企业10kV供电系统增加快速切换装置

企业10kV供电系统增加快速切换装置

卜凡

天津滨海国际机场有限公司   天津市  300300

摘要：随着现代技术的发展，提高生产力也是电力系统面临的挑战。非线性负荷和冲击的增加严重污染了电力系统。随着各种先进技术的引入，供电质量也有所提高。特别是电压跌落不仅会导致故障，还会直接或间接造成经济损失，从而提高供电质量。电源切换是用户电源技术设备，为提高电源可靠性提供了经济高效的解决方案，并为工作负荷提供不间断电源。

关键词：双电源自动切换；供电系统

由于10千伏外内部电网供电故障，大中型企业经常发生非正常或短时断电(通常称为停电)。由于工艺的连续性和特殊性，突然停电可能导致长时间停工、工艺中断甚至生产设备报废，从而给企业带来巨大的经济损失。

一、慨况

当今许多10kv供电企业可靠性双路电源供电主要解决方案和安装备自投装置。备自投装置适合中型企业。但是，即使是备自投装置也不太适合石油化工、金属冶金等需要不间断电源的企业。原因是这些公司由于电机的反馈电压，发动机负荷很大，由于失电到失压、调节低压运行或无电压，这个过程可能需要1-2秒或更长时间。电动机完全断开了。延迟时间长的电动机即使不停机，也会因无母线电压(一般为额定电压的20%~35%)和转速明显降低而影响产品质量。供电恢复会增加启动电流，影响供电网冲击产生。在系统400 V中，接触器脱扣是低电压将导致，变频器闭合。因此，备自投普通不符合具有特定营养需求的石化行业。备自投置的一个主要原因是启动时间太晚或者启动后备用电源的启动时间太长。备自投装置设计和开发，其需要和技术特点不符合化工企业。关于启动条件，失压起动仅使用；合闸时使用延时无压策略。为了反相或相位差避免过大造成的冲击电流，备自投装置通常会设置较长和较低的电压值。某些特征决定了化工企业备自投装置不安全、可靠、不间断供电的要求。

二、供电系统的组成

如建筑单体20 000～25 000 m2，供电系统有外市电引入，高压10 kV、油机备用、变压器和低压配电系统。

1.负荷组成。IT机房内的服务器、存储阵列、云计算、通信、网络安全是关键负荷，对设备的正常运行至关重要。

2.特性。根据最大负荷GB50174-1分为A、B、C3级，其中，IT机柜和空调设备占数据负载最大(80%以上)。高负载功率，由于技术发展，单个机柜的功耗负荷水平是电力系统主要指标。在有限的工作区域中，机柜的功率密度可以是3、5、7 kW或更高。非线性负荷是指整流设备负荷。在电力系统中，大量的开关电源、充电电池、UPS、变频电机、水泵、荧光灯，非线负载，其产生谐波，系统污染导致。同时，油机具有较高的容量、启动能力和装载能力。

三、市电/油机的双电源切换

大多采用电网作为主电源，两路市电同时供电，电源备用柴油供电采用。当断开其电源(或不正常工作)时，启动油机电源。当其中一个市电恢复时，油电源将被关闭。高压柴油10 kV发电机组是多机并联系统，越来越多地用于电力系统。在10kv侧工作双电源切换，(ATS)在系统中广泛应用。ATS是从市电切换到油机装置。ATS设备合适选择对于提高电力系统的安全性和可靠性至关重要。

1.逐级投切工作模式。主要作用是在市电与油机电源切换，使分路投切负荷逐步加载和减载。投入使用油机电源后，逐次合闸负载出线，逐渐加重了油机系统的负担。退出前，相继出现逐次分闸负荷，逐渐降低加油机系统的负荷。具有逐级切换功能的逐级加载/减载是保证油机电源的先决条件是可靠输入和安全运行。油机电源系统本身即使由其原动力，有限容量。当油机系统启动时，它是空载的。从一定功率输出的空载到足够的输出功率，发动机本身物理过程是逐渐增加输出功率。当合闸油机装置进线切换时，如果不同时逐级加载，油机系统的负荷会急剧增加，导致电压和输出频率剧烈波动，可能导致系统失稳解列。

2.应用逐级切换。以调试某供电系统为例，说明了逐级切换在系统中的应用。停电一路市电，高压机房10 kv段发生网络停电时，系统母联开关会自动关闭联络电源，并对另一条线路进行100%负载。10 kV I输入接线开关跳闸备自投，10 kV I/II段总开关自动合闸。市电两路停电，市电2号10 kV II段失电，ATS确认电1号10 kV I电源和市电2号10 kV II段电源断开后，油机启动信号延时10 s，屏接收到机组启动信号后，延时20秒的启动系统确认设备正常工作，延时5秒，然后切换至10kV II段，然后切换到10kV I和II母线，延时2秒。10 kV I和II母线上的所有输出开关每2秒逐渐关闭一次信号，以完成油机的满负荷。任何一路市电恢复计划。当第一号10kV I段电源恢复正常时，维护人员将在现场进行手动操作，以确保ATS控制系统的电源恢复正常。收到命令后，ATS延时为4秒，即闸前10 kV I段和II段的输出开关在自动分闸前自动锁定，分闸前10kV I段和II段输出开关每两秒自动锁定一次，然后自动闭合。直至所有输出开关关断，总时间为14 s，延迟2 s，油机10 kV I段1号分闸信号，10kv母线负荷恢复，母联开关联络10 kV I段和II段自动合闸，再延迟2秒。结合第一台出线10 kV I段和II段输出开关，所有10kv I段和II段输出开关将每2秒逐级合闸。自动合闸所有10 kV I段和II段母线输出开关需要14 s，从而完成恢复，就像系统延时26 s时，ATS向油控制屏发出信号取消油压启动，油机系统延时停机300 s，

应根据分类标准和业务需求建立电力系统，随着其发展和扩大，渐进式交换也是一种发展中的技术，它的应用可以提高供电可靠性、油液的稳定性和启动成功率。

参考文献

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