无扰动快速切换装置 兼有手动起动、保护起动、失压起动、误跳起动、无流起动、逆功率起动等多种起动方式

一、机快速切换装置概述

       石化、冶金等大中型工业企业，由于外部电网或内部供电网络故障或异常的原因，造成非正常停电、电压大幅波动或短时断电（俗称“晃电”）的情况屡见不鲜。由于冶金、石化企业工艺流程的特殊性，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。

       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，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，备自投的使用效果并不理想。原因是这些企业有大量的电动机负荷，由于电动机反馈电压的存在，从失电到失压进而无压，备自投完成动作的过程持续时间长达1-2秒，甚至更长，此时电动机已经被分批切除。即使是延迟时间较长的高压重要电动机没被切除，由于母线已经无压（一般无压定值为额定电压的20%-35%），转速已经严重下降，直接影响生产过程的连续性，并对产品质量造成不良影响。而且此时恢复供电将造成较大的电动机自起动电流，对供电网络产生冲击。而对400V系统而言，低电压将造成接触器脱扣，变频器停止工作。在石化、冶金行业，看起来司空见惯的备自投实际上并没有真正起到保障供电连续性的作用。

       备自投装置动作时间为什么会那么长呢？主要原因有二，一是装置起动太迟，二是装置起动后将备用电源投入的时间太长。追根溯源，工业企业总降和中低压变电站目前使用的备自投装置几乎百分之百套用电网变电站的备自投装置工作原理，并没有针对工业企业的需求和技术特点进行原理、功能、性能的专门性设计和开发。例如：在起动条件上，仅仅采用失压起动，并没有考虑把有关的保护动作、失电作为起动条件以缩短起动时间；在合闸（合备用电源）条件上，采用延时和无压判据，没有采用在厂用电切换中已经获得巨大成功的母线电压、频率、相位实时跟踪技术，实现“快速切换”。尤其对于石化、钢铁等企业，由于存在大量的感应电动机，母线失压后电动机惰行，反馈电压下降较慢，为了避免备用电源合上时由于反相或相位差大造成大的冲击电流，备自投装置往往设定较长的延时和较小的低电压定值。例如，某企业备自投装置在检测到母线电压下降至定值（一般为65％～70％）并延时一段时间后（通常设定为0.8～1.5s），跳开工作电源开关；再等待失电母线电压降至20～35％以下时，合上备用电源开关或母联开关。

        机快速切换装置，是基于本公司新一代嵌入式软硬件平台而研制的新型自动切换装置，针对冶金、石化等行业用户的需求而专门设计和研发的新一代多功能快切产品。装置的优点主要体现在如下几个方面：

            安全性：在切换过程中，装置实时跟踪开关两侧电源的电压、频率和相位，并提供了多种可靠的起动方式和切换实现方式，能够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。

            灵活性：传统实现方式往往专门为现场某种接线方式或者运行方式设计，一旦运行方式改变，或者需要应用到新的接线方式，改动非常繁琐。本装置结合了多种合理的现场运行方式，仅需更改部分定值即可满足多种现场工程实施需求。

            快速性、准确性：装置硬件采用Zui新型DSP+ARM+CPLD硬件平台，高精度AD采样芯片，保证了数据的实时性以及切换的快速性。

            可靠性：在硬件和软件上均设计了专门的抗干扰措施，以及完善的自检、闭锁逻辑，并通过了第三方Zui高等级的EMC检测，其抗干扰性能有充分的保证。

       装置克服了以往备自投装置的缺点，大大提高了工业企业控制自动化的水平，填补了该领域的技术空白。模块化的设计、丰富的切换逻辑、灵活的设置以及高速的运算能力，使这款装置无论在功能还是性能上都处于国内lingxian水平。

二、机快速切换装置特点及主要技术指标

1、装置特点

1.1 切换功能齐全

          兼有手动起动、保护起动、失压起动、误跳起动、无流起动、逆功率起动等多种起 动方式

          兼有并联、串联和同时切换方式

          兼有快速切换、同期捕捉切换、残压切换、长延时切换等实现方式

          完备的切换闭锁功能

1.2可靠的软硬件设计

          装置采用全封闭背插式结构，抗干扰设计，使装置的抗电磁干扰能力大大提高。

          出口设有闭锁继电器，保证装置可靠出口。

          逻辑单元软件与管理单元软件独立运行，通信、显示等不会影响切换逻辑正常运行。

1.3通过全面的第三方检测

          装置通过了EMCZui高等级试验，确保各种恶劣工况下装置的正常运行。

1.4友好的易用性

          装置配有汉字液晶显示，直观的界面菜单，详细的信息显示，丰富的指示灯，便于操作和调试。

          装置提供调试接口，可通过该接口将装置所有信息（报告、录波、定值等）导出。

1.5通信功能

          支持以太网、RS485通信接口；支持IEC60870-5-103、Modbus通信规约。

1.6强大的故障录波及信息记录功能

          信息记录全面，包括动作事件、告警事件、开入开出变位信息、装置自检、运行事件及录波事件等。通过查看这些事件记录，可以全面了解设备的运行状况。

1.7时钟同步

          装置具备软件对时和硬件对时功能。

          硬件对时支持秒脉冲对时模式和IRIG-B码对时模式，装置自动识别硬件对时模式，对时误差≤1ms。对时接口均采用485差分电平输入。

          软件对时为通讯报文对时。一般地，IRIG-B码对时单独使用，差分秒脉冲与软件对时一同使用，不建议IRIG-B码对时与软件对时同时使用。

2、主要技术指标

2.1工作环境

          温度：-25℃～+60℃ 保证正常工作

          湿度、压力符合DL478

2.2机械性能

          能承受严酷等级为Ⅰ级的振动响应，冲击响应。

2.3额定数据

          直流电压：220V  允许偏差+15％，-20％

          交流电压：100V（线电压），57.74V

          交流电流：5A

          频    率：50Hz

2.4功耗

           交流电压：< 0.5VA/相

           交流电流：< 1.0VA/相 (In =5A)

                           < 0.5VA/相 (In =1A)

直    流： 正常 < 15W

               跳闸 < 25W

2.5过载能力

          交流电流：2倍额定电流，连续工作； 10倍额定电流，允许10s；40倍额定电流，允许1s。

          交流电压：1.2倍额定电压，连续工作；1.4倍额定电压，允许10s。

2.6精度

          电压：0.5级

          频率：0.02Hz 

          相角：0.2度

2.7定值误差

          电压定值误差：±2.5%；

          电流定值误差：±2.5%或±0.01A；

          频差定值误差：±0.02Hz；

          时间定值误差：±1%定值。

          角差定值误差：±0.2°

ue工作范围

          电流：  0.05In~20In

          电压：  1%Un~120%Un

          频率：  30Hz~65Hz

2.9输入输出接点容量

          跳合闸出口： 

          允许长期通过电流5A，切断电流0.3A（DC220V, V/R 1ms）

          信号出口： 

     允许长期通过电流5A，切断电流0.3A（DC220V, V/R 1ms）

          开关量输入：DC220V。