無擾動(dòng)切換方案保證高性能新材料產(chǎn)線連續(xù)供電

1、項(xiàng)目需求

國(guó)高電氣此次連續(xù)供電改造針對(duì)某重點(diǎn)新材料生產(chǎn)企業(yè)，通過與項(xiàng)目電氣工程師深入技術(shù)交流，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)提供的具體圖紙，繪制項(xiàng)目系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下，現(xiàn)場(chǎng)為3進(jìn)線設(shè)計(jì)回路，1#進(jìn)線和2#進(jìn)線分別來自220kV降壓站不同10kV高壓母線段，保安電源來自上級(jí)保安段，

正常運(yùn)行時(shí)，高壓側(cè)，Q1和Q2開關(guān)閉合，Q3開關(guān)斷開，Q4開關(guān)閉合，Q5開關(guān)斷開，保安電源熱備，1#進(jìn)線帶載10kV I段母線，2#進(jìn)線帶載10kV II段母線和10kV保安段，低壓側(cè)，經(jīng)紡絲T1變和紡絲T2變分別帶載紡絲T1變壓器低壓母線段和帶載紡絲T2變壓器低壓母線段，母聯(lián)開關(guān)q3斷開，經(jīng)紡絲T3變和紡絲T4變分別帶載紡絲T3變壓器低壓母線段和帶載紡絲T4變壓器低壓母線段，母聯(lián)開關(guān)q6斷開。

高壓側(cè)，1#進(jìn)線異常時(shí)，系統(tǒng)快速判斷起動(dòng)，分開1#進(jìn)線，合上母聯(lián)Q3，由2#進(jìn)線帶載3段母線，2進(jìn)線異常時(shí)，系統(tǒng)快速判斷起動(dòng)，分開2#進(jìn)線，合上母聯(lián)Q3，由1#進(jìn)線帶載3段母線，?1#和2#同時(shí)異常時(shí)，系統(tǒng)快速判斷起動(dòng),合上保安電源開關(guān)Q5，斷開母聯(lián)開關(guān)Q4,由保安電源帶載10kV保安段母線。

低壓側(cè)，當(dāng)發(fā)生10kV出現(xiàn)回路故障時(shí)，高壓切換裝置智能判斷區(qū)內(nèi)故障，低壓切換裝置起動(dòng)切換，以紡絲T1變壓器低壓母線段和紡絲T2變壓器低壓母線段為例，當(dāng)紡絲T1變異常時(shí)，斷開進(jìn)線開關(guān)q1,延時(shí)合上母聯(lián)開關(guān)q3，由紡絲T2帶載紡絲T1變壓器低壓母線段和紡絲T2變壓器低壓母線段，同時(shí)卸載部分非重要負(fù)載，當(dāng)紡絲T2變異常時(shí)，斷開進(jìn)線開關(guān)q2,延時(shí)合上母聯(lián)開關(guān)q3，由紡絲T1帶載紡絲T1變壓器低壓母線段和紡絲T2變壓器低壓母線段，同時(shí)卸載部分非重要負(fù)載。

當(dāng)發(fā)生晃電故障時(shí)，方案需要實(shí)現(xiàn)真正的無擾動(dòng)切換，何為無擾動(dòng)，正確的理解是受電用戶在重新獲得電源后能保持失電前的生產(chǎn)工藝流程不受到破壞，各類高低壓電機(jī)、變頻器等設(shè)備不停機(jī)，電網(wǎng)設(shè)備無任何電壓沖擊風(fēng)險(xiǎn)。因此方案需要考慮以下需求：

1.晃電發(fā)生時(shí)，為了保證生產(chǎn)的連續(xù)，備用電源應(yīng)在臨界電壓之前投入，實(shí)現(xiàn)快速切換，保證高低壓負(fù)載設(shè)備不停機(jī)。

2.對(duì)母線擾動(dòng)模型分析準(zhǔn)確，保證合閘時(shí)合閘兩側(cè)電壓的幅值、相位、頻率預(yù)判精準(zhǔn)，無任何電壓沖擊風(fēng)險(xiǎn)。

3.智能判斷故障點(diǎn)位置，特別是對(duì)區(qū)內(nèi)故障的準(zhǔn)確把握，防止故障擴(kuò)大化。

4.高低壓各級(jí)切換裝置實(shí)現(xiàn)上下級(jí)協(xié)同配合，無沖突，無誤動(dòng)。

5.針對(duì)一些特殊的負(fù)載環(huán)境，需要通過全面的起動(dòng)方式保證復(fù)雜模型也能夠快速啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)切換。

6.對(duì)于一些特殊需求，比如容量問題、故障選線、全息錄波、現(xiàn)場(chǎng)斷路器老化后分合閘時(shí)間變化、備用電源失電、PT斷線等問題，需要對(duì)方案的功能進(jìn)行全面考慮。

?

• 方案實(shí)施

???無擾動(dòng)快切改造方案如下圖，高壓側(cè)配置DCM635G無擾動(dòng)快切裝置，低壓側(cè)配置DCM631M低壓備自投裝置。

當(dāng)1#進(jìn)線異常時(shí)，DCM635G故障判斷起動(dòng)，分開1#進(jìn)線開關(guān)Q1，合上母聯(lián)Q3，由2#進(jìn)線帶載3段母線，2進(jìn)線異常時(shí)，DCM635G故障判斷起動(dòng)，分開2#進(jìn)線Q2，合上母聯(lián)Q3，由1#進(jìn)線帶載3段母線，?1#和2#同時(shí)異常時(shí)，DCM635故障判斷起動(dòng)，合上保安電源開關(guān)Q5，斷開母聯(lián)開關(guān)Q4,由保安電源帶載10kV保安段母線。

以紡絲T1變壓器低壓母線段和紡絲T2變壓器低壓母線段為例，當(dāng)紡絲T1變異常時(shí)，DCM631M快速判斷起動(dòng)，斷開進(jìn)線開關(guān)q1,延時(shí)合上母聯(lián)開關(guān)q3，由紡絲T2帶載紡絲T1變壓器低壓母線段和紡絲T2變壓器低壓母線段，同時(shí)智能卸載部分非重要負(fù)載，當(dāng)紡絲T2變異常時(shí)，DCM631M快速判斷起動(dòng)，斷開進(jìn)線開關(guān)q2,延時(shí)合上母聯(lián)開關(guān)q3，由紡絲T1變帶載紡絲T1變壓器低壓母線段和紡絲T2變壓器低壓母線段，同時(shí)卸載部分非重要負(fù)載。

高壓無擾動(dòng)和低壓備自投，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行邏輯配合，上下級(jí)通過起動(dòng)延時(shí)差保證協(xié)同配合。

3、改造預(yù)期

施工完成后，結(jié)構(gòu)圖如下所示，正常情況下母線分段方式運(yùn)行，高壓側(cè)配置DCM635G無擾動(dòng)快切裝置，低壓側(cè)配置DCM631M低壓備自投裝置，高低壓切換裝置實(shí)現(xiàn)上下級(jí)協(xié)同配合，保證紡絲線和聚合線負(fù)載不停機(jī)、無沖擊，最大限度保證生產(chǎn)連續(xù)可靠。

預(yù)期達(dá)到的具體切換效果和功能簡(jiǎn)述如下：

正常工況時(shí)，1#進(jìn)線有壓，2#進(jìn)線有壓，1#進(jìn)線帶載10kV I段母線，2#進(jìn)線帶載10kV II段母線和10kV保安段，1#進(jìn)線開關(guān)Q1合閘，2#進(jìn)線開關(guān)Q2合閘，母聯(lián)開關(guān)Q3分閘，母聯(lián)開關(guān)Q4合閘，保安電源開關(guān)Q5分閘，無擾動(dòng)快切裝置充電完成后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。

當(dāng)10kV 1#進(jìn)線出現(xiàn)失壓或停電，無擾動(dòng)快切裝置判斷為區(qū)外晃電故障，故障判斷后起動(dòng)，快速跳開Q1，通過內(nèi)部擾動(dòng)模型，精準(zhǔn)預(yù)判合閘兩側(cè)電壓狀態(tài)，并快速合上母聯(lián)開關(guān)Q3，由2#進(jìn)線帶所有10kV三段母線，保證供電連續(xù)性，切換過程中保證電機(jī)、變頻器不停機(jī)。（反之同理）

當(dāng)1#進(jìn)線恢復(fù)供電，快速切換裝置自動(dòng)跟蹤母線與1#進(jìn)線之間的幅值、頻率及相位，可通過手動(dòng)切換，快速恢復(fù)到初始運(yùn)行狀態(tài)。（反之當(dāng)2#進(jìn)線失壓或停電時(shí)同理）

當(dāng)1#進(jìn)線和2#進(jìn)線同時(shí)失壓或停電時(shí)，無擾動(dòng)快切裝置故障判斷后起動(dòng)，快速跳開母聯(lián)開關(guān)Q4，通過內(nèi)部擾動(dòng)模型，精準(zhǔn)預(yù)判合閘兩側(cè)電壓狀態(tài)，并快速合上保安電源開關(guān)Q5,保安電源帶載10kV保安段。

當(dāng)1#進(jìn)線或2#進(jìn)線任意恢復(fù)供電，快速切換裝置自動(dòng)跟蹤母線與1#進(jìn)線或2#進(jìn)線之間的幅值、頻率及相位，可通過手動(dòng)切換，以先分后合的串聯(lián)切換方式，恢復(fù)至1#進(jìn)線或2#進(jìn)線帶載狀態(tài)。

高壓側(cè)DCM635G無擾動(dòng)快切裝置與DCM631M低壓備自投裝置的起動(dòng)延時(shí)根據(jù)實(shí)際調(diào)試情況做差異化配置，從而實(shí)現(xiàn)上下級(jí)協(xié)同配合，防止沖突。

DCM635G可精準(zhǔn)判別區(qū)內(nèi)、區(qū)外晃電故障，當(dāng)發(fā)生區(qū)內(nèi)晃電故障時(shí)，DCM635G裝置閉鎖，此時(shí)，DCM631M低壓備自投裝置起動(dòng)切換，切換邏輯如下（以其中紡絲T1變壓器低壓母線段和紡絲T2變壓器低壓母線段為例）

1、正常情況下紡絲T1變帶載紡絲T1變壓器低壓母線段，紡絲T2變帶載紡絲T2變壓器低壓母線段，母聯(lián)開關(guān)q3處于分閘狀態(tài)。

2、當(dāng)紡絲T1變失電，備自投發(fā)命令跳開紡絲T1變開關(guān)q1，延時(shí)合上母聯(lián)開關(guān)q3，由紡絲T2變帶載兩段母線，同時(shí)，根據(jù)實(shí)際計(jì)算情況卸載部分非重要負(fù)荷，保證運(yùn)行容量的可靠。

3、當(dāng)紡絲T2變失電，備自投發(fā)命令跳開紡絲T2變開關(guān)q2，延時(shí)合上母聯(lián)開關(guān)q3，由紡絲T1變帶載兩段母線，同時(shí)，根據(jù)實(shí)際計(jì)算情況卸載部分非重要負(fù)荷，保證運(yùn)行容量的可靠。

?