CZ-MS中压配网双电源快速切换系统

CZ-MS中压配网双电源快速切换系统采用了电磁斥力快速断路器,基于“供电电源故障快速判断技术”为控制基础,可实现30ms内快速自动切换至备用电源,保证了不间断的供电。
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1 概述

钢铁、石油、化工、纤维、冶金、半导体芯片制造等用电企业,以及发电厂厂用电系统设备,因其生产性质及工艺流程的需要,对供电连续性要求较高。

大量运行经验表明,当电源发生“短路”、“开路(偷跳或断线)”故障时,极有可能造成设备或发电机组的被迫停产,严重者可能导致设备损坏,带来经济损失。因此,要求配电系统立即放弃故障电源,并及时切入备用电源,此过程,称为“双电源切换”。

对于电源“开路故障”,负荷系统的残余电压衰减时间常数较大,通常情况下,切换时间只要小于200ms,通过调整切换方式,一般可满足要求。

 

图一 电源开路/短路录波图

其中U为母线侧电压,i为电源进线侧采样电流。

而对于电源“短路故障”,负荷系统面临的是母线低电压工况,所有电机的磁场能量以发电的方式向电源系统的短路故障点反馈输出短路电流,且衰减时间常数一般为35ms左右,若备用电源切入的时间过长,电机磁场衰减较多,则备用电源切入时,会因电机的磁场重建形成较强烈的二次冲击电流(相当于电机群直接启动),备用电源容量不足时,极易导致切换失败,或拉跨备用系统的在运行负荷,扩大事故影响面,因此,要求切换时间越快越好,一般不宜超过30ms

CZ-MS中压配网双电源快速切换系统(以下简称CZ-MS快切系统)为不间断供电提供了保障。该系统采用了加拿大Max-Swi公司制造的VFC系列电磁斥力快速断路器,基于“供电电源故障快速判断技术”为控制基础,可实现30ms内快速自动切换至备用电源,保证了不间断的供电,并防止辅机的停机。

2 CZ-MS快切系统配置方式及先决条件

2.1 双馈线配置方式(两切)

双馈线之一向母线供电,两快速断路器中一台合闸,另一台分闸,如有母联开关时,开关处于合位。

 

图二 双馈线配置方式一次原理图

当主供电线路出现故障时,快切控制器在最可能短的时间内把负荷切换到备用电源上。成功切换之后,母线由备用电源供电。一旦主电源的故障排除,可用人工方式起动快速切换把负荷重新切换到主电源上以恢复正常的供电状态。CZ-MS快切控制器按完全对称的方式设计,因此可以从任一电源起动快切控制器,不论哪条线路是主电源线或备用电源线。

CZ-MS快切系统两切式由两面进线快速开关柜组成,完全替代了常规的进线柜,快切控制器一般安装在主电源进线柜,实现主备电源的自动切换。

2.2 双馈线加母联配置方式(三切)

双馈线同时向母线供电,两路进线快速断路器合闸,母联快速断路器分闸。

 

图三 双馈线加母联配置方式一次原理图

1#供电线路出现故障时,快切控制器命令K1分闸,K0合闸在最可能短的时间把负荷切换到2#电源上。成功切换之后,母线由2#电源供电。一旦1#电源的故障排除,可用人工方式起动快速切换把负荷重新切换到1#电源上以恢复正常的供电状态(反之相同)。

CZ-MS快切系统三切式由两面进线快速开关柜和一面母联快速开关柜组成,完全替代了常规的进线柜和母联柜,快切控制器一般安装在母联柜,实现双电源的自动切换。

2.3 最佳使用CZ-MS快切系统的先决条件

  1. 存在两条在正常状态下互相独立的同步电源。

  2. 单电源容量可以承载切换后所带的负荷。

     

     

4 CZ-MS中压配网双电源快速切换系统

4.1 型号命名

 

4.2 技术参数

序号

技术特性

单位

额定参数

通用电气参数

1

额定电压(Ur)

kV

6/10/20/35

2

额定电流(Ir)

A

1250/1600/2000/2500

3

额定开断电流(Ik

kA

31.5/40

4

额定绝缘水平

额定短时工频耐受电压(Ud)1min

kV

30/42/65/95

额定雷电冲击耐受电压(Up)

kV

60/75/125/185

5

额定频率(fr)

Hz

50

电磁斥力快速断路器关键参数

6

额定分闸时间

ms

5

7

额定合闸时间

ms

12

8

动作分散度

ms

0.5

9

机械寿命

10000

快切关键参数

10

CZ-MS快切控制器保护判断及出口时间

ms

3

11

快速切换标称时间

ms

30

12

最快切换时间

ms

15

4.3 装置外形

参考尺寸:800(1000)W*1500(1660)D*2300H),WD根据额定电流进行相应调整,该装置可以与其他开关柜拼柜安装。

 

图四 CZ-MS快切系统-进线柜尺寸图

 

图五 CZ-MS快切系统-母联柜尺寸图

5 典型应用方案

 

图六 典型应用方案图

应用解析:CZ-MS快切系统由3面成套快速开关柜组成,替代进线柜和母联柜。该系统可以安装在总降站;为了精准的保护某些重要且敏感的设备,一般建议将CZ-MS快切系统安装在下级开关站,如图六的北区和综合变电所。

 

 

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CZ-MS中压配网双电源快速切换系统
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