。对一般工业企业而言,备自投装置已经可以满足要求。而在煤矿,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。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。
二. 备自投装置动作时间为什么会那么长呢?
主要原因有二,一是装置起动太迟,二是装置起动后将备用电源投入的时间太长。追根溯源,工业企业总降和中低压变电站目前使用的备自投装置几乎百分之百套用电网变电站的备自投装置工作原理,并没有针对工业企业的需求和技术特点进行原理、功能、性能的专门性设计和开发。
例如:在起动条件上,仅仅采用失压起动,并没有考虑把有关的保护动作、失电作为起动条件以缩短起动时间;在合闸(合备用电源)条件上,采用延时和无压判据,没有采用在厂用电切换中已经获得巨大成功的母线电压、频率、相位实时跟踪技术,实现“快速切换”。尤其对于石化、钢铁等企业,由于存在大量的感应电动机,母线失压后电动机惰行,反馈电压下降较慢,为了避免备用电源合上时由于反相或相位差大造成大的冲击电流,备自投装置往往设定较长的延时和较小的低电压定值。例如,某企业备自投装置在检测到母线电压下降至定值(一般为65%~70%)并延时一段时间后(通常设定为0.8~1.5s),跳开工作电源开关;再等待失电母线电压降至20~35%以下时,合上备用电源开关或母联开关。
而对400V 系统而言,低电压将造成接触器脱扣,变频器停止工作。总之,在煤矿、石化、冶金行业,看起来司空见惯的备自投实际上并没有真正起到保障供电连续性的作用,备自投装置往往设定较长的延时和较小的低电压定值, 在这过程中, 电动机在失压、无压阶段将被分批切除, 而由于母线已经失压、无压,还未被切除的电动机转速已经严重下 降,此时传统备自投即使合上备用电源,也无法保证这些电动机负荷自启动,直接影响产品质量。
三. 所以针对于这些问题,有什么解决方案呢?
我公司研发出了备用电源无扰动快切装置,其适用于化工、冶金、煤炭等有较多电动机负荷场合的厂用电两组进线断路器及分段断路器的自动倒闸。装置可以在事故、断路器偷跳等非正常切换过程中自动选择最佳倒闸时机,合理采用快切、同期、残压、长延时等最佳的切换方式,保证安全可靠地电源切换, 避免造成电源跳闸、 设备损坏或寿命缩短等后果; 也可以在手动并联切换过程中,在进线多电压等级下, 摒弃切换过程复杂操作繁琐、并列运行时间长等缺点的传统手动并列倒闸方式, 综合考虑各个电压等级下的配合,自动预测并列 环流大小,减小上级母线并列运行时间,消除并列运行带来的安全隐患。
它是针对冶金、石化、煤矿等对持续供电需求高的用户而专门设计和研发的新一代多功能快切产品。装置的优点主要体现在如下几个方面:
安全性。在切换过程中,装置实时跟踪开关两侧电源的电压、频率和相位,并提供了多种可靠的起动方式和切换实现方式,能够保证快速安全的投入备用电源,同时不会对电动机造成大的冲击。
灵活性。传统实现方式往往专门为现场某种接线方式或者运行方式设计,一旦运行方式改变,或者需要应用到新的接线方式,改动非常繁琐。本装置结合了多种合理的现场运行方式,仅需更改部分定值即可满足多种现场工程实施需求。
快速性、准确性。装置硬件采用最新型DSP+ARM+CPLD硬件平台,高精度AD采样芯片,保证了数据的实时性以及切换的快速性。
可靠性。在硬件和软件上均设计了专门的抗干扰措施,以及完善的自检、闭锁逻辑,并通过了第三方最高等级的EMC检测,其抗干扰性能有充分的保证。
该装置克服了以往备自投装置的缺点,大大提高了工业企业控制自动化的水平,填补了该领域的技术空白。模块化的设计、丰富的切换逻辑、灵活的设置以及高速的运算能力,使这款装置无论在功能还是性能上都处于国内领先水平。
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