李福荣

（中石化石油工程设计有限公司）

0 引言

目前，工业企业解决供电可靠性的主要办法是一次系统采用双路或多路供电，二次系统采用备自投装置。对一般工业企业而言，备自投装置已经可以满足要求。而在石化、冶金等要求连续供电的企业，备自投动作时间长，导致很多电动机被切除或无法维持正常工作，影响生产的连续性和产品质量，因此使用效果并不理想。

为克服备自投装置存在的问题，需要实现备用电源的快速切换。这就要求在切换过程控制在几十毫秒以内，而且希望切换装置能够实时跟踪开关两侧电源的电压、频率和相位，并提供多种可靠的起动方式和切换实现方式，从而保证快速安全的投入备用电源，同时不会对电动机造成大的冲击。此外，还要具有较高的灵活性，适应多种现场运行方式，仅需更改部分定值即可满足多种现场工程实施需求。

本文首先介绍备用电源切换原理，然后以某石化输气工程的35kV电驱压气站为例进行建模和仿真，以两路电源进线的场景，对传统备自投和备用电源快速切换两种方案进行对比分析。

1 备用电源切换原理

对于如图1所示的供电系统，采用一用一备供电方式时，正常运行时1DL和3DL合，2DL分。当进线1发生故障失电后，必须先跳开1DL，然后合2DL恢复供电；反之亦然。

图1 备用电源切换原理图

备用电源切换装置的实现方式有快速切换、残压切换、延时切换，同期捕捉切换等。

1）快速切换。快速切换是速度最快的合闸方式，一般要求母线和待并侧电源压差|du|、频差|df|、相差|dq|都小于预设阈值。……