MPW-900廠用電快換裝置說明書

1、MPW-900系列微機(jī)廠用電快速切換裝置技術(shù)說明書2.1版本起草：校對(duì)：審核：批準(zhǔn)：中國電力科學(xué)研究院南京鵬智電氣設(shè)備有限公司2011年02月* 本說明書可能會(huì)被修改，請(qǐng)注意最新版本資料。* 由南京鵬智技術(shù)部監(jiān)制MPW-900型微機(jī)廠用電快速切換裝置 技術(shù)說明書目 錄一、MPW-900型微機(jī)廠用電快速切換裝置前言1產(chǎn)品具有特點(diǎn)1裝置切換功能簡表21用途32主要功能33主要技術(shù)參數(shù)34硬件說明55切換原理76切換功能97閉鎖及報(bào)警功能118事件記錄、事故記錄、錄波、打印、通信129組屏與安裝1410. 附圖15二、MPW-900A（B）型微機(jī)廠用電快速切換裝置前言21產(chǎn)品具有特點(diǎn)21裝置切換功能

2、簡表221用途232主要功能233主要技術(shù)參數(shù)234硬件說明255切換原理276切換功能307閉鎖及報(bào)警功能338測(cè)量顯示、事故記錄、錄波、打印、通信359組屏與安裝3610. 附圖3746第一章 MPW-900型微機(jī)廠用電快速切換裝置前言廠用電的安全可靠關(guān)系到發(fā)電機(jī)組、電廠乃至整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。廠用電切換過程是一個(gè)復(fù)雜的機(jī)電動(dòng)態(tài)過程，特別在事故切換過程中電流、電壓、頻率、相角、轉(zhuǎn)矩等將發(fā)生快速變化，如果切換不當(dāng)，將造成切換失敗或設(shè)備損壞。以往廠用電切換采用工作開關(guān)輔助接點(diǎn)直接（或經(jīng)低壓繼電器、延時(shí)繼電器）起動(dòng)備用電源投入。因切換時(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式、故障性質(zhì)等因素，不能可靠保證躲過反相

3、點(diǎn)合閘，甚至接近180°，將對(duì)電動(dòng)機(jī)造成很大的合閘沖擊。如殘壓啟動(dòng)切換，則由于斷電時(shí)間過長，母線電壓和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速都下降很大，不僅部分輔機(jī)勢(shì)必退出運(yùn)行，而且備用電源合上后，由于電動(dòng)機(jī)成組自起動(dòng)電流很大，母線電壓將可能難以恢復(fù)，從而導(dǎo)致自起動(dòng)困難，甚至被迫停機(jī)停爐。MPW-900型微機(jī)型廠用電快速切換裝置是中國電力科學(xué)院專門為解決廠用電的安全運(yùn)行而研制的。采用該裝置后，可避免母線電壓（殘壓）與備用電源電壓差壓過大合閘而對(duì)電機(jī)造成沖擊；盡量縮短斷電時(shí)間，可采用快速切換，如失去快速切換的機(jī)會(huì)，則裝置自動(dòng)轉(zhuǎn)換為同期判別或殘壓判別的慢速切換，同時(shí)在電壓衰減的過程中，可分段切除部分非重要負(fù)荷，以

4、利于重要輔機(jī)的自起動(dòng)。不僅提高了廠用電切換的成功率，而且確保發(fā)電廠設(shè)備安全。近年來由于新建機(jī)組容量越來越大，國內(nèi)對(duì)廠用電源的安全可靠運(yùn)行越來越重視，隨著真空及SF6快速開關(guān)的廣泛使用，廠用電快速切換越來越被廣泛應(yīng)用。本產(chǎn)品具有以下特點(diǎn)：n 采用雙CPU架構(gòu)，主要完成模擬量及開關(guān)量測(cè)量、計(jì)算判斷、出口動(dòng)作等主要功能，以及完成液晶顯示、鍵盤操作、通信、打印等功能，主從CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。n 采用320×240點(diǎn)陣超大液晶顯示屏，中文菜單，能實(shí)時(shí)顯示主接線、開關(guān)狀態(tài)、母線電壓、分支電流、頻率差、相位差等各種運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)。n 大容量存儲(chǔ)芯片，可記錄裝置在切換過程中包括分支電壓、電流波形等全

5、部信息，可通過打印機(jī)輸出，同時(shí)也可將數(shù)據(jù)下載到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行顯示或打印分支電流、電壓錄波曲線，并作分析。n 裝置提供正常手動(dòng)切換、事故及非正常情況的切換功能；有快速切換、同期捕捉和殘壓切換功能；有并聯(lián)、串聯(lián)和同時(shí)切換功能。n 裝置配置兩段式定時(shí)限低壓減載功能n 裝置具有硬件GPS對(duì)時(shí)功能n 裝置提供一對(duì)起動(dòng)后加速的接點(diǎn)n 抗干擾能力強(qiáng)，采用先進(jìn)的總線隔離技術(shù)，外部模入、開入、開出均與內(nèi)部電路隔離，分板間采用背板式連接，省工、少錯(cuò)、抗干擾。n 靈活的通訊方式，配有RS485、RS-232通訊接口，可方便接入DCS系統(tǒng)或電氣監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方操作和信息上送，同時(shí)也將數(shù)據(jù)下載到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行顯示或打印電

6、流電壓錄波曲線，并作分析。n 安全可靠，裝置主要部件的自檢，操作整定由密碼鎖管理，軟硬件冗余，有很強(qiáng)的容錯(cuò)糾錯(cuò)能力。n 采用標(biāo)準(zhǔn)西門子機(jī)箱，大面板結(jié)構(gòu)，整潔美觀，背插式模塊，調(diào)試維護(hù)方便。裝置切換功能簡表：裝置切換功能簡表1. 用途MPW-900型微機(jī)廠用電快速切換裝置，適用于發(fā)電廠或其它工業(yè)部門，如化工、煤炭和冶金等有較多高壓電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的場合的電源快速切換。采用該裝置能夠提高廠用電切換的成功率，避免在電源切換時(shí)不能造成運(yùn)行中斷或設(shè)備沖擊損壞，簡化切換操作并減少誤操作，提高機(jī)組的安全運(yùn)行和自動(dòng)控制水平。2. 主要功能l 正常情況下實(shí)現(xiàn)工作、備用電源之間的人工雙向切換l 故障情況下實(shí)現(xiàn)工作至備用

7、電源的快速、同期判別、殘壓單向切換。l 串聯(lián)、并聯(lián)、同時(shí)三種切換方式可供選擇l 低電壓、殘壓、開關(guān)偷跳、保護(hù)起動(dòng)等其它開關(guān)量引起的事故切換l 兩段式定時(shí)限低壓減載l 事故切換時(shí)起動(dòng)備用分支后加速保護(hù)功能l PT 斷線報(bào)警l 多種閉鎖功能l 事故記錄、打印及完善的錄波功能l 支持多種通訊方式和硬件GPS對(duì)時(shí)功能3. 主要技術(shù)參數(shù)3.1. 裝置直流電源n 額定電壓：DC220V±20%或DC110V±20%（定貨時(shí)需說明）n 紋波系數(shù)：不大于5%3.2. 額定交流輸入n 交流電流：5An 交流電壓：100 V 或 57.7 Vn 頻率：50Hz3.3. 功率消耗n 交

8、流電流回路：當(dāng)I=5A時(shí)，每相不大于0.3VAn 交流電壓回路：當(dāng)U=100V時(shí)，每相不大于0.3VAn 直流電源回路：當(dāng)正常工作時(shí)，不大于20W，切換時(shí)，不大于30W。3.4. 過載能力n 交流電流回路：2倍額定電流下裝置可連續(xù)工作10倍額定電流下裝置可連續(xù)運(yùn)行10s40倍額定電流下裝置可連續(xù)運(yùn)行1s。n 交流電壓回路：1.5倍額定電壓下裝置可連續(xù)工作3.5. 測(cè)量精度n 電壓電流：2%n 頻率：0.1Hzn 相角：0.5°n 延時(shí)：2ms3.6. 輸出接點(diǎn)容量n 跳合閘出口：DC220V、5An 信號(hào)：DC220V 5A3.7. 時(shí)鐘精度裝置不僅自身時(shí)鐘，還可通過通信進(jìn)行對(duì)時(shí)，而

9、且有GPS天文時(shí)鐘硬件同步接口，與GPS進(jìn)行精確對(duì)時(shí)，誤差1ms。3.8. 快速切換時(shí)間n 事故同時(shí)切換： 11ms用戶設(shè)定延時(shí)備用開關(guān)合閘時(shí)間n 事故串聯(lián)切換： 11ms工作開關(guān)跳開時(shí)間+備用開關(guān)合閘時(shí)間3.9. 絕緣性能n 絕緣電阻裝置帶電部分和非帶電部分及外殼之間以及電氣上無關(guān)聯(lián)的各電路之間開路電壓500V的兆歐表測(cè)量其絕緣電阻值，正常試驗(yàn)大氣條件下，各等級(jí)的回路電阻不小于100M。n 介質(zhì)強(qiáng)度在正常試驗(yàn)大氣條件下，裝置能承受頻率50HZ，電壓2000V歷時(shí)1分鐘的工頻耐壓試驗(yàn)而無擊穿閃絡(luò)及元件損壞現(xiàn)象。試驗(yàn)過程中，任一被試回路施加電壓時(shí)，其余回路等電位互聯(lián)接地。n 沖擊電壓各輸入輸出端

10、子對(duì)地，交流回路與直流回路間，交流電流與交流電壓間能承受標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊波試驗(yàn)。3.10. 抗干擾性能n 能承受GB/T14598.14-1998(idt IEC255-22-2)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)的靜電放電試驗(yàn)。n 能承受GB/T14598.9-1995(idt IEC255-22-3)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)的輻射電磁場干擾試驗(yàn)。n 能承受GB/T14598.13-1998(idt IEC255-22-1)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)的1MHz脈沖群干擾試驗(yàn)。n 能承受GB/T14598.10-1996(idt IEC255-22-4)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)的快速瞬變干擾試驗(yàn)。3.11. 工作環(huán)境條件n 環(huán)境溫度

11、：-30+70n 相對(duì)濕度：5%95%n 大氣壓力：80110Kpa3.12. 其他指標(biāo)滿足DL478-92靜態(tài)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置通用技術(shù)條件。3.13. 外形尺寸標(biāo)準(zhǔn)西門子插箱：482.6（W）×177.8（H）×300（D）mm3.14. 重量約15KG4. 硬件說明MPW-900型廠用電快速切換裝置采用雙CPU，分別完成測(cè)量、邏輯和切換等主要功能，以及完成顯示、通信、打印等輔助功能，主從CPU間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。主從CPU分工協(xié)調(diào)，既保證了切換可靠性和切換速度，又保證了配置的靈活性。同時(shí)采用了大容量的存儲(chǔ)芯片以及可編程邏輯芯片，同時(shí)裝置采用了整棉板、整背板新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

12、，交、直流分開，開關(guān)量輸入和輸出部分均采用光電隔離技術(shù)，提高了裝置的整體可靠性和安全性。 裝置主要由CPU模件、電源模件、開關(guān)量模件、交流量模件、出口模件、信號(hào)模件、管理模件等組成。見示意圖1。圖1 硬件系統(tǒng)構(gòu)成示意圖4.1. CPU模件主要完成模擬量及開關(guān)量測(cè)量、計(jì)算判斷，處理結(jié)果經(jīng)光耦隔離輸出。4.2. 電源模件輸出+5V，±15V和+24V電源，供裝置內(nèi)部使用。電源為交/直流兩用。4.3. 開關(guān)量模件各種開關(guān)量信號(hào)（空接點(diǎn)）經(jīng)繼電器和光電兩級(jí)隔離轉(zhuǎn)換為小信號(hào)供CPU使用。4.4. 交流量模件將從現(xiàn)場PT、 CT來的電壓、電流信號(hào)經(jīng)過高精度電流輸出型電壓、電流互感器隔離、濾波轉(zhuǎn)換

13、為小信號(hào)供CPU使用。4.5. 信號(hào)模件各種信號(hào)以繼電器空接點(diǎn)方式輸出，可接光字牌、DCS系統(tǒng)或其它設(shè)備。4.6. 出口模件由CPU發(fā)出的出口跳合閘指令由邏輯組合并經(jīng)光電隔離和中間繼電器隔離放大后由干簧繼電器空接點(diǎn)輸出。4.7. 管理模件包括顯示模塊、打印模塊、通訊模塊等，以實(shí)現(xiàn)各種模擬量、開關(guān)狀態(tài)及操作信息、事件記錄、事故記錄的顯示、打印、通訊。5. 切換原理由圖2所示的廠用電系統(tǒng)，正常運(yùn)行時(shí)，廠用工作電源由發(fā)電機(jī)端經(jīng)廠用高壓工作變壓器提供，備用電源由電廠高壓母線或由系統(tǒng)經(jīng)起動(dòng)/備用變提供。當(dāng)工作電源側(cè)發(fā)生故障時(shí)，工作電源開關(guān)1DL被跳開，此時(shí)，廠用母線失電，由于慣性及存儲(chǔ)的磁場能量，電動(dòng)機(jī)

14、在短時(shí)間內(nèi)將繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，并將磁場能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。由于各電?dòng)機(jī)的容量、參數(shù)不一致，電動(dòng)機(jī)之間將有電磁能與動(dòng)能的交換，此時(shí)部分異步電動(dòng)機(jī)實(shí)際上已轉(zhuǎn)入異步發(fā)電機(jī)運(yùn)行工況，因此廠用母線的電壓即是多臺(tái)異步發(fā)電機(jī)發(fā)出的反饋電壓的合成，稱為母線殘壓。由于不存在原動(dòng)力和勵(lì)磁，因此殘壓的幅值和頻率將隨時(shí)間逐漸衰減，殘壓與備用電源電壓間的相位差將逐漸增大。如圖3所示，以極坐標(biāo)形式給出了母線殘壓相量變化特性。圖2廠用電一次系統(tǒng)（一段）簡圖 圖3母線殘壓特性示意圖圖中VD-母線殘壓，VS-備用電源電壓，XM -母線上電動(dòng)機(jī)組和低壓負(fù)荷折算到高壓廠用電壓后的等值電抗，XS -電源的等值電抗，U-備用電源電壓與母線殘壓間的差

15、拍電壓。合上備用電源后，電動(dòng)機(jī)承受的電壓UM 為：UM = XM / (XS XM) U （5-1）令UM 應(yīng)小于電動(dòng)機(jī)的允許起動(dòng)電壓, 設(shè)為1.1 倍額定電壓UDe ，確保電動(dòng)機(jī)安全自起動(dòng)。則：UM = XM / (XS XM) U1.1 UDe （5-2）令：K XM /（XS XM）U（）1.1 / K （5-3）設(shè)K0.67，則U（）1.64。圖3中，以A為圓心，以1.64為半徑繪出弧線A'A''，則A'A''的右側(cè)為備用電源允許合閘的安全區(qū)域，左側(cè)則為不安全區(qū)域。根據(jù)資料顯示，K=0.67為允許極限值，一般K值取較大值。如在AB段內(nèi)合上

16、備用電源，則既能保證電動(dòng)機(jī)安全，時(shí)間短，即“快速切換”；如在CD段內(nèi)合上備用電源，進(jìn)行同期判別切換，則既能保證電動(dòng)機(jī)安全，又使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降不太多，即“同期切換”；當(dāng)殘壓衰減到2040額定電壓后實(shí)現(xiàn)的切換，通常稱為“殘壓切換”。5.1. 快速切換由于一般K值取較大值，切換的安全區(qū)A-A”曲線右側(cè)移動(dòng)，如圖中的B-B”曲線，如圖3中顯示，快速切換時(shí)間應(yīng)小于0.2S，因而普遍采用快速開關(guān)切換。同時(shí)試驗(yàn)表明，母線電壓和頻率衰減的時(shí)間、速度，主要取決于該段母線的負(fù)載。負(fù)載越多，電壓、頻率、下降得越慢。而相同負(fù)載容量下，負(fù)荷電流越大，則電壓、頻率下降得越快。因而，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，B點(diǎn)通常由相角來界定，如55

17、°，如果開關(guān)的固有合閘時(shí)間為100ms，則合閘命令發(fā)出時(shí)的角度約需提前35°，即可以實(shí)現(xiàn)備用電源電壓與母線殘壓向量夾角20°以內(nèi)快速切換，同時(shí)對(duì)于電機(jī)是安全的。如果開關(guān)的固有合閘時(shí)間比較長為150ms，則合閘命令發(fā)出時(shí)的角度需提前接近55°，即難以實(shí)現(xiàn)備用電源電壓與母線殘壓向量夾角以內(nèi)快速切換，同時(shí)對(duì)于電機(jī)也是不安全的。目前國產(chǎn)真空開關(guān)通常都能滿足。系統(tǒng)結(jié)線方式和運(yùn)行方式?jīng)Q定了正常運(yùn)行時(shí)廠用母線電壓與備用電源電壓間的初始相角，若該初始相角較大，如大于20°（例如：工作電源和備用電源來自兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)），則不僅事故切換時(shí)難以保證快速切換成功，連正

18、常并聯(lián)切換也將因環(huán)流太大而失敗或造成設(shè)備損壞事故。故障性質(zhì)則決定了從故障發(fā)生到工作開關(guān)跳開這一期間廠用母線電壓和備用電源電壓的頻率、相角和幅值變化?？焖偾袚Q能否實(shí)現(xiàn)，不僅取決于開關(guān)條件，還取決于系統(tǒng)結(jié)線、運(yùn)行方式和故障性質(zhì)。由于廠用電切換是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過程，如：事故時(shí)，發(fā)電機(jī)或主變出口先于廠用開關(guān)跳開引起的母線電壓頻率升高、相位超前；開關(guān)跳開時(shí)，開關(guān)滅弧造成的母線電壓波形畸變；開關(guān)量變位時(shí)的發(fā)生抖動(dòng)等。對(duì)于這些裝置都需一定的固有動(dòng)作時(shí)間在軟、硬件方面進(jìn)行特別計(jì)算處理，從而保證裝置動(dòng)作的準(zhǔn)確性和可靠性。過分追求快速對(duì)快切裝置是危險(xiǎn)的。5.2. 同期捕捉切換如圖3中顯示，在C-D段廠母電壓衰減到

19、6570左右，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降不是很大，如能較精確地實(shí)現(xiàn)過零點(diǎn)合閘，備用電源合上時(shí)沖擊最小，且對(duì)電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)很有利。但是由于廠用母線殘壓隨著頻率的下降，電壓幅值和相角的變化越來越快，線性模型和簡單的加速度模型已經(jīng)難以準(zhǔn)確地表達(dá)電壓幅值和相角的變化。MPW-900型微機(jī)廠用電快速切換裝置采用了頻率自動(dòng)跟蹤技術(shù)和根據(jù)頻率的大小分段建立數(shù)學(xué)模型的方法，準(zhǔn)確地表達(dá)了頻率、相角、幅值變化的規(guī)律。即完全根據(jù)實(shí)時(shí)的頻率、相角、幅值的變化規(guī)律，計(jì)算出在反饋殘壓與備用電源電壓向量第一次相位重合時(shí)的時(shí)間，當(dāng)該時(shí)間接近合閘回路總時(shí)間時(shí)，發(fā)出合閘命令。實(shí)現(xiàn)精確地過零點(diǎn)同期捕捉，且不受負(fù)荷變化影響，對(duì)電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)很有

20、利。 同期捕捉切換如下情況作為快速切換的后備功能：n 系統(tǒng)接線或運(yùn)行方式造成初始角大，快速切換無法實(shí)現(xiàn)時(shí)；n 開關(guān)合閘時(shí)間長，快速切換無法實(shí)現(xiàn)時(shí)；n 某些故障情況下，工作電源斷開時(shí)，相位已不滿足快速切換條件時(shí)；n 工作電源和備用電源來自兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，兩系統(tǒng)間不僅存在相位差，而且存在頻差時(shí)。5.3. 殘壓切換指當(dāng)殘壓衰減到2040額定電壓后實(shí)現(xiàn)的切換。殘壓切換作為快速切換及同期切換的后備功能。殘壓切換雖能保證電動(dòng)機(jī)安全，但由于停電時(shí)間過長，電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)成功與否、自起動(dòng)時(shí)間等都將受到較大限制。6. 切換功能6.1. 正常切換正常切換指電廠正常工作時(shí)，人工切換工作電源與備用電源。正常切換是雙向的，

21、可以由工作電源切向備用電源，也可以由備用電源切向工作電源。該功能由人工起動(dòng)，在控制臺(tái)、DCS系統(tǒng)或裝置面板上均可進(jìn)行。正常切換可分為并聯(lián)切換和同時(shí)切換。6.1.1. 正常并聯(lián)切換（切換邏輯示意圖見附圖2）n 并聯(lián)自動(dòng)由人工起動(dòng)，若并聯(lián)切換條件滿足，裝置將先合備用（工作）開關(guān)，再自動(dòng)跳開工作（備用）開關(guān)。若起動(dòng)后并聯(lián)切換條件不滿足、備用（工作）開關(guān)未合上、工作（備用）開關(guān)未跳開，裝置將閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)。n 并聯(lián)半自動(dòng)由人工起動(dòng)，若并聯(lián)切換條件滿足，合上備用（工作）開關(guān)，而跳開工作（備用）開關(guān)的操作由人工完成，若在整定的時(shí)間內(nèi)，人工仍未跳開工作（備用），裝置將將閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和

22、裝置閉鎖信號(hào)。若起動(dòng)后并聯(lián)切換條件不滿足、備用（工作）開關(guān)未合上，裝置將閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)。6.1.2. 正常同時(shí)切換（切換邏輯示意圖見附圖3）正常同時(shí)切換指人工起動(dòng)切換，先跳工作（備用）開關(guān)，在滿足切換判別條件后，合上備用（工作）開關(guān)。正常同時(shí)有切換，快速、同期捕捉、殘壓三種切換判別條件，快切不成功時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入同期捕捉或殘壓切換。若起動(dòng)后備用（工作）開關(guān)未合上，裝置將閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)6.2. 事故切換事故切換指工作電源保護(hù)接點(diǎn)起動(dòng)，只能由工作電源單向切換至備用電源。事故切換分為事故串聯(lián)和事故同時(shí)切換。n 事故同時(shí)切換（切換邏輯示意圖見附圖4）由保護(hù)起動(dòng)，先跳工作電

23、源開關(guān)，在滿足切換判別條件時(shí)，合上備用電源開關(guān)。串聯(lián)切換有：快速、同期捕捉、殘壓三種切換判別條件，快切不成功時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入同期捕捉或殘壓切換。若起動(dòng)后備用開關(guān)未合上，裝置將閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)。若起動(dòng)工作開關(guān)未跳開，裝置將去耦同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)。n 事故串聯(lián)切換（切換邏輯示意圖見附圖5）由保護(hù)起動(dòng)，先跳開工作電源開關(guān)，在滿足切換判別條件時(shí)，合上備用電源開關(guān)。串聯(lián)切換有：快速、同期捕捉、殘壓三種切換判別條件，快切不成功時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入同期捕捉或殘壓切換。若起動(dòng)后工作開關(guān)未跳開、備用開關(guān)未合上，裝置將閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)。6.3. 非正常工況切換非正常工況切換由裝置檢測(cè)到非

24、正常情況后自行起動(dòng)，只能由工作電源單向切換至備用電源。非正常情況指廠用母線失電和工作電源開關(guān)誤跳兩種工況。n 廠用母線失電（切換邏輯示意圖分別見附圖4、附圖5）當(dāng)廠用母線三相線電壓均低于整定值且時(shí)間大于整定值，則裝置分為同時(shí)切換或串聯(lián)切換。其切換條件和切換邏輯與保護(hù)起動(dòng)的事故切換相同。n 工作電源開關(guān)誤跳（切換邏輯示意圖見附圖6）因各種原因（包括人為誤操作）造成工作電源開關(guān)誤跳開，裝置在滿足切換判別條件后，合上備用電源開關(guān)。該串聯(lián)切換有：快速、同期捕捉、殘壓三種切換判別條件，快切不成功時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入同期捕捉或殘壓切換。若起動(dòng)后備用開關(guān)未合上，裝置將閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)。6.4. 低壓減

25、載功能該功能主要為了在進(jìn)行切換過程中廠用母線電壓降低時(shí)，先切除部分不重要輔機(jī)，將有利于重要輔機(jī)的自起動(dòng)。本裝置提供兩段定時(shí)限低壓減載出口功能，兩段可分別設(shè)定延時(shí)。6.5. 起動(dòng)后加速保護(hù)功能裝置切換至備用電源開關(guān)時(shí)，同時(shí)輸出一對(duì)空接點(diǎn)，用于投入備用電源分支保護(hù)裝置的后加速保護(hù)功能，接點(diǎn)閉合持續(xù)時(shí)間為5秒。7. 閉鎖及報(bào)警功能7.1. 保護(hù)閉鎖為防止備用電源誤投入故障母線，裝置提供了保護(hù)閉鎖開入量接口回路，當(dāng)某些保護(hù)動(dòng)作時(shí)（如分支過流、廠用母差等），裝置將閉鎖出口回路，同時(shí)給出“保護(hù)閉鎖”信號(hào)并等待復(fù)歸。7.2. 出口閉鎖當(dāng)裝置因軟壓板退出或控制臺(tái)（或DCS）閉鎖裝置投入時(shí)，裝置將閉鎖出口并給出

26、出口閉鎖信號(hào)，如裝置軟壓板投入或控制臺(tái)（或DCS）解除閉鎖時(shí)，裝置將自動(dòng)解除閉鎖，恢復(fù)運(yùn)行。裝置軟壓板包括出口投退退出或裝置快切、越前相角、越前時(shí)間、殘壓切換全部退出。7.3. 開關(guān)位置異常及去耦合裝置在正常運(yùn)行時(shí)，不停地對(duì)工作和備用開關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行檢查，裝置在正常運(yùn)行時(shí)，工作、備用開關(guān)應(yīng)一個(gè)在合位，另一個(gè)在分位，同時(shí)PT隔離開關(guān)必須在合位。如檢測(cè)到開關(guān)位置異常，裝置將閉鎖出口，同時(shí)發(fā)開關(guān)位置異常。（工作開關(guān)誤跳除外）切換過程中如發(fā)現(xiàn)一定時(shí)間內(nèi)該跳的開關(guān)未跳開或該合的開關(guān)未合上，裝置將根據(jù)不同的切換方式分別處理并給出位置異常閉鎖信號(hào)。如：同時(shí)切換或并聯(lián)切換中，若該跳開的開關(guān)未能跳開，將造成兩電源

27、并列，此時(shí)裝置將執(zhí)行去耦合功能，跳開剛合上的開關(guān)。7.4. 裝置異常裝置投入后即始終對(duì)某些重要部件如CPU、RAM、NVRAM、EEPROM、AD等進(jìn)行動(dòng)態(tài)自檢，一旦有故障將閉鎖裝置，同時(shí)發(fā)“裝置異?！敝锌匦盘?hào)。7.5. PT斷線廠用母線PT斷線時(shí)，裝置將閉鎖出口，同時(shí)給出PT斷弦報(bào)警。7.6. 后備電源失電監(jiān)測(cè)若工作電源或備用電源失電低于整定值時(shí)，裝置將自動(dòng)閉鎖出口，同時(shí)給出報(bào)警信號(hào)?？紤]備用段PT檢修的情況，可選擇“后備失電閉鎖”功能退出后實(shí)現(xiàn)殘壓切換。7.7. 裝置閉鎖在以下幾種情況下，需對(duì)裝置進(jìn)行復(fù)歸操作，以備進(jìn)行下一次操作：n 進(jìn)行了一次切換操作后；n 發(fā)出開關(guān)位置異常、保護(hù)閉鎖、P

28、T斷線等閉鎖信號(hào)后，且為不可自動(dòng)恢復(fù)；n 發(fā)生裝置故障后。此時(shí)，將不響應(yīng)任何外部操作及起動(dòng)信號(hào)，只能手動(dòng)復(fù)歸解除，如閉鎖或故障仍存在，需待故障或閉鎖條件消除后復(fù)歸才有效。7.8. 裝置失電裝置開關(guān)電源輸出的5V，±15V，24V任一路失電都將引起工作異常，特設(shè)電壓監(jiān)視回路，一旦失電立即報(bào)警，該功能采用繼電器實(shí)現(xiàn)，不依賴CPU工作。8. 事件記錄、事故記錄、錄波、打印、通信8.1. 事件記錄裝置運(yùn)行后，所有事件信息都將進(jìn)行記錄保存，而且并不因掉電或復(fù)歸而丟失。同時(shí)記錄事件信息和發(fā)生時(shí)間。8.2. 事故記錄裝置只要起動(dòng)切換（包括手動(dòng)切換），裝置將記錄動(dòng)作時(shí)間、本次切換的所有定值、投退標(biāo)志

29、、起動(dòng)原因、切換方式、以及各個(gè)動(dòng)作時(shí)刻的分支電壓、分支電流、頻差、相差等相關(guān)信息。8.3. 錄波及輸出裝置起動(dòng)切換后，對(duì)起動(dòng)前5個(gè)周波，起動(dòng)后2秒對(duì)頻差、相差、母線電壓、工作分支、備用分支電流幅值進(jìn)行錄波。打印機(jī)可直接接入裝置打印錄波。同時(shí)也將數(shù)據(jù)下載到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行顯示或打印電流電壓錄波曲線，并作分析。8.4. 通信裝置通過通訊管理模塊，可同時(shí)提供兩路通信：一路RS485現(xiàn)場總線，可以實(shí)現(xiàn)與電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)通信，或者用于接入DCS系統(tǒng)，默認(rèn)規(guī)約為MODBUS；一路為RS232接口，可將將數(shù)據(jù)下載到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行顯示或打印電流、電壓錄波曲線，并作分析。8.5. GPS對(duì)時(shí)裝置不僅可通過通信進(jìn)行

30、對(duì)時(shí)，而且有GPS天文時(shí)鐘硬件同步接口，與GPS進(jìn)行精確對(duì)時(shí)，誤差1ms。9. 組屏與安裝每套裝置可以對(duì)一段廠用母線的工作電源與備用電源進(jìn)行控制。每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)屏(柜)可安裝2套或3套裝置快切裝置、1臺(tái)打印機(jī)、1個(gè)打印機(jī)共享器。MPW-900型快切裝置屏面開孔尺寸圖10. 附圖附圖1：裝置背板端子示意圖附圖2：正常并聯(lián)切換邏輯示意圖附圖3：正常同時(shí)切換邏輯示意圖附圖4：事故非正常起動(dòng)同時(shí)切換邏輯示意圖附圖5：事故非正常起動(dòng)串聯(lián)切換邏輯示意圖附圖6：開關(guān)偷跳切換邏輯示意圖第二章 MPW-900A(B)型微機(jī)廠用電快速切換裝置前言電壓下降或完全斷電已成為今日為提高供電質(zhì)量必須解決的首要問題。電子控制系統(tǒng)

31、和其它敏感設(shè)備中的供電電壓不穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)線的癱瘓和生產(chǎn)設(shè)備的損壞以及長時(shí)間的停電。MPW-900A(B)型廠用電快速切換裝置為不間斷供電提供了最佳的保證。采用該裝置后，可避免母線電壓（殘壓）與備用電源電壓差壓過大合閘而對(duì)設(shè)備造成沖擊；盡量縮短斷電時(shí)間，可采用快速切換，如失去快速切換的機(jī)會(huì)，則裝置自動(dòng)轉(zhuǎn)換為同期判別或殘壓判別的慢速切換，如果在一設(shè)定的時(shí)間結(jié)束之前無法進(jìn)行切換，可執(zhí)行長延時(shí)切換，作為三種切換的總后備。通過快速自動(dòng)切換到備用電源，MPW-900A(B)型保證了不間斷的供電，并防止輔機(jī)的停機(jī)。另外，手動(dòng)啟動(dòng)快切的功能可大大簡化設(shè)備的操作?？焖偾袚Q裝置的任務(wù)是在供電線路斷電的情況下

32、，根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)以最快的速度把負(fù)荷切換到備用線路上，以保證負(fù)荷不斷電連續(xù)運(yùn)行?？紤]到應(yīng)用領(lǐng)域的多樣性，MPW-900A(B)根據(jù)斷路器的狀態(tài)自動(dòng)識(shí)別是運(yùn)行于雙饋線的方式或是雙饋線加母聯(lián)的方式，為實(shí)現(xiàn)不間斷的供電，應(yīng)至少有兩個(gè)同步且互相獨(dú)立的供電電源并裝有快速切換裝置。特別適合兩條線路具有同等地位的場合。當(dāng)線路故障引起供電中斷時(shí)，快速切換裝置的自動(dòng)投入可避免停電時(shí)間過長。即使一次簡單的成功的切換，也可保證裝置的持續(xù)工作，從而減少停電時(shí)間，節(jié)省了昂貴的重新啟動(dòng)的費(fèi)用，即可補(bǔ)償整個(gè)快速切換裝置的投資。由此，可大大地提高了設(shè)備的可用性，降低成本，贏回投資。本產(chǎn)品具有以下特點(diǎn)：n 采用雙CPU架構(gòu)，主要

33、完成模擬量及開關(guān)量測(cè)量、計(jì)算判斷、出口動(dòng)作等主要功能，以及完成液晶顯示、鍵盤操作、通信、打印等功能，主從CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。n 采用320×240點(diǎn)陣超大液晶顯示屏，中文菜單，能實(shí)時(shí)顯示主接線、開關(guān)狀態(tài)、母線電壓、分支電流、頻率差、相位差等各種運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)。n 大容量存儲(chǔ)芯片，可記錄裝置在切換過程中包括分支電壓、電流波形等全部信息，可通過打印機(jī)輸出，同時(shí)也可將數(shù)據(jù)下載到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行顯示或打印分支電流、電壓錄波曲線，并作分析。n 裝置提供正常手動(dòng)切換、事故及非正常情況的切換功能；有快速切換、同期捕捉、殘壓切換功能和長延時(shí)切換；有并聯(lián)、串聯(lián)和同時(shí)切換功能。n 裝置不僅可通過通信進(jìn)行對(duì)時(shí)

34、，而且具有硬件GPS對(duì)時(shí)功能。n 裝置對(duì)兩條饋線和母聯(lián)分別提供三對(duì)起動(dòng)后加速的接點(diǎn)。n 裝置提供保護(hù)閉鎖、故障閉鎖、開位異常閉鎖等多種閉鎖功能。n 抗干擾能力強(qiáng)，采用先進(jìn)的總線隔離技術(shù)，外部模入、開入、開出均與內(nèi)部電路隔離，分板間采用背板式連接，省工、少錯(cuò)、抗干擾。n 靈活的通訊方式，配有RS485、RS-232通訊接口，可方便接入DCS系統(tǒng)或電氣監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方操作和信息上送，同時(shí)也將數(shù)據(jù)下載到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行顯示或打印電流電壓錄波曲線，并作分析。n 安全可靠，裝置主要部件的自檢，操作整定由密碼鎖管理，軟硬件冗余，有很強(qiáng)的容錯(cuò)糾錯(cuò)能力。n 采用標(biāo)準(zhǔn)西門子機(jī)箱，大面板結(jié)構(gòu)，整潔美觀，背插式模塊，

35、調(diào)試維護(hù)方便。裝置切換功能簡表：裝置切換功能簡表1. 用途MPW-900A(B)型微機(jī)廠用電快速切換裝置，適用于連續(xù)工業(yè)生產(chǎn)過程的供電系統(tǒng)：化工廠、石化工業(yè)、煤炭和冶金等或發(fā)電廠的廠用電系統(tǒng)以及環(huán)保系統(tǒng)等領(lǐng)域。采用該快速切換裝置的任務(wù)是在供電線路斷電的情況下，根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)以最快的速度把負(fù)荷切換到備用線路上，避免在電源切換時(shí)造成運(yùn)行中斷或設(shè)備沖擊損壞，簡化切換操作并減少誤操作，以保證負(fù)荷不斷電連續(xù)運(yùn)行。2. 主要功能l 根據(jù)斷路器的狀態(tài)自動(dòng)識(shí)別是運(yùn)行于雙饋線的方式或是雙饋線加母聯(lián)的方式l 正常情況下實(shí)現(xiàn)主饋線、備用饋線之間的人工切換l 故障情況下實(shí)現(xiàn)主饋線、備用饋線之間的快速、同期判別、殘壓和

36、長延時(shí)切換。l 串聯(lián)、并聯(lián)、同時(shí)三種切換方式可供選擇l 低電壓、高低壓側(cè)聯(lián)跳、開關(guān)偷跳、保護(hù)起動(dòng)等其它開關(guān)量引起的事故切換l 事故切換時(shí)起動(dòng)合閘對(duì)象分支后加速保護(hù)功能l PT 斷線報(bào)警l 裝置提供保護(hù)閉鎖、故障閉鎖、開位異常閉鎖等多種閉鎖功能l 事故記錄、打印及完善的錄波功能l 支持多種通訊方式和硬件GPS對(duì)時(shí)功能3. 主要技術(shù)參數(shù)3.1 裝置直流電源n 額定電壓：DC220V±20%或DC110V±20%（定貨時(shí)需說明）n 紋波系數(shù)：不大于5%3.2 額定交流輸入n 交流電流：5An 交流電壓：100 V 或 57.7 Vn 頻率：50Hz3.3 功率消耗n 交

37、流電流回路：當(dāng)I=5A時(shí)，每相不大于0.3VAn 交流電壓回路：當(dāng)U=100V時(shí)，每相不大于0.3VAn 直流電源回路：當(dāng)正常工作時(shí)，不大于20W，切換時(shí)，不大于30W。3.4 過載能力n 交流電流回路：2倍額定電流下裝置可連續(xù)工作10倍額定電流下裝置可連續(xù)運(yùn)行10s40倍額定電流下裝置可連續(xù)運(yùn)行1s。n 交流電壓回路：1.5倍額定電壓下裝置可連續(xù)工作3.5 測(cè)量精度n 電壓電流：1%n 頻率：0.02Hzn 相角：0.2°n 延時(shí)：2ms3.6 輸出接點(diǎn)容量n 跳合閘出口：DC220V 5An 信號(hào)：DC220V 5A3.7 時(shí)鐘精度裝置不僅自身帶時(shí)鐘，還可通過通信進(jìn)行對(duì)時(shí)，而且有

38、GPS天文時(shí)鐘硬件同步接口，與GPS進(jìn)行精確對(duì)時(shí)，誤差1ms。3.8 快速切換時(shí)間n 事故同時(shí)切換： 11ms用戶設(shè)定延時(shí)備用開關(guān)合閘時(shí)間n 事故串聯(lián)切換： 11ms工作開關(guān)跳開時(shí)間+備用開關(guān)合閘時(shí)間3.9 絕緣性能n 絕緣電阻裝置帶電部分和非帶電部分及外殼之間以及電氣上無關(guān)聯(lián)的各電路之間開路電壓500V的兆歐表測(cè)量其絕緣電阻值，正常試驗(yàn)大氣條件下，各等級(jí)的回路電阻不小于100M。n 介質(zhì)強(qiáng)度在正常試驗(yàn)大氣條件下，裝置能承受頻率50HZ，電壓2000V歷時(shí)1分鐘的工頻耐壓試驗(yàn)而無擊穿閃絡(luò)及元件損壞現(xiàn)象。試驗(yàn)過程中，任一被試回路施加電壓時(shí)，其余回路等電位互聯(lián)接地。n 沖擊電壓各輸入輸出端子對(duì)地，

39、交流回路與直流回路間，交流電流與交流電壓間能承受標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊波試驗(yàn)。3.10 抗干擾性能n 能承受GB/T14598.14-1998(idt IEC255-22-2)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)的靜電放電試驗(yàn)。n 能承受GB/T14598.9-1995(idt IEC255-22-3)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)的輻射電磁場干擾試驗(yàn)。n 能承受GB/T14598.13-1998(idt IEC255-22-1)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)的1MHz脈沖群干擾試驗(yàn)。n 能承受GB/T14598.10-1996(idt IEC255-22-4)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)的快速瞬變干擾試驗(yàn)。3.11 工作環(huán)境條件n 環(huán)境溫度：-30+7

40、0n 相對(duì)濕度：5%95%n 大氣壓力：80110Kpa3.12 其他指標(biāo)滿足DL478-92靜態(tài)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置通用技術(shù)條件。3.13 外形尺寸標(biāo)準(zhǔn)西門子插箱：482.6（W）×177.8（H）×300（D）mm3.14 重量約15KG4. 硬件說明MPW-900A(B)型廠用電快速切換裝置采用雙CPU，分別完成測(cè)量、邏輯和切換等主要功能，以及完成顯示、通信、打印等輔助功能，主從CPU間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。主從CPU分工協(xié)調(diào)，既保證了切換可靠性和切換速度，又保證了配置的靈活性。同時(shí)采用了大容量的存儲(chǔ)芯片以及可編程邏輯芯片，同時(shí)裝置采用了整面板、整背板新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，交、直流

41、分開，開關(guān)量輸入和輸出部分均采用光電隔離技術(shù)，提高了裝置的整體可靠性和安全性。 裝置主要由CPU模件、電源模件、開關(guān)量模件、交流量模件、出口模件、信號(hào)模件、管理模件等組成。見示意圖1。圖1 硬件系統(tǒng)構(gòu)成示意圖4.1 CPU模件主要完成模擬量及開關(guān)量測(cè)量、計(jì)算判斷，處理結(jié)果經(jīng)光耦隔離輸出。4.2 電源模件輸出+5V，±15V和+24V電源，供裝置內(nèi)部使用。電源為交/直流兩用。4.3 開關(guān)量模件各種開關(guān)量信號(hào)（空接點(diǎn)）經(jīng)繼電器和光電兩級(jí)隔離轉(zhuǎn)換為小信號(hào)供CPU使用。4.4 交流量模件將從現(xiàn)場PT、 CT來的電壓、電流信號(hào)經(jīng)過高精度電流輸出型電壓、電流互感器隔離、濾波轉(zhuǎn)換為小信號(hào)供CPU使

42、用。4.5 信號(hào)模件各種信號(hào)以繼電器空接點(diǎn)方式輸出，可接光字牌、DCS系統(tǒng)或其它設(shè)備。4.6 出口模件由CPU發(fā)出的出口跳合閘指令由邏輯組合并經(jīng)光電隔離和中間繼電器隔離放大后由干簧繼電器空接點(diǎn)輸出。4.7 管理模件包括顯示模塊、打印模塊、通訊模塊等，以實(shí)現(xiàn)各種模擬量、開關(guān)狀態(tài)及操作信息、事件記錄、事故記錄的顯示、打印、通訊。5. 切換原理由圖2所示的供電系統(tǒng)，雙饋線的配置方式時(shí)：雙饋線之一向母線供電，兩斷路器中一臺(tái)合閘，另一臺(tái)分閘，鑒于短路電流的原因，經(jīng)常不允許兩條線路同時(shí)合閘，兩饋線解列運(yùn)行，此時(shí)，母聯(lián)開關(guān)為合位；或者雙饋線加母聯(lián)的配置方式時(shí)：鑒于冗余的原因，電力負(fù)荷被分配在兩段母線中，母聯(lián)

43、斷路器正常情況下處于分閘狀態(tài)。圖2供電一次系統(tǒng)（一段）簡圖當(dāng)主饋線側(cè)發(fā)生故障時(shí)，主饋線開關(guān)被跳開，由于不存在原動(dòng)力和勵(lì)磁，因此殘壓的幅值和頻率將隨時(shí)間逐漸衰減，殘壓與備用饋線電壓間的相位差將逐漸增大。如圖3所示，以極坐標(biāo)形式給出了母線殘壓相量變化特性。圖中XD -母線殘壓，VS -備用饋線電壓，XM -母線上電動(dòng)機(jī)組其它負(fù)荷折算后的等值電抗，XS 系統(tǒng)的等值電抗，U-備用饋線電壓與母線殘壓間的差拍電壓。圖3母線殘壓特性示意圖合上備用饋線后，電動(dòng)機(jī)承受的電壓UM為：UM = XM / (XS XM) U （5-1）令UM 應(yīng)小于電動(dòng)機(jī)的允許起動(dòng)電壓, 設(shè)為1.1 倍額定電壓UDE，確保電動(dòng)機(jī)安全

44、自起動(dòng)。則：UM = XM / (XS XM) U1.1 UDE （5-2）令：K XM /（XS XM）U（）1.1 / K （5-3）設(shè)K0.67，則U（）1.64。圖3中，以A為圓心，以1.64為半徑繪出弧線A'A''，則A'A''的右側(cè)為備用電源允許合閘的安全區(qū)域，左側(cè)則為不安全區(qū)域。根據(jù)資料顯示，K=0.67為允許極限值，一般K值取較大值。如在AB段內(nèi)合上備用電源，則既能保證設(shè)備安全，時(shí)間短，即“快速切換”；如在CD段內(nèi)合上備用電源，進(jìn)行同期判別切換，則既能保證電動(dòng)機(jī)安全，又使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降不太多，即“同期切換”；當(dāng)殘壓衰減到2040額

45、定電壓后實(shí)現(xiàn)的切換，通常稱為“殘壓切換”；當(dāng)事故切換開始時(shí)，裝置自動(dòng)起動(dòng)“長延時(shí)切換”作為事故切換的總后備。5.1 快速切換由于一般K值取較大值，切換的安全區(qū)A-A”曲線右側(cè)移動(dòng)，如圖中的B-B”曲線，如圖3中顯示，快速切換時(shí)間應(yīng)小于0.2S，因而普遍采用快速開關(guān)切換。同時(shí)試驗(yàn)表明，母線電壓和頻率衰減的時(shí)間、速度，主要取決于該段母線的負(fù)載。負(fù)載越多，電壓、頻率、下降得越慢。而相同負(fù)載容量下，負(fù)荷電流越大，則電壓、頻率下降得越快。因而，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，B點(diǎn)通常由相角來界定，如55°，如果開關(guān)的固有合閘時(shí)間為100ms，則合閘命令發(fā)出時(shí)的角度約需提前35°，即可以實(shí)現(xiàn)備用電源電壓與

46、母線殘壓向量夾角20°以內(nèi)快速切換，同時(shí)對(duì)于設(shè)備是安全的。這種情形下的無電流的切換時(shí)間只取決于斷路器分合閘的時(shí)間差。對(duì)現(xiàn)代斷路器而言，這一時(shí)間差通常在數(shù)毫秒內(nèi)，因此可認(rèn)為切換是在不斷電的情況下實(shí)現(xiàn)的。5.2 同期捕捉切換如圖3中顯示，在C-D段廠母電壓衰減到6570左右，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降不是很大，如能較精確地實(shí)現(xiàn)過零點(diǎn)合閘，備用電源合上時(shí)沖擊最小，且對(duì)電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)很有利。但是由于廠用母線殘壓隨著頻率的下降，電壓幅值和相角的變化越來越快，線性模型和簡單的加速度模型已經(jīng)難以準(zhǔn)確地表達(dá)電壓幅值和相角的變化MPW-900A(B)型微機(jī)廠用電快速切換裝置采用了頻率自動(dòng)跟蹤技術(shù)和根據(jù)頻率的大小分

47、段建立數(shù)學(xué)模型的方法，準(zhǔn)確地表達(dá)了頻率、相角、幅值變化的規(guī)律。即完全根據(jù)實(shí)時(shí)的頻率、相角、幅值的變化規(guī)律，計(jì)算出在反饋殘壓與備用電源電壓向量第一次相位重合時(shí)的時(shí)間，當(dāng)該時(shí)間接近合閘回路總時(shí)間時(shí)，發(fā)出合閘命令。實(shí)現(xiàn)精確地過零點(diǎn)同期捕捉，且不受負(fù)荷變化影響，對(duì)電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)很有利。 同期捕捉切換如下情況作為快速切換的后備功能：n 系統(tǒng)接線或運(yùn)行方式造成初始角大，快速切換無法實(shí)現(xiàn)時(shí)；n 開關(guān)合閘時(shí)間長，快速切換無法實(shí)現(xiàn)時(shí)；n 某些故障情況下，工作電源斷開時(shí)，相位已不滿足快速切換條件時(shí)；n 主饋線和備用饋線電源來自兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，兩系統(tǒng)間不僅存在相位差，而且存在頻差時(shí)。5.3 殘壓切換指當(dāng)殘壓衰減到2

48、040額定電壓后實(shí)現(xiàn)的切換。殘壓切換作為快速切換及同期切換的后備功能。殘壓切換雖能保證電動(dòng)機(jī)安全，但由于停電時(shí)間過長，電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)成功與否、自起動(dòng)時(shí)間等都將受到較大限制。5.4 長延時(shí)切換如果在一設(shè)定的時(shí)間結(jié)束之前無法進(jìn)行上述任何一種快速切換方式，可執(zhí)行延時(shí)切換。為此，時(shí)間控制切換方式僅作為安全備用方式。正常情況快速切換裝置在設(shè)定的參數(shù)下，是不會(huì)發(fā)生這種切換方式。通常只有當(dāng)短時(shí)間內(nèi)同時(shí)發(fā)生多次故障時(shí)才可能發(fā)生這種切換方式。5.5 快速切換補(bǔ)充說明如果開關(guān)的固有合閘時(shí)間比較長為150ms，則合閘命令發(fā)出時(shí)的角度需提前接近55°，即難以實(shí)現(xiàn)備用饋線電壓與母線殘壓向量夾角以內(nèi)快速切換，同時(shí)

49、對(duì)于電機(jī)也是不安全的。目前國產(chǎn)真空開關(guān)通常都能滿足。系統(tǒng)結(jié)線方式和運(yùn)行方式?jīng)Q定了正常運(yùn)行時(shí)母線電壓與備用饋線電壓間的初始相角，若該初始相角較大，如大于20°（例如：主饋線和備用饋線來自兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)），則不僅事故切換時(shí)難以保證快速切換成功，連正常并聯(lián)切換也將因環(huán)流太大而失敗或造成設(shè)備損壞事故。故障性質(zhì)則決定了從故障發(fā)生到主饋線跳開這一期間母線電壓和備用饋線電壓的頻率、相角和幅值變化?？焖偾袚Q能否實(shí)現(xiàn)，不僅取決于開關(guān)條件，還取決于系統(tǒng)結(jié)線、運(yùn)行方式和故障性質(zhì)。由于系統(tǒng)電源切換是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過程，如：開關(guān)跳開時(shí)，開關(guān)滅弧造成的母線電壓波形畸變；開關(guān)量變位時(shí)的發(fā)生抖動(dòng)；事故時(shí)發(fā)電機(jī)或主變

50、出口先于主饋線開關(guān)跳開，引起的母線電壓頻率升高、相位超前等。對(duì)于這些裝置都需一定的固有動(dòng)作時(shí)間在軟、硬件方面進(jìn)行特別計(jì)算處理，從而保證裝置動(dòng)作的準(zhǔn)確性和可靠性。過分追求快速對(duì)快切裝置是危險(xiǎn)的。6. 切換功能6.1 就緒條件當(dāng)以下條件滿足時(shí)，約10秒后快切自動(dòng)進(jìn)入就緒狀態(tài)：區(qū)分標(biāo)志：母聯(lián)開關(guān)狀態(tài)n 雙饋線加母聯(lián)的配置方式饋線一/二 母聯(lián)ü 母線段（3PT）、母線段（4PT）電壓正常ü 1DL合、3DL合、5DL分、4DL合、2DL合n 雙饋線配置方式饋線一 饋線二ü 母線（3PT/4PT）、備用饋線（2PT）電壓正常ü 1DL合、3DL合、5DL合、4DL

51、分饋線二 饋線一ü 母線（3PT/4PT）、備用饋線（1PT）電壓正常ü 2DL合、4DL合、5DL合、3DL分6.2 正常切換正常切換指系統(tǒng)正常工作時(shí)，人工切換主饋線與備用饋線開關(guān)。正常切換是雙向的，可以由主饋線切向備用饋線，也可以由備用饋線切向主饋線。該功能由人工起動(dòng)，在控制臺(tái)、DCS系統(tǒng)或裝置面板上均可進(jìn)行。正常切換可分為并聯(lián)切換、同時(shí)切換和串聯(lián)切換。6.2.1 正常并聯(lián)切換（切換邏輯示意圖見附圖2）注：正常并聯(lián)切換只有在系統(tǒng)允許合環(huán)（功相角滿足條件），短路電流在允許范圍內(nèi)方可投入。n 并聯(lián)自動(dòng)由人工起動(dòng)，若并聯(lián)切換條件滿足，裝置將先合備用饋線（主饋線）開關(guān)，再自動(dòng)跳

52、開主饋線（備用饋線）開關(guān)。若起動(dòng)后并聯(lián)切換條件不滿足、備用饋線（主饋線）開關(guān)未合上、主饋線（備用饋線）開關(guān)未跳開，裝置將閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)。n 并聯(lián)半自動(dòng)由人工起動(dòng)，若并聯(lián)切換條件滿足，合上備用饋線（主饋線）開關(guān)，而跳開主饋線（備用饋線）開關(guān)的操作由人工完成，若在整定的時(shí)間內(nèi)，人工仍未跳開主饋線（備用饋線），裝置將將閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)。若起動(dòng)后并聯(lián)切換條件不滿足、備用饋線（主饋線）開關(guān)未合上，裝置將閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)。6.2.2 正常同時(shí)切換（切換邏輯示意圖見附圖3）正常同時(shí)切換指人工起動(dòng)切換，先跳主饋線（備用饋線）開關(guān)，在滿足切換判別條件后，合上備用

53、饋線（主饋線）開關(guān)。正常同時(shí)有切換，快速、同期捕捉、殘壓三種切換判別條件，快切不成功時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入同期捕捉或殘壓切換。若主饋線（備用饋線）開關(guān)未跳開，裝置將去耦同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)；將若起動(dòng)后備用饋線（主饋線）開關(guān)未合上，裝置將閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)。6.2.3 正常串聯(lián)切換（切換邏輯示意圖見附圖4）正常串聯(lián)切換指人工起動(dòng)切換，先跳開主饋線（備用饋線）開關(guān)，確認(rèn)開關(guān)已跳開時(shí)，在滿足切換判別條件后，合上備用饋線（主饋線）開關(guān)。正常同時(shí)有切換，快速、同期捕捉、殘壓三種切換判別條件，快切不成功時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入同期捕捉或殘壓切換。若起動(dòng)后備用饋線（主饋線）開關(guān)未合上，裝置將閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和

54、裝置閉鎖信號(hào)。6.3 事故切換事故切換指主饋線（備用饋線）上一級(jí)主保護(hù)接點(diǎn)起動(dòng)（指變壓器或發(fā)變組差動(dòng)保護(hù)等），事故切換分為事故串聯(lián)和事故同時(shí)切換。事故切換是雙向的，可以由主饋線切向備用饋線，也可以由備用饋線切向主饋線。n 事故同時(shí)切換（切換邏輯示意圖見附圖5）由主饋線（備用饋線）上一級(jí)主保護(hù)起動(dòng)，先跳主饋線（備用饋線）開關(guān)，在滿足切換判別條件時(shí)，合上備用饋線（主饋線）開關(guān)。串聯(lián)切換有：快速、同期捕捉、殘壓、長延時(shí)四種切換判別條件，快切不成功時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入同期捕捉、殘壓切換或長延時(shí)切換。若起動(dòng)后備用饋線（主饋線）開關(guān)未合上，裝置將閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)。若起動(dòng)主饋線（備用饋線）開關(guān)未跳開，

55、裝置將去耦同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)。n 事故串聯(lián)切換（切換邏輯示意圖見附圖6）由主饋線（備用饋線）上一級(jí)主保護(hù)起動(dòng)，先跳開主饋線（備用饋線）開關(guān)，確認(rèn)開關(guān)已跳開時(shí)，在滿足切換判別條件時(shí)，合上備用饋線（主饋線）開關(guān)。串聯(lián)切換有：快速、同期捕捉、殘壓、長延時(shí)四種切換判別條件，快切不成功時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入同期捕捉、殘壓切換和長延時(shí)切換。若起動(dòng)后主饋線（備用饋線）開關(guān)未跳開、備用饋線（主饋線）開關(guān)未合上，裝置將閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)。6.4 非正常工況切換非正常工況切換由裝置檢測(cè)到非正常情況后自行起動(dòng)，非正常切換是雙向的，可以由主饋線切向備用饋線，也可以由備用饋線切向主饋線。非正常情況指母線失電

56、和主饋線開關(guān)誤跳兩種工況。n 母線失電（切換邏輯示意圖分別見附圖5、附圖6）當(dāng)母線三相線電壓均低于整定值且時(shí)間大于整定值，則裝置分為同時(shí)切換或串聯(lián)切換。其切換條件和切換邏輯與保護(hù)起動(dòng)的事故切換相同。n 開關(guān)誤跳（切換邏輯示意圖見附圖7）因各種原因（包括人為誤操作）造成主饋線（備用饋線）開關(guān)誤跳開，裝置在滿足切換判別條件后，合上備用饋線（主饋線）開關(guān)。該串聯(lián)切換有：快速、同期捕捉、殘壓、長延時(shí)四種切換判別條件，快切不成功時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入同期捕捉、殘壓切換和長延時(shí)切換。若起動(dòng)后備用饋線（主饋線）開關(guān)未合上，裝置將閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)。6.5 切換邏輯裝置根據(jù)母聯(lián)斷路器的狀態(tài)自動(dòng)識(shí)別是運(yùn)行于雙饋線的方式或是雙饋線加母聯(lián)的方式，切換啟動(dòng)原因有：正常切換（人工切換）、開關(guān)偷跳、母線失壓、高側(cè)開關(guān)聯(lián)跳、保護(hù)啟動(dòng)五種條件。n 雙饋線配置方式雙饋線之一向母線供電，兩斷路器中一臺(tái)合閘，另一臺(tái)分閘，如有母聯(lián)開關(guān)時(shí)，開關(guān)處于合位。鑒于短路電流的原因，經(jīng)常不允許兩條線路同時(shí)合閘，兩饋線解列運(yùn)行。當(dāng)主供電線路出現(xiàn)故障時(shí)，快速切換裝置在最可能短的時(shí)間內(nèi)把負(fù)荷切換到備用饋線上。成功切換之后，母線由備用饋線供電。一旦主饋線的故障排除，可用手動(dòng)方式起動(dòng)快速切換把負(fù)荷重新切換到主饋線上以恢復(fù)正常