PMC-8810-B电源快速切换装置的快切原理介绍
PMC-8810-B是深圳市中电电力技术股份有限公司(以下简称中电技术)精心开发的,适用于石化、冶金等对供电电源可靠性要求较高场合的电源快速切换装置。PMC-8810-B工业企业电源快速切换装置硬件设计采用高端配置,软件配以专门的算法及高可靠的实时多任务操作系统,支持基于以太网的IEC61850国际标准规约。
【快切原理介绍】PMC-8810-B电源快速切换装置应用于存在大量电机的发电厂及石化、冶金、煤炭等工业企业;当工作电源失电后,能够快速切换到备用电源,保证供电的连续性。
对比采用普通备自投,普通备自投采用失压、无流判据,且都是等待失电进线断开后才去合备用进线,整个逻辑中间还预设多种延时。以我公司851D备自投为例,其逻辑如下:
上述备自投切换完成恢复供电时,时间已经过去1~2秒(甚至更长),此时高压电机由于低压保护跳闸,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。电动机停转将导致电厂发电中断,企业生产停工,原料报废,损失巨大。
PMC-8810-B电源快速切换原理是利用异步电动机的特性,在工作电源因故障等原因被切除后,母线上的所有电动机依靠原来的惯性及转子剩磁转入异步发电状态;此时母线电压(称为残压)不会很快下降,工作母线上将出现一个幅值和频率逐步下降的残压(如图所示)。
利用这段黄金时间,在系统电压、频率下降到一定值之前,选择合适的时机快速合闸,可以保证电动机连续运行。
图中仅代表一个典型过程,假设电源失电瞬间母线电压与备用电源电压幅值相等、相位相同、频率相同的(现场一般都能满足,同源的不用说;如果不同源,例如自备发电机,一般也会进行同期调节),之后随着时间的推移,母线残压Vres绕备用电源电压向滞后方向旋转,残压幅值也不断衰减,频率的下降同时也导致角差逐步拉大,使得残压轨迹沿360°旋转,在图中表现为一个螺旋形状。
螺旋轨迹旋转速度是不一样的,取决于频率下降速度,频率下降速度又与负荷特征、电机总容量等有关。图中旋转第一个360°时间为0.6s左右,这个只是一个示例。同样,针对一个特定的现场而言,每个时刻的残压幅值、频率、角度也是无法精确计算的,需要搭建庞大的仿真系统进行仿真,或借助于现场实际切换测试来获取数据。
图中红色区域右侧为安全区域,在这个区域内切换电源不会对电动机相关负载造成伤害。这个区域不是绝对的,需要结合现场运行工况进行分析与整定,总体来讲需要遵循如下原则:
1)核心是控制合闸时刻母线残压与备用电源之间的压差、频差、角差,避免对电动机产生冲击;(具体详见后续定值整定原则说明)。
2)关键是要抓住电源失电后的黄金时机。电源失电后的一段时间,母线残压状况最佳;随着时间的推移,角差、压差拉大,需要绕过图1红线左侧一大段不安全区域后,才能重新进入安全区域,此时电压、频率均下降比较厉害,即便角差满足也很难实现快切了。
【其他功能特点】采用主频300MHz的高性能32位双核处理器、64位高速浮点DSP、16位高性能的同步采样A/D、无穷读写次数的大容量高速非易失存储芯片、大屏幕液晶、图形化界面;
两个以太网通信接口(可选10/100Base-T、100Base-FX):支持环网、主备切换等功能;
通信支持IEC61850规约、MODBUS-TCP规约、MODBUS-RTU规约和IEC60870-5-103规约;
切换功能齐全,具有正常手动起动、事故起动、母线失压起动、无流起动、逆功率起动、开关误跳起动多种起动方式;具有快速切换、实时快速切换、同期捕捉切换、残压切换、长延时切换多种实现方式;具有并联切换、同时切换、串联切换多种切换方式;
辅助功能完备,具有切换闭锁、开关位置异常监视、去耦合功能、联切功能、方向过流闭锁切换功能、电压异常监视功能、低压减载功能、母联过流保护、母联充电保护、母联后加速保护、后加速接点输出、母联I0过流保护、母联I0充电保护、TV断线监视等功能;
完善的事件记录和录波功能,可保存16组切换报告记录、512条各类事件记录、4次切换录波、4次故障录波,切换录波时间最长可达20s,有效记录切换过程。所有记录信息均可掉电保存,录波文件均以标准COMTRADE格式存储,并可通过装置直接查看录波波形;
支持单母两进线、单母分段以及单母三进线切换模式;
支持IRIG-B对时、GPS脉冲对时、SNTP网络对时功能;
装置软硬件具有完善的自检功能;
支持软件在线升级;
采用全封闭机箱,强弱电完全分开,软件上也采取相应的抗干扰措施,能达到电磁兼容各项标准的最高等级。
满足最严酷的应用环境:符合宽运行温度要求(-25℃~+70℃);
装置可就地分散安装,也可集中组屏安装。
【关于“CET中电技术”】CET中电技术创立于1993年,是央企中国电子信息产业集团有限公司(简称“CEC中国电子”)旗下经混改后骨干员工持股的企业,作为首批国家级高新技术企业,先后获得国家级专精特新“小巨人”企业、广东省综合能源配电网监测与故障诊断及治理工程技术研究中心、深圳市重点企业研究院、深圳市智能电网在线监测关键技术工程实验室、深圳市战略新兴产业新能源行业企业技术中心、国际互认CNAS实验室等政府认定及资质,是国内首家通过级国际认证的企业。
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