潘兰兰+周新启+蒋蓉+许阳

摘 要： 石化企业对供电可靠性要求较高，备自投装置动作时间过长无法满足其要求。电源快速切换装置能很好地满足石化企业对供电系统不间断供电的需求，本文对电源快速切换装置在石化企业110kV变电站中的应用进行了详细介绍。

关键词：备自投；快速切换；主保护；后备保护

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.146

0 引言

石化企业工艺流程特殊，供电的中断或异常往往会造成设备停运或空转、工艺流程中断或废品产生，有时甚至造成生产设备的报废等严重后果，因此石化企业对供电可靠性要求较高。

目前，中国石化湖北化肥分公司110kV变电站解决供电可靠性的主要办法是一次系统采用双路供电，再辅以二次系统采用备自投装置。对一般工业企业而言，备自投装置可以满足要求。而在供电连续性要求较高的石化企业，备自投的使用效果并不理想。2015年8月某石化企业变电站母线电压下降仅仅2秒后恢复，生产车间装置就已经停车，而备自投装置动作时间比2秒更长，因此备自投装置根本不能满足石化企业生产过程连续性的需要。中国石化湖北化肥分公司110kV省化变通过引入电源快速切换装置解决这一问题。

1 110kV省化变电站原备投方式介绍

110kV省化变电站有枝省线和省醇线两回110kV进线电源，原采用北京德维特公司的DVP-653型备自投装置实现互为备投。站内两台双圈变压器并列运行，低压6kV侧接有大量电动机负荷，并有发电机上网。

2 MFC5103A工业企业电源快速切换装置的应用

省化变电站选用了江苏金智公司的MFC5103A工业企业电源快速切换装置来满足对供电系统不间断供电的需求。在切换过程中，MFC5103A装置提供了多种可靠的起动方式，缩短了起动时间，同时实时跟踪开关两侧电源的电压、频率和相位，保证装置起动后快速安全的投入备用电源，不会对电动机造成大的冲击。

2.1 启动方式

保护起动是快切装置最重要的起动方式，可以在工作电源失电时瞬时起动。

MFC5103A快切装置中“保护起动”要求将线路/线变组/主变等电源侧设备的快速主保护动作接点作为开关输入量引入，在系统正常运行时，一旦检测到电源侧主保护动作，装置立即起动切换，断开故障线路，投入备用电源。

而省化变枝省线和省醇线两回110kV进线电源均采用了南瑞继保公司的PCS-943-G型光纤纵差保护装置，只有一个保护动作出口接点，即主保护、后备保护共用一个出口接点，没有专门的主保护接点，无法区分主保护动作与后备保护动作，因此图纸设计时未将线路保护接点引入快切装置，从而导致快切装置缺少了可以瞬时起动的重要起动方式。

快切装置厂家对我们的分析进行了认可，设计院修改图纸增加了保护动作出口接点引入快切装置的回路，快切装置的保护起动方式得以实现。

2.2 切换方式

装置在起动后，会按照切换方式预定的顺序操作工作电源开关和备用电源开关。MFC5103A 提供的切换方式包括：并联、串联和同时方式。

（1）并联切换。手动起动后，若并联条件满足装置先合上备用电源开关，此时进线 1、进线 2 两个电源短时并列，经整定延时后装置再跳开工作电源开关。并联切换方式只能在正常情况下同频系统的两个电源之间用手动的方式来触发。

（2）串联切换。装置启动后，先发跳工作电源开关命令，确认工作电源开关跳开后，再在满足合闸条件的情况下使备用电源投入运行。串联切换多用于事故情况下自动切换。

（3） 同时切换。装置启动后，先发出跳工作电源的命令，经过一定延时而不确认工作电源开关跳开，便判断是否满足合闸条件，满足时将发出合闸命令，使备用电源投入使用。

手动切换可以选用串联和并列两种方式，并列方式速度更快，本快切装置选用手动切换并联方式以缩短母线断电时间。故障切换可以选用同时和串联两种方式，为了保障切换的稳定性，避免工作电源拒跳时两电源长时间并列，本快切装置选用故障串联切换方式。

2.3 合闸方式

装置在起动后，会按照预定的切换方式跳工作电源开关和合电源备用开关，无论哪种切换方式都涉及到合备用电源开关的操作。MFC5103A 提供的合闸实现方式包括：快速合闸、同期捕捉合闸、残压合闸、长延时合闸。

快速合闸是速度最快最理想的一种合闸方式，既能保证电动机安全，又不使电动机转速下降太多。通过检测母线和待并侧电源压差|du|、频差|df|、相差|dq|值实现切换。当快速合闸不成功时，同期捕捉合闸是一种最佳的后备切换方式。同期捕捉合闸的原理是实时跟踪母线电压和备用电压的频差和角差变化，以同相点作为合闸目标点。

快速切换和同期捕捉是快切的主要合闸方式，必须投入，残压降至无压定值合闸的残压切换作为一种后备切换方式定值整定也进行了保留，长延时合闸时间过长已经失去了快速切换的意义，本快切装置退出长延时合闸功能。

3 结语

本文介绍了一种电源快速切换装置在石化企业110kV变电站的应用，对切换功能涉及的起动方式、切换方式、合闸方式在应用中的注意事项进行了全面分析，特别是通过分析线路后备保护的保护范围解决了保护接点引入快切装置的问题，快切装置最重要的保护起动方式得以实现。当快切装置保护起动，串聯切换方式实现跳故障进线开关合备用电源开关时，在200ms内即可完成快速切换。

参考文献：

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[4]马强.电源快速切换装置原理及应用[J].化工管理，2013（20）：217.

作者简介：潘兰兰（1980-），女，高级工程师，主要从事继电保护整定工作。