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《電氣自動(dòng)化雜志》2014年第三期

1M－4272的作用及其特點(diǎn)

M－4272數(shù)字式電動(dòng)機(jī)母線電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和手動(dòng)轉(zhuǎn)換，自動(dòng)或者手動(dòng)轉(zhuǎn)換操作可以被控制信號或者輸入狀態(tài)或者通訊進(jìn)行閉鎖。有四種切換模式:快切，同期轉(zhuǎn)換，剩余電壓和定時(shí)限切換［5－6］。前三種方式如果都是被激活時(shí)將同時(shí)啟用，如果快切的條件沒有滿足，同期切換或者剩余電壓切換將啟動(dòng)。同期轉(zhuǎn)換，剩余電壓轉(zhuǎn)換和定時(shí)限轉(zhuǎn)換功能都可以根據(jù)需要進(jìn)行有選擇地禁用和啟用。自動(dòng)轉(zhuǎn)換可以被一個(gè)外部保護(hù)跳閘信號(86P)觸發(fā)或者通過輸入到MBTS裝置的外部低電壓信號觸發(fā)(27)，或者通過裝置內(nèi)部母線低電壓繼電器(27B功能)檢測到的母線電壓突降觸發(fā)。自動(dòng)轉(zhuǎn)換允許雙向轉(zhuǎn)換:從源1轉(zhuǎn)到源2，反之亦然。自動(dòng)轉(zhuǎn)換可以進(jìn)行閉鎖，當(dāng)任何閉鎖條件出現(xiàn)時(shí)閉鎖，在閉鎖條件下，MBTS裝置將不響應(yīng)任何轉(zhuǎn)換指令，也不發(fā)送任何跳閘指令。手動(dòng)轉(zhuǎn)換可以使用就地的人機(jī)界面(HMI)觸發(fā)，或者通過串行通信遙控觸發(fā)。手動(dòng)轉(zhuǎn)換提供熱并列轉(zhuǎn)換或者快切，同期轉(zhuǎn)換和剩余電壓轉(zhuǎn)換的復(fù)合轉(zhuǎn)換，手動(dòng)轉(zhuǎn)換當(dāng)任何閉鎖條件出現(xiàn)時(shí)被閉鎖，MBTS裝置將不對任何轉(zhuǎn)換命令發(fā)出響應(yīng)而且在閉鎖條件下不發(fā)出跳閘指令。

有兩種轉(zhuǎn)換模式，順序式和同步式，在分閘瞬時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換操作時(shí)，是順序式轉(zhuǎn)換模式。一旦一個(gè)轉(zhuǎn)換被觸發(fā)，如果選擇順序式模式，工作斷路器在10ms內(nèi)跳閘而且根據(jù)工作斷路器的狀態(tài)確認(rèn)對備用電源斷路器試圖合閘。在收到該信息的4ms內(nèi)，所有的三種方法，快切，同期和剩余電壓轉(zhuǎn)換將監(jiān)控備用電源斷路器的合閘，定時(shí)限轉(zhuǎn)換在30個(gè)周波后激活。如果兩個(gè)電源母線的相角在相角差的限值以內(nèi)，備用電源斷路器通過快速切換方式將工作斷路器分閘后立即合閘。對于上述10kV的兩個(gè)進(jìn)線斷路器H3和H2，都是工作斷路器，也是互為備用的斷路器。如果選擇同步模式，在轉(zhuǎn)換啟動(dòng)的10ms內(nèi)，所有的三種轉(zhuǎn)換模式，快切，同期切換和剩余電壓切換立即激活，不再等待斷路器狀態(tài)觸點(diǎn)的確認(rèn)，工作斷路器和備用電源斷路器的分閘和合閘命令被同時(shí)送出，如果工作電源和備用電源的相位角在相角差的限值以內(nèi)，快切轉(zhuǎn)換立即啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。定時(shí)限轉(zhuǎn)換在工作斷路器分閘30個(gè)周波以后才啟動(dòng)。對于工作電源和備用電源之間的相位角而言，若其不在相位角差限值范圍內(nèi)，工作斷路器仍然要跳閘。當(dāng)四種轉(zhuǎn)換方式激活后，通過下述任何一種方法合閘備用電源斷路器，隨后在最快轉(zhuǎn)換時(shí)間內(nèi)，運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化到相位角差限值中，在同期轉(zhuǎn)換時(shí)間窗內(nèi)，在相位過零時(shí)轉(zhuǎn)換，或通過電源電壓降低到殘余電壓轉(zhuǎn)換限值時(shí)轉(zhuǎn)換，或在定時(shí)限轉(zhuǎn)換的固定延遲時(shí)間之后，合閘備用電源斷路器。通過上述(首先達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的)任何方法，完成轉(zhuǎn)換和斷路器合閘。

M－4272數(shù)字式母線電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的特點(diǎn):(1)確保發(fā)電廠和大型工業(yè)企業(yè)的安全連續(xù)供電，對雙回路供電系統(tǒng)能靈活實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和手動(dòng)切換(單向切換或雙向切換);(2)在各種變化的供電系統(tǒng)條件下，能夠自動(dòng)選擇并實(shí)現(xiàn)快速切換，同期切換，剩余電壓切換和定時(shí)切換;(3)可以進(jìn)行擴(kuò)展以實(shí)現(xiàn)多個(gè)開關(guān)的配置;多組設(shè)定值配置文件，以滿足多種應(yīng)用需求;(4)具有綜合控制，監(jiān)督管理，事件序列和波形記錄功能，帶有功能強(qiáng)大的波形分析軟件，便于進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。(5)在MAIN－TIE－MAIN配置的供電系統(tǒng)中，任何一條進(jìn)線故障時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)快速切換，該切換屬于雙向快切。當(dāng)兩條進(jìn)線同時(shí)出現(xiàn)波動(dòng)或故障時(shí)，切換功能閉鎖，開關(guān)保持各自的工作狀態(tài)。兩套M－4272裝置控制三臺(tái)斷路器實(shí)現(xiàn)雙電源雙向切換的典型應(yīng)用如圖2所示。

2工業(yè)上的應(yīng)用

工業(yè)氣體公司使用了兩套M－4272裝置，設(shè)定值如下:自動(dòng)快切的相角差設(shè)為30度，頻差為2Hz;自動(dòng)同期的頻差為10Hz;35kV母線低電壓設(shè)定值為70%Un，0秒延時(shí);10kV母線低電壓設(shè)定值為75%Un，40ms延時(shí)。2012年2月21日，供電局35kVII段電網(wǎng)發(fā)生波動(dòng)，波形記錄儀捕捉到的系統(tǒng)波動(dòng)情況為:母線電壓降至68．41%Un，持續(xù)100ms10kV母線低電壓保護(hù)啟動(dòng)，H2開關(guān)分閘命令在ats啟動(dòng)后約5ms發(fā)出，自動(dòng)卸載信號在ATS啟動(dòng)后約14ms發(fā)出，使需要卸載非重要的設(shè)備分閘，H2開關(guān)在ATS啟動(dòng)后約57ms分閘，母聯(lián)H1斷路器合閘命令在ATS啟動(dòng)后約175ms發(fā)出，約228ms成功合閘，這時(shí)，10kV母線電壓大約降至38．3V(66．4%Vn)，相角差為0．3度，頻差為－4．8Hz。這次實(shí)現(xiàn)了同期切換，轉(zhuǎn)換過程中工廠生產(chǎn)正常，沒有任何異常情況發(fā)生。ATS動(dòng)作前后電網(wǎng)電壓的波形和開關(guān)動(dòng)作的時(shí)序被裝置完整地錄制了下來，如圖3和圖4所示。通過對波形和時(shí)序圖的分析，我們對自切前后電網(wǎng)狀況和開關(guān)動(dòng)作的情況一目了然。系統(tǒng)返回正常工作模式的逆操作是通過手動(dòng)并列轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的，合H2開關(guān)，同時(shí)分H1開關(guān)，工廠運(yùn)行正常。

3結(jié)束語

工業(yè)氣體公司的兩套M－4272數(shù)字式電源切換裝置自2011年6月安裝完畢后，先后進(jìn)行了多次帶負(fù)荷測試，測試結(jié)果非常令人滿意，并在今年的11月2日成功發(fā)揮作用，其切換性能非常好，有力地保障了工廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行，避免了不必要的工廠停車和造成對客戶的供氣中斷，避免了由于停車造成的重大經(jīng)濟(jì)損失。該裝置的安裝使用具有技術(shù)可行性和很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可以在發(fā)電廠和大型工業(yè)企業(yè)的供電系統(tǒng)中大力推廣應(yīng)用。

作者：王普杰單位：上海化學(xué)工業(yè)區(qū)工業(yè)氣體有限公司