雙電源無擾動切換技術(shù)在焦化行業(yè)的應(yīng)用

雙電源無擾動切換技術(shù)在焦化行業(yè)的應(yīng)用1、項目背景山東XX焦化集團一車間煤氣風機油站為單電源供電，可靠性不高，當供電回路出現(xiàn)故障時，造成輔機油泵停機，油壓低連鎖跳煤氣風機，影響生產(chǎn)安全運行。因此計劃增加2套雙電源切換裝置，當油站電源出現(xiàn)異常時可以在5ms內(nèi)切換至備用電源，保障煤氣風機正常運行?；ざ囬g一、二期合成配電室、合成氨聯(lián)合廠房配電室為單一電源供電，當進線電源異常時無法自動切換到備用電源，人工恢復時間長，生產(chǎn)裝置受到影響較大。計劃增加3套雙電源切換裝置，當電源出現(xiàn)異常時可以在20ms內(nèi)切換到備用電源，保證生產(chǎn)設(shè)備穩(wěn)定不受電源異常影響。需求闡述目前需要增設(shè)雙電源無擾動切換設(shè)備的分別是煤氣風機油站和0.4kV低壓配電室，煤氣風機油站是面向負載側(cè)做雙電源切換，0.4kV低壓配電室是面向進線電源側(cè)做雙電源切換，同時考慮到電流等級的不同，所以采取不同的技術(shù)方案。煤氣風機油站電源為雙電源主備方式，改造需求為當主電源出現(xiàn)故障時，切換設(shè)備準確及時識別，快速斷開主電源，迅速導通備用電源，保證油站工作設(shè)備不停機、無沖擊?；谝陨闲枨?，煤氣風機站配置GSS三相靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)柜實現(xiàn)雙電源無擾動切換，通過高速半導體開關(guān)技術(shù)實現(xiàn)小于5ms的切換。0.4kV低壓配電室進線方式為雙電源進線，改造需求為當主進線出現(xiàn)故障時，切換設(shè)備準確及時識別，快速斷開主進線斷路器，通過內(nèi)部模型判斷，快速安全合上備用進線斷路器，實現(xiàn)無擾動切換，保證母線上掛載的所有設(shè)備不停機、無沖擊。由于是在配電網(wǎng)進線電源側(cè)做雙電源切換，在實現(xiàn)快速切換的同時，還要著重考慮切換的安全性，防止出現(xiàn)沖擊電壓，損傷各類負載。所以切換方案要考慮到以下幾個方面：1）如果把0.4kV配電室看做一個配電系統(tǒng)，晃電現(xiàn)象有可能是來自于區(qū)外上級，也有可能來自于區(qū)內(nèi)，如果是來自于區(qū)外上級，可以通過快速切換方式實現(xiàn)，如果是來自區(qū)內(nèi)，比如某條回路的短路造成的，這時，切換設(shè)備必須具有準確判斷功能，安全閉鎖，防止區(qū)內(nèi)故障未隔離時，故障擴大化。2）采用先分后合的動作順序，在發(fā)出合閘命令時，切換設(shè)備中的控制器需要對母線擾動模型分析準確，保證合閘時合閘兩側(cè)電壓的幅值、相位、頻率預判精準，無沖擊風險。3）由于斷路器在年復一年的使用過程中，隨著設(shè)備的老化，功能參數(shù)也會出現(xiàn)變化，比如分合閘時間，所以，這就需要切換設(shè)備的控制器能動態(tài)判斷斷路器分合閘時間，尤其是合閘時間，從而保證每一次動作時，都能準確判斷越前合閘時間，保證合閘時100%安全。4）出現(xiàn)晃電現(xiàn)象時，經(jīng)常會出現(xiàn)短時間內(nèi)多次晃電，那么切換設(shè)備完成一次無擾動切換后，需要自動回切時，通過對回切延時和回切判據(jù)綜合判斷，保證自動回切的安全，當然也可以選擇手動回切?；谝陨闲枨蠛涂紤]，0.4kV低壓配電室配置FSC無擾動雙電源快速切換柜實現(xiàn)雙電源切換，通過高速真空斷路器實現(xiàn)小于20ms的切換時間。方案概述3.1煤氣風機油站其配電結(jié)構(gòu)基本如下圖所示：注：快速開關(guān)在本系列產(chǎn)品中，可能是可控硅、IGBT、特殊繼電器、特殊接觸器等滿足技術(shù)指標的執(zhí)行單元，K1-K5為微型斷路器或塑殼斷路器。兩路獨立的380V電源，工作中通過主、備電源的相互投切完成油泵供電連續(xù)，實現(xiàn)設(shè)備不停機，無沖擊。GSS三相靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)柜外形尺寸示意圖如下：方案采用標準柜結(jié)構(gòu)，單柜尺寸如圖所示，整柜工廠預制調(diào)試完畢，現(xiàn)場吊裝后固定，安裝方式簡單?？勺詣幼R別輸入相位關(guān)系，具有手動切換、強制模式切換、失壓切換和過壓切換多種切換功能，具有滾動切換和同步切換自適應(yīng)功能。智能風冷，超過環(huán)境溫度自動啟動冷風系統(tǒng)，出風口位于模塊后側(cè)。改造完成后，預期實現(xiàn)效果：正常工作時主電源接通，備用電源斷開，由主電源交流輸入向油泵供電。當主電源故障時，GSS自動斷開原主電源回路，接通原斷開的備用電源回路，將油泵供電不間斷地轉(zhuǎn)換到備用電源，切換時間小于5ms。3.20.4kV低壓配電室其配電結(jié)構(gòu)基本如下圖所示：兩路進線分別來自不同的獨立單元，工作中1#、2#電源進線的相互投切完成0.4kV母線的供電連續(xù)，保證母線掛載各類負載設(shè)備不停機，對電網(wǎng)無沖擊。0.4kV無擾動雙電源快切柜外形示意圖如下：方案采用標準柜結(jié)構(gòu)，單柜尺寸：0.8米*0.6米*2.2米（長*寬*高），整柜工廠預制調(diào)試完畢，現(xiàn)場吊裝后固定，安裝方式簡單，內(nèi)部配置通風除濕系統(tǒng)，具有長期可靠運行的特性。智能識別區(qū)內(nèi)區(qū)外故障，具有開關(guān)合閘時間精確統(tǒng)計，自動適應(yīng)開關(guān)老化及開關(guān)更換功能，七種全面起動方式，保證復雜工況下也能夠快速啟動，實現(xiàn)無擾動切換。改造完成后，預期效果如下：該FSC無擾動雙電源快切柜主要由無擾動靜態(tài)切換系統(tǒng)DCM635C和高速真空斷路器PBG-0.4kV/630構(gòu)成，整體完成進線開關(guān)之間的無擾動切換。正常情況下單母線方式運行，Q1和Q2之間設(shè)置機械電氣聯(lián)鎖，Q1開關(guān)在