接地故障綜合管理系統
一、前 言
對于中壓等級電源供電的電力用戶,當上級電網或同一電壓等級的相鄰電網系統發生短路故障時,都會造成進線電源電壓暫降(又稱晃電),在這一過程中部分生產用電設備因承受不了電壓跌落幅值的深度以及跌落持續的時間而停機,則稱為晃電事故。晃電事故對工藝連續性要求較高的企業造成的損傷是巨大的。故障支路的電壓等級越高,影響范圍越大。
大量運行數據統計,中壓電力用戶的上級電源失電、短路或相鄰電網系統發生短路故障引起的晃電時間少則70~100ms,多則秒級,如此長時間的電壓跌落將導致一些控制重要生產設備的交流接觸器、電磁閥、繼電器等控制設備無壓釋放以及變頻器電壓敏感設備低電壓保護停機,企業被迫停電停產。
為有效防止電源側故障引起的“電壓暫降”和“短時中斷”故障導致重要敏感設備停運的事故,我公司專門開發了HKDL-MS快速切換開關裝置來解決該問題。
二、產品的適用范圍
本裝置的中壓產品適用于6~35kV電壓等級的中壓電網的進線回路、單機或分組供電電源切換,用以在電源側發生失電或短路故障時,將重要負荷的供電由故障電源快速切換到備用電源,以保障重要敏感設備的連續性供電;
三、產品的構成原理
HKDL-MS快速切換開關裝置由2面或3面含快速切換控制功能的快速開關柜組成,核心部件有:FMB快速開關、ZK快速切換控制器、TA專用抗飽和電流互感器、TV電壓互感器等組成。
HKDL-MS-Ⅱ雙切原理圖 HKDL-MS-Ⅲ三切原理圖
圖1 HKDL-MS快速切換開關裝置構成原理圖
以三開關切換原理 為例,HKDL-MS快速切換開關裝置正常運行時,I段母線的電源進線柜和II段母線的電源進線柜均處于合閘位置,母聯開關柜處于分閘位置,單母線分段方式運行。快切控制器通過專用抗飽和電流互感器和電壓互感器實時監測系統的運行狀態。
當I段進線電源發生失電或由于上級系統短路導致I段的進線電源出現 “電壓暫降”時,快切控制器在3ms之內判斷出故障類別和區域并立即下達切換指令,控制I段進線快速開關柜分閘,母聯位置的快速開關柜合閘,將I段母線的負載供電電源快速由發生故障的I段進線電源切換至II段母線,整體切換時間15ms-30ms,能夠保證重要敏感設備的連續供電。當I段進線電源故障排除后,電壓互感器采集到進線電壓信號恢復后自動回切,系統恢復到原運行方式。
當II段進線電源發生故障時,HKDL-MS快速切換開關裝置的動作邏輯反之亦然。
四、產品的技術參數
◆型號說明
◆技術參數表
參數類型 |
參數名稱 |
數值范圍 |
單位 |
額定參數 |
額定電壓 |
7.2、12、40.5 |
kV |
額定電流 |
1250、1600、2000、2500、3150、4000 |
A |
|
額定頻率 |
50 |
Hz |
|
絕緣水平 |
1min工頻耐受電壓 |
30、42、95 |
kV |
雷電沖擊耐受電壓 |
60、75、185 |
kV |
|
開斷能力 |
額定短路開斷電流 |
31.5、40 |
kA |
額定短時耐受電流 |
31.5、40 |
kA |
|
額定短時耐受時間 |
4 |
s |
|
額定峰值耐受電流 |
80、100 |
kA |
|
機械特性 |
主回路直流電阻 |
≤100 |
μΩ |
并行切換時間 |
≤15 |
ms |
|
串行切換時間 |
≤30 |
ms |
|
快速開關分閘時間 |
≤5 |
ms |
|
快速開關合閘時間 |
≤15 |
ms |
|
|
機械壽命 |
10000/30000 |
次 |
工作電源 |
|
AC/DC 220 |
V |
五、產品的功能特點
◆產品功能
◆快速切換:當由于外網故障引起電源發生“電壓暫降”時,HTS裝置可以在15ms~30ms內完成主、備用電源的供電切換,避免敏感設備低電壓釋放、停機等故障,保證重要負荷和生產線的連續運行。
◆智能控制:裝置完成快速切換保護動作后,若供電電源恢復正常,用戶可以選擇“自動回切”或“手動回切”,使系統恢復原供電模式。
◆微機綜保:綜合控制器具有常規微機綜保的電壓監測、越限報警、過流速斷、限時速斷、過流保護、過負荷保護等功能,也可配置用戶指定的微機綜保,本裝置可以取代進線柜。
◆遠程通訊:本裝置配置了RS485通訊接口,可以按照用戶給定的通訊規約與監控中心實現數據遠傳,并可按照監控中心的命令進行遠程操作。
◆事件記憶:本裝置可記錄線路短路或裝置故障發生的時間、類型、相別及故障時的電流、電壓等電氣參數。
◆故障錄波:本裝置具有故障錄波功能,發現系統故障時可以自動記錄并存儲母線電壓和回路電流波形,以備分析查詢。
◆裝置特點
◆速度快:本裝置使用快速渦流永磁真空斷路器能實現5ms以內分閘,快速切換控制器可在3ms內判斷出故障類型、故障電流幅值、電壓電流相角、預測出電流過零點時間并在15~30ms內完成切換,將設備供電由故障電源切換到備用電源。
◆無擾動:采用快速切換的方式在15~30ms內完成電源切換,電動機端電壓與備用電源之間的頻差、壓差、相角差都能在很小的情況下完成切換,且對原故障系統的反饋電流沖擊幾乎可以忽略不計。
◆一體化:本裝置利用快速控制技術和過零開斷技術開發的控制器作為核心控制部件,利用快速渦流永磁技術開發的快速真空斷路器作為執行部件,一體化設計,成套供貨,實現了真正意義上的快速切換、無擾動切換,真正的能夠保障設備不停機。
◆壽命長:快速渦流永磁真空斷路器采用永磁雙穩態保持技術,避免了彈簧機構疲勞易損的缺陷,機械壽命長。
六、產品的應用方案
◆單母線/單負載的切換方案(雙開關切換)
圖2 雙開關切換方案圖
◆單母線分段運行的切換方案(三開關切換)
圖3 三開關切換方案圖
七、產品的設計安裝
裝置柜采用可抽出式柜體結構或固定式柜體結構。
6~10kV的HTS快切裝置單面柜體參考尺寸為:寬×深×高=1000(800)×1500×2300mm。3開關切換即3面柜體,2開關切換即2面柜體。也可以根據用戶項目要求設計生產。
圖4 HKDL-MS快速切換開關裝置(雙切)外形尺寸圖
八、包裝運輸與存儲
本裝置一般采用木箱包裝,柜體底座應固定在包裝箱底板上。
本裝置不宜在三級以下公路上長距離運輸,必要時可拆散包裝,重要部件盡量不采用公路運輸。
長期不用時,應儲存在干燥通風的倉庫內,不宜長期在戶外儲存。
質保與售后服務
本裝置現場調試的技術工作由本公司負責。如果用戶提出要求,則本公司可提供現場安裝的技術指導。用戶應對現場售后服務提供必要的配合與協助。
本裝置的日常運行巡檢請遵循產品《運行檢修規程》。
本裝置可利用設備定期停電檢修的機會,進行清掃、內部元器件檢查、預防性試驗及動作試驗。
用戶在遵守保管及使用規則的情況下,從安裝使用之日起12個月(或從發貨之日起18個月,以先到期限者為準),由于產品質量問題或元器件損壞影響本裝置的正常工作,本公司無償為用戶維修或更換。
本公司對所提供的設備實行終生服務。在上述質量保證期之外的產品依然提供售后服務,以優惠的價格提供備品配件,對所發生的其他費用只收取材料費。
產品的使用條件
安裝位置:戶內
環境溫度:-25~+40℃
海拔高度:≤2000 m(高海拔特殊定制)
周圍空氣濕度:日平均濕度≤96%、月平均濕度≤90%
地震烈度:8度(水平加速度0.25g、垂直加速度0.105g)
使用環境:不得有粉塵、煤氣、煙氣等具有爆炸性、腐蝕性的場所。