化工厂两路10KV高压配电如何做到无缝自动切换的解决方案

文章附图

解决步骤如下:
一、初步拟定方案概述
  我们首先指定项目经理进行项目勘察,对现场施工方式与电力工程师进行探讨,并确立自动化改造的初步效果;对低压配电柜进行勘察,合理自动化设备的安装;对进线开关柜和联络开关柜进行勘察,确立采集信号和控制信号的布设及实施细则;形成科学完善的自动化闭环控制方案,对现场相关元件进行核验,出具本方案。
  其次对二次控制图进行重新设计,确保改造升级后系统和原来系统的兼容,严格按照确认后的图纸施工,施工过程中严格按照操作规程规范操作,指定专门项目经理负责停电和送电的协调,对改造后进行运行测试,对切换设备进行定值整定。最后组织项目验收,确认自动化效果的实现,归档相关资料,会签试验验收表格,清理现场,完成项目实施。

二、快速切换系统构建
  配电系统快速切换改造系统以下简称“快速切换系统”,该快速切换系统由 10KV切换系统以及 400V 抗晃电系统共同构成,正常 10KV 快速切换能够根据运行工况选择投切方式完成无扰动投切,由于运行工况的复杂性,快速切换系统在投切过程中可能产生短暂的切换延时,为确保生产连续性,在 400V 系统引入抗晃电系统作为切换系统的配套保障系统,确保整个生产运行系统的连续性。

    10KV 切换系统由MFC200G 电源无扰动快速切换装置作为核心控制装置,完成进线以及母联之间的快速切换,现场的10KV 的基本配电结构如下图:

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  该方案通过对现场的 10KV 配电站已经配置的资源的收集,对接线端子进行梳理,由电源无扰动快速切换装置对进线柜、联络柜的各种电气参数进行采集,能够准确快速进行保护跳闸,进线失压判断,同时依据当前运行工况,可靠发出切换命令,每一个执行动作严格闭环,直到预定动作周期完成,系统生成记录信息,并可根据配置的声光报警系统,进行母联柜或者远方值班室报警提示。

三、主要产品简介
  MFC200 系列电源无扰动切换装置适用于石化、煤炭、冶金、热电厂或发电厂厂用电源的无扰动切换。本装置可以在系统供电电源发生故障时,根据系统运行状态,迅速切除故障电源,检测待合闸两侧的电压数值如满足合闸要求时合上备用电源,避免在电源快速切换时造成的电源中断或者设备冲击损坏,保证负荷不断电连续运行。为保证生产过程的连续性,备用电源应在临界电压之前投入,这样很多工业企业的电动机电源接触器也不再会有因备用电源投入过慢而出现所谓“晃电”的问题,电动机就不会自动跳闸。南京能保专业从事多电源可靠供电 10 多年,该系列无扰动切换装置融合了自动同期技术、快速切换技术、涌流抑制技术及负荷在线监控技术,确保实现电气系统无扰动切换,从根本上提高工业企业供电的可靠性。
主要功能如下:
装置适用于三种接线系统:进线、母联、自适应
具有手动切换、事故切换、非工况切换(失压、开关误跳)功能
并联、串连、同时三种开关切换顺序选择
故障情况时,实现待合闸两侧的快速、同期捕捉、残压、长延时切换
PT 断线
备用电源失电
开关异常闭锁
合闸回路测时
装置自检故障告警
分段开关电流保护(母联及自适应方式)
保护定值远方召唤和修改
故障录波
技术规范如下:
1. 工作电压
装置电源:AC/DC 86~265V
操作电压:DC 220V 或 DC 110V
2. 功率消耗
直流回路: <10W(正常工作时);<15W(动作时)。
交流电压回路:<0.5VA/相
交流电流回路:<1VA/相(In=5A);<0.5VA/相(In=1A)。
3. 过载能力
交流电压: 1.2 倍额定电压连续工作
保护电流: 2 倍额定电流连续工作
10 倍额定电流,允许 10 s
40 倍额定电流,允许 1 s
4. 定值整定范围及误差
定值整定范围:
电压元件:1V~120V
电流元件:0.1In~20In
频 率:45.00Hz~55.00Hz
时间元件:0.00S~100.00S
电流及电压定值:≤±3%整定值
频率定值: ≤±0.02Hz
角度定值: ≤±2°
分段过流动作时间(包括继电器固有时间):固有动作时间:2 倍整定值时,不大于 45ms
5. 测量精度
交流电压: 0.2 级
频率: ≤±0.02Hz
SOE 分辨率: ≤2ms
合闸测时: ≤2ms
6. 跳合闸出口接点容量
可长期接通 DC 250V,5A。
7. 环境条件
环境温度:
工作:-20℃~+55℃。
储存:-25℃~+70℃,相对湿度不大于 80%,周围空气中不含有酸性、碱性或其它腐蚀性及爆炸性气体的防雨、防雪的室内;在极限值下不施加激
励量,装置不出现不可逆转的变化,温度恢复后,装置应能正常工作。
相对湿度:最湿月的月平均最大相对湿度不大于 90%,同时该月的月平均最低温度不低于 25℃且表面不凝露。最高温度为+40℃时,平均最大湿度不超过 50%。
大气压力:80kPa~110kPa(相对海拔高度 2km 以下)。
8.通讯
一路标准RS485多机通讯端口,两路工业以太网口端口。
支持单网、双网通讯,能够完全实现网络的冗余互备。
IEC-60870-5-103(RS485通讯)、IEC-60870-5-104(工业以太网通讯)标准通信规约。
9.GPS 对时
通过 RS485 差分电平接收 GPS 硬时钟分对时(或秒对时),同后台监控系统配合,可以完成 GPS 的精确对时。
四、400V 抗晃电系统构建
       “晃电”指的是因供电线路切换、雷击、重合闸、大型设备启动、发电厂故障及其他原因造成电网电压下降到额定值的 90%~10%,持续时间为 10ms~500ms 情况。化工企业对系统供电可靠性的要求较高,一旦出现供电系统晃电,会引起保护设备欠压误保护、生产设备意外停机,致使生产线瘫痪、事故扩大,导致非常大的经济损失,甚至对操作人员的安全构成威胁。

  使用交流接触器的低压电动机控制系统中,晃电发生后会导致接触器触头断开,使电动机停转。通过在原有的交流接触器上增加 NBM621KH 电动机抗晃器来达到抗晃电目的,其实现原理如下:

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    NBM621KH 电动机抗晃器利用晃电的特性,结合切换系统的切换时间可达 500ms,在晃电发生时第一时间对瞬时电压凹陷的采集与算式,采用半波直流变频取样比较技术以及滑动窗快速启动技术,有效地抑制了共模干扰的影响,控制精度达到 1V/220V。在 0.5 秒的辅助保持时段内瞬时闭合延时断开,不检测 85%电压,与接触器状态相互闭锁,功能是防“晃电”,失压超过 0.5 秒,检测 85%重合电压阀值后瞬时闭合或者延时闭合,功能是分批再起动。两段时控方式可区分电压凹陷的故障类别,既可以防“晃电”,又能配合快速切换系统完成抗晃电功能。NBM621KH 电动机抗晃器正常起动和停止不会延时,只有晃电时接触器才延时,内部采用超级电容作为电压跌落时后备电源,无电池记忆效应,采用高速单片机测量、控制,具有精、准、稳特点。

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