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【摘 要】电力系统的稳定、持续运行对于整个电网来说是非常重要的，对于动力负荷（电动机）偏多的企业来说，原来的备用电源自动投入装置在使用和设计上已经满足不了其需求，且会影响企业的正常运营。无扰动同期快切装置正是基于此而设计和研发的，现已在不少企业成功应用，方便快捷。本文首先介绍了同期快切装置的组成、技术参数和各种功能，然后讲述了快切装置的工作原理，最后通过 2 个实例阐述了其在电力电网中的实际应用。
【关键词】无扰动同期快切技术；电网运行；应用
【中图分类号】TM732 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）03-0333-01
一、无扰动同期快切装置在电网中的作用及介绍
1、无扰动同期快切装置在电网中的作用
在电力电网中，对供电的可靠性要求主要有两个方面：一是要有两个及两个以上的供电电源；二是当其中的一个电源发生故障切除电网时，要在不损害电网负荷和电力系统的条件下快速、安全地投入备用电源，使电网供电正常，且要保证重要负荷甚至全部负荷都不会被切除，继续保持运转。这样，电力电网的供电就不会受到丝毫的影响，企业的生产负荷和其他用户的生产负荷都会按照工艺流程正常运行，生产和用电都不受到影响。因此，实现所有的生产负荷在最短的时间内重新运行，是无扰动同期快切技术要达到的最终目的。在 6 kV 及其以上的电网中采用无扰动快切装置，实现了馈线一高、馈线一低和馈线二高、馈线二低、母联等多开关之间的快切，达到了电网供电的安全、可靠、持续运行的根本目的，真正实现了电力电网系统的无扰动供电。
2 技术参数
2.1 功率消耗
对于交流电流回路，当电流为 5 A 时，每相≤1 VA；对于交流电压回路，当电压为 100 V 时，每相≤1 VA；对于直流电源回路，通常≤15 W。
2.2 过载能力
对于交流电流回路而言，可在 2 倍的额定电流时持续运行；如果在 10 倍的额定电流时工作，其极限时间为 10 s。
2.3 测量准确度
电压和电流波动均≤±1%；频率≤±0.01 Hz；相位角≤0.2°。
3 无扰动同期快切技术的要求
3.1 基本切換
无扰动同期快切装置用在桥联或母联开关的替续控制（暗备用）以及
2 条进线开关的替续控制（明备用）。在这种替续控制方式下，正常工作时，进线1、2及其对应的发电机各自向相应的母线供电，母联处于断开状态。进线 1、2 及相应的发电机互为明备用，桥联或母联处于断开状态。当任意一个工作进线发生故障（发电机运行正常）时，此装置都可采用最优的快切方式，先是跳开故障进线的主开关，同时快速同期无扰动地投入到桥联或母联的开关，把发电机及故障侧的负载一起并入另外一侧进线的系统，以保证对区内系统的稳定供电，当工作进线的故障解除时，可用手动切换重新恢复到开始的运行方式。
3.2 快切功能
3.2.1 监测显示功能
此装置具有以下监测显示功能：（1）液晶显示系统的主接线图上显示开关、分支电缆和母线等电器元件，并在其旁实时地显示这些元件的电流、电压和开关合分状态。（2）Windows 系统风格的中文菜单，可以显示电流、电压、频率、相位等模拟量的测量值以及功能投退状态整定值、切换方式选择等。
3.2.2 事故切换功能
（1）区外故障切换。系统意外失电后，快切装置快速判断并立即投用，选用同时切换方式进行同期快速切换。系统故障解除后，手动恢复到切换前的供电方式。（2）区内故障切换。当区内故障造成进线 1 或进线 2 跳闸时，装置判断是瞬时故障还是永久故障。若是瞬时故障，装置起动同期快切；若是永久故障，装置则闭锁。
3.2.3 自动故障的判别闭锁功能
自动故障的判别闭锁功能就是无扰动快切装置利用检测进线的电流、母线的电压等模拟量来分析和判断发生区内故障与否（区内故障有母线故障、电源支路的故障、母线上的负荷）。若是发生了区内故障，则装置会闭锁切换，避免将备用电源切入到故障点。
二、无扰动同期快切工作原理
现以无扰动快切装置在双馈线方式中的运行为例，来介绍快切装置的基本工作原理。双馈线配置方式有 2 种：（1）双馈线之一向电源母线供电。2 台断路器分别处于合闸和分闸的状态，由于环路电流存在安全隐患，一般不允许 2 条线路同时合闸，应让双馈线解列运行，此时母联开关应为闭合状态。（2）双馈线加上母联的方式。由于存在冗余，电力负荷通常分配在2段母线上，在正常工作时，母联断路器应处于分闸的状态。当系统的主馈线侧发生意外故障时，主馈线的开关会跳闸，因为没有励磁和原动力，所以频率和残压的幅值将随时间逐渐减弱，残压和备用馈线的电压间相位之差将逐渐变大。基于此，可得出无扰动装置的切换方式。
三、无扰动快切技术在电网中的应用
若馈线一或者变压器发生故障，断路器1DL 开关保护跳闸。当电机的电压减至 70%时，由于电机设置了低电压的延时保护，所以在0.5 s后改为电机跳闸。这时若利用以往的备自投保护装置来进行自投，由于母线的失压延时往往超过 0.5 s，因此即使快切成功，0.5 s 后低电压的延时保护也会发生动作，不符合不间断供电的要求。投入无扰动快切装置后，该装置利用设定的保护时间和计算作出相应的动作选择，如果丧失快切的时机，装置就会自动变换为同期判断或残压判别的慢速切换，不仅增加了不间断供电切换的成功几率，还保证了设备安全。在确保切换后，母线则交给备用馈线来进行供电。当馈线一的故障解除时，启动快速切换就可以用人工方式把负荷再次切换到馈线一上，从而恢复到正常的供电状态。由于无扰动快切装置是按完全对称的方式设计的，所以无论线路是备用馈线还是主馈线，均可以在任一馈线启动快切装置。除这种供电方式之外，无扰动快切装置也可以利用各种不同的供电方式来进行快切装置的快速切换，以保证企业生产的顺利进行。
四、结束语
综上所述，无扰动同期快切技术很好地解决了传统备用电源自动投入的缺陷，保证了供配电系统的正常运行和用户的需求。但是这种无扰动快切技术是近几年才发展起来的新兴电力控制技术，因此需要在现场实践中总结经验，并不断地创新和完善，以获得更好的推广和应用。
参考文献
[1] 苏鹏飞，柳冬冬.同期快切装置在发电公司捷制机组中的运行分析[J]. 自动化应用. 2010（12）
[2] 张海燕，张钧.发电厂厂用电快速切换技术[J]. 中小企业管理与科技（下旬刊）. 2009（12）
[3] 王勇.无扰动控制装置的原理及在电网中的应用[J]. 电工技术. 2010（10）
[4] 刘澄宇，牟玉龙.无扰动快速切换装置在石化企业装置变电所的应用[J]. 发展. 2011（11）
【关键词】无扰动同期快切技术；电网运行；应用
【中图分类号】TM732 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）03-0333-01
一、无扰动同期快切装置在电网中的作用及介绍
1、无扰动同期快切装置在电网中的作用
在电力电网中，对供电的可靠性要求主要有两个方面：一是要有两个及两个以上的供电电源；二是当其中的一个电源发生故障切除电网时，要在不损害电网负荷和电力系统的条件下快速、安全地投入备用电源，使电网供电正常，且要保证重要负荷甚至全部负荷都不会被切除，继续保持运转。这样，电力电网的供电就不会受到丝毫的影响，企业的生产负荷和其他用户的生产负荷都会按照工艺流程正常运行，生产和用电都不受到影响。因此，实现所有的生产负荷在最短的时间内重新运行，是无扰动同期快切技术要达到的最终目的。在 6 kV 及其以上的电网中采用无扰动快切装置，实现了馈线一高、馈线一低和馈线二高、馈线二低、母联等多开关之间的快切，达到了电网供电的安全、可靠、持续运行的根本目的，真正实现了电力电网系统的无扰动供电。
2 技术参数
2.1 功率消耗
对于交流电流回路，当电流为 5 A 时，每相≤1 VA；对于交流电压回路，当电压为 100 V 时，每相≤1 VA；对于直流电源回路，通常≤15 W。
2.2 过载能力
对于交流电流回路而言，可在 2 倍的额定电流时持续运行；如果在 10 倍的额定电流时工作，其极限时间为 10 s。
2.3 测量准确度
电压和电流波动均≤±1%；频率≤±0.01 Hz；相位角≤0.2°。
3 无扰动同期快切技术的要求
3.1 基本切換
无扰动同期快切装置用在桥联或母联开关的替续控制（暗备用）以及
2 条进线开关的替续控制（明备用）。在这种替续控制方式下，正常工作时，进线1、2及其对应的发电机各自向相应的母线供电，母联处于断开状态。进线 1、2 及相应的发电机互为明备用，桥联或母联处于断开状态。当任意一个工作进线发生故障（发电机运行正常）时，此装置都可采用最优的快切方式，先是跳开故障进线的主开关，同时快速同期无扰动地投入到桥联或母联的开关，把发电机及故障侧的负载一起并入另外一侧进线的系统，以保证对区内系统的稳定供电，当工作进线的故障解除时，可用手动切换重新恢复到开始的运行方式。
3.2 快切功能
3.2.1 监测显示功能
此装置具有以下监测显示功能：（1）液晶显示系统的主接线图上显示开关、分支电缆和母线等电器元件，并在其旁实时地显示这些元件的电流、电压和开关合分状态。（2）Windows 系统风格的中文菜单，可以显示电流、电压、频率、相位等模拟量的测量值以及功能投退状态整定值、切换方式选择等。
3.2.2 事故切换功能
（1）区外故障切换。系统意外失电后，快切装置快速判断并立即投用，选用同时切换方式进行同期快速切换。系统故障解除后，手动恢复到切换前的供电方式。（2）区内故障切换。当区内故障造成进线 1 或进线 2 跳闸时，装置判断是瞬时故障还是永久故障。若是瞬时故障，装置起动同期快切；若是永久故障，装置则闭锁。
3.2.3 自动故障的判别闭锁功能
自动故障的判别闭锁功能就是无扰动快切装置利用检测进线的电流、母线的电压等模拟量来分析和判断发生区内故障与否（区内故障有母线故障、电源支路的故障、母线上的负荷）。若是发生了区内故障，则装置会闭锁切换，避免将备用电源切入到故障点。
二、无扰动同期快切工作原理
现以无扰动快切装置在双馈线方式中的运行为例，来介绍快切装置的基本工作原理。双馈线配置方式有 2 种：（1）双馈线之一向电源母线供电。2 台断路器分别处于合闸和分闸的状态，由于环路电流存在安全隐患，一般不允许 2 条线路同时合闸，应让双馈线解列运行，此时母联开关应为闭合状态。（2）双馈线加上母联的方式。由于存在冗余，电力负荷通常分配在2段母线上，在正常工作时，母联断路器应处于分闸的状态。当系统的主馈线侧发生意外故障时，主馈线的开关会跳闸，因为没有励磁和原动力，所以频率和残压的幅值将随时间逐渐减弱，残压和备用馈线的电压间相位之差将逐渐变大。基于此，可得出无扰动装置的切换方式。
三、无扰动快切技术在电网中的应用
若馈线一或者变压器发生故障，断路器1DL 开关保护跳闸。当电机的电压减至 70%时，由于电机设置了低电压的延时保护，所以在0.5 s后改为电机跳闸。这时若利用以往的备自投保护装置来进行自投，由于母线的失压延时往往超过 0.5 s，因此即使快切成功，0.5 s 后低电压的延时保护也会发生动作，不符合不间断供电的要求。投入无扰动快切装置后，该装置利用设定的保护时间和计算作出相应的动作选择，如果丧失快切的时机，装置就会自动变换为同期判断或残压判别的慢速切换，不仅增加了不间断供电切换的成功几率，还保证了设备安全。在确保切换后，母线则交给备用馈线来进行供电。当馈线一的故障解除时，启动快速切换就可以用人工方式把负荷再次切换到馈线一上，从而恢复到正常的供电状态。由于无扰动快切装置是按完全对称的方式设计的，所以无论线路是备用馈线还是主馈线，均可以在任一馈线启动快切装置。除这种供电方式之外，无扰动快切装置也可以利用各种不同的供电方式来进行快切装置的快速切换，以保证企业生产的顺利进行。
四、结束语
综上所述，无扰动同期快切技术很好地解决了传统备用电源自动投入的缺陷，保证了供配电系统的正常运行和用户的需求。但是这种无扰动快切技术是近几年才发展起来的新兴电力控制技术，因此需要在现场实践中总结经验，并不断地创新和完善，以获得更好的推广和应用。
参考文献
[1] 苏鹏飞，柳冬冬.同期快切装置在发电公司捷制机组中的运行分析[J]. 自动化应用. 2010（12）
[2] 张海燕，张钧.发电厂厂用电快速切换技术[J]. 中小企业管理与科技（下旬刊）. 2009（12）
[3] 王勇.无扰动控制装置的原理及在电网中的应用[J]. 电工技术. 2010（10）
[4] 刘澄宇，牟玉龙.无扰动快速切换装置在石化企业装置变电所的应用[J]. 发展. 2011（11）