無擾動切換方案保證高性能新材料產(chǎn)線連續(xù)供電

1、項目需求
國高電氣此次連續(xù)供電改造針對某重點(diǎn)新材料生產(chǎn)企業(yè)，通過與項目電氣工程師深入技術(shù)交流，并結(jié)合現(xiàn)場提供的具體圖紙，繪制項目系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下，現(xiàn)場為3進(jìn)線設(shè)計回路，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，保安電源來自上級保安段，
正常運(yùn)行時，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，系統(tǒng)快速判斷起動，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，系統(tǒng)快速判斷起動，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#同時異常時，系統(tǒng)快速判斷起動,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，高壓切換裝置智能判斷區(qū)內(nèi)故障，低壓切換裝置起動切換，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，斷開進(jìn)線開關(guān)q1,延時合上母聯(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，同時卸載部分非重要負(fù)載，當(dāng)紡絲T2變異常時，斷開進(jìn)線開關(guān)q2,延時合上母聯(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，同時卸載部分非重要負(fù)載。

當(dāng)發(fā)生晃電故障時，方案需要實(shí)現(xiàn)真正的無擾動切換，何為無擾動，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。因此方案需要考慮以下需求：
1.晃電發(fā)生時，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.對母線擾動模型分析準(zhǔn)確，保證合閘時合閘兩側(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。
3.智能判斷故障點(diǎn)位置，特別是對區(qū)內(nèi)故障的準(zhǔn)確把握，防止故障擴(kuò)大化。
4.高低壓各級切換裝置實(shí)現(xiàn)上下級協(xié)同配合，無沖突，無誤動。
5.針對一些特殊的負(fù)載環(huán)境，需要通過全面的起動方式保證復(fù)雜模型也能夠快速啟動，實(shí)現(xiàn)無擾動切換。
6.對于一些特殊需求，比如容量問題、故障選線、全息錄波、現(xiàn)場斷路器老化后分合閘時間變化、備用電源失電、PT斷線等問題，需要對方案的功能進(jìn)行全面考慮。

2、方案實(shí)施
無擾動快切改造方案如下圖，高壓側(cè)配置DCM635G無擾動快切裝置，低壓側(cè)配置DCM631M低壓備自投裝置。

當(dāng)1#進(jìn)線異常時，DCM635G故障判斷起動，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，DCM635G故障判斷起動，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#同時異常時，DCM635故障判斷起動，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，DCM631M快速判斷起動，斷開進(jìn)線開關(guān)q1,延時合上母聯(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，同時智能卸載部分非重要負(fù)載，當(dāng)紡絲T2變異常時，DCM631M快速判斷起動，斷開進(jìn)線開關(guān)q2,延時合上母聯(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，同時卸載部分非重要負(fù)載。
高壓無擾動和低壓備自投，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行邏輯配合，上下級通過起動延時差保證協(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述如下：
正常工況時，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，無擾動快切裝置判斷為區(qū)外晃電故障，故障判斷后起動，快速跳開Q1，通過內(nèi)部擾動模型，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，快速切換裝置自動跟蹤母線與1#進(jìn)線之間的幅值、頻率及相位，可通過手動切換，快速恢復(fù)到初始運(yùn)行狀態(tài)。（反之當(dāng)2#進(jìn)線失壓或停電時同理）
當(dāng)1#進(jìn)線和2#進(jìn)線同時失壓或停電時，無擾動快切裝置故障判斷后起動，快速跳開母聯(lián)開關(guān)Q4，通過內(nèi)部擾動模型，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無擾動快切裝置與DCM631M低壓備自投裝置的起動延時根據(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，DCM635G裝置閉鎖，此時，DCM631M低壓備自投裝置起動切換，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，延時合上母聯(lián)開關(guān)q3，由紡絲T2變帶載兩段母線，同時，根據(jù)實(shí)際計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，延時合上母聯(lián)開關(guān)q3，由紡絲T1變帶載兩段母線，同時，根據(jù)實(shí)際計算情況卸載部分非重要負(fù)荷，保證運(yùn)行容量的可靠。

審核編輯 黃宇