中石油庆阳无扰动快切Microsoft Office Word 文档 (2)

1、中国石油庆阳石化分公司电气系统无扰动切换技术在庆阳石化公司 变电所中的应用技术研究报告变电所中的应用技术研究报告庆阳石化公司一一年 二一一年七月 目 录 第一节 概述 . 第二节 技术路线和方案论证 . 第三节 主要解决的技术问题和技术关键 . 第四节 研究结论与技术创新点 . 第五节 总体性能指标与国内外同类先进技术的比较 . 第六节 技术成熟程度 . 第七节 经济社会效益分析和对科技进步的意义 . 第八节 推广应用的条件和前景 . 第九节 存在的问题 . 第十节 知识产权状况 . 第一节概述 第一节概述 中国石油庆阳石化公司300万吨搬迁改造集中加工项目电气系统 采用的无扰动切换技术是由中

2、国石油华东勘察设计研究院设计， 本技 术为上海合富共展开发的专利技术，其目的旨在提高配电系统抗“晃 电”能力。 第二节 一、技术路线 技术路线和方案论证 在供电电源出现故障后，装置根据电压的幅值、相角、频率及电 流的幅值及突变量等在不同故障类型（如：区内故障、本回路主供电 回路故障、相邻供电回路故障以及远方失电等）中表现的差异，快速 判断出故障发生的区间， 并根据故障发生的区间和故障类型进行相应 的处理，确保在装置启动切换时母线电压还维持较高，电机转速下降 不大。 下图所示为一典型的母线电压衰减特性和可能的切换位置。 整个 母线电压衰减特性可以有快速切换、同相切换、残压切换、长延时切 换四个时

3、间窗口（即四次切换机会） ，首次同相切换作为快速切换的 后备；残压切换作为快速切换、同相切换远后备；长延时切换作为快 速切换、同相切换、残压切换总后备。因而，切换可靠性极高，安全 性极高。 不安全区 安全区 快 切 速 换 相角 相 角 残 切 压 换 同 切 相 换 时 间 2.成熟度和水平 无扰动切换装置在同行业中已得到广泛应用，技术成熟，使用可 靠。二、方案论证 当电源系统由于种种原因出现波动（晃电）时，无扰动稳定控制 装置快速启动实现快切切换，母线残压保持较高值，冲击电流小，同 时设备是安全的。由于速度快，在低电压保护动作前，母线电压已经 恢复，10kV和0.4kV设备不失压，因而，系

4、统将实现无扰动切换，生 产不会受到任何影响。 母线电压 母 电 线 压 第三节 主要解决的技术问题和技术关键 电力供应的不间断是国民经济各领域正常运作的重要保证， 电力 系统的发展和技术进步正是沿着这一目标行进。 保证供电不间断有赖 于电力生产、输送的各环节，电气系统无扰动切换装置就是一项重要 技术措施。 电气系统无扰动切换是保证供电可靠性的重要装置， 何谓供电可 靠性？恐怕不能认为负荷失去一个电源能再获得一个新电源就是保 证供电可靠性， 供电可靠性应理解为受电用户在重新获得电源后能保 持失电前的生产工艺流程不受到破坏， 能最大限度地继续进行正常生 产。但是当今流行的备自投做不到，因为人们一直

5、在沿用古老的备自 投设计原则：即为了保证备用电源不要投到故障点上，和工作电源不 要向备用电源倒送电，必须在确认工作电源已断开（根据无流判据） 及工作母线完全无电压（根据无压判据）后才能投入备用电源。众所 周知，当今的工业负荷包括发电厂的负荷在内，照明负荷占的比例很 小，而主要是电动机负荷，例如泵、风机、粉碎机、传送带等。这些 电动机在失去电源全部停转后，即使再送上备用电源，将面临很多严 重的问题。例如已有很多电动机被切除；大量电动机同时自起动；有 的工艺流程遭受不可逆的彻底破坏等， 人们要耗费大量的时间及付出 可观的代价才能恢复生产。 所以备自投的设计者必须正视如何保证电 动机失去电源后快速、

6、安全再受电的问题。此外，备自投在切除工作 电源的同时必须断开母线上的电源支路及电容器支路， 而在投入电源 时应快速完成电源支路的再同期及电容器的无涌流再投入。 对于供电 设备为变压器的备自投应能支持备用变压器按冷备用方式运行， 以减 少变压器空载能耗，为此，备自投应具备彻底抑制空投备用变压器时 的励磁涌流的功能。在备用电源为暗备用时，备自投必须确保在计及 当前备用电源已有负荷的前提下， 置换工作电源后不致于因过载而跳 闸，即备自投具有备用电源投入前自动联切负荷的功能。第四节 一、研究结论 研究结论与技术创新点 研究结论与技术创新点 备用电源替续控制系统是工业企业生产过程中不可或缺的安全自 动装

7、置，其主要功能是在工作电源失去时，快速投入备用电源，以实 现不破坏生产过程的工艺流程，把因停电造成的损失减到最小，甚至 为零。过去那种只追求备用电源能够投上，不顾生产过程损失有多大 的备自投应尽快淘汰。 我们将自动同期技术； 备用电源快速切换技术； 涌流抑制技术；远方通讯技术及负荷在线监控技术有机地结合起来， 我厂应用的电气系统无扰动切换技术， 从根本上提高了工业企业供电 的可靠性。二、技术创新点 现在主流的备用电源替续控制系统在沿用古老的备自投设计原 则：即为了保证备用电源不要投到故障点上，和工作电源不要向备用 电源倒送电，必须在确认工作电源已断开（根据无流判据）及工作母 线完全无电压（根据

8、无压判据）后才能投入备用电源。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。 我厂使用的 TPM-300 电气系 统无扰动切换技术正式解决了这一问题。 第五节 一、指标 总体性能指标与国内外同类 先进技术的比较 石化行业是连续性生产企业，工艺和安全声场要求流程的连续性， 任何电源波动，确保交流接触器不异常释放条件下（即确保对生产和 工艺流程重要的开关不异常断开） ，作业企业动力的供电系统出现异 常时 （如： 系统晃电、 保护动作、 失电脱扣、 开关偷跳、 系统联跳等） ，

9、 系统应迅速断开异常的供电回路，快速投入备用电源，保证母线段供 电不中断（或母线不失压或极短时间失压） ，即确保电气设备不因供 电系统异常停止运转，确保整个工艺生产流程的连续，安全运行（即 整个工艺生产流程不中断） ，即保证整个工艺生产流程过程无任何扰 动，实现系统的无扰动供电。 二、比较 1、国外 TPM-300 系列无扰动供电系统在产品制造与配套方面，不断采用 国外的新器件、新产品，使得公司的技术水平，产品工艺均走在同行 业前列。 2、国内 TPM-300 型无扰动稳定控制装置采用双 CPU，分别完成测量、逻辑 和切换等主要功能，以及完成显示、通信、打印等辅助功能，主从 CPU 间进行数据

10、交换。主从 CPU 分工协调，既保证了切换可靠性和切 换速度，又保证了配置的灵活性。同时采用了大容量的存储芯片以及 可编程逻辑芯片， 同时装置采用了整面板、 整背板新型结构设计， 交、 直流分开，开关量输入和输出部分均采用光电隔离技术，提高了装置 的整体可靠性和安全性。在国内处于同行业领先水平。 第六节 技术成熟程度 由于电网供电的稳定性很难快速得到提高，目前企业仅能从增加 进线回路数来进行弥补，一般不少于两路进线，最好能够大于两路， 最好有一路来自不同的变电站，进线的电压等级较高为佳，系统的稳 定性也较高，最好在一条供电线路上不同时向其他用户供电，以免其 他的用户事故影响到本企业， 6KV

11、及以上电压等级中的备自投的 TPM-300 型无扰动稳定控制装置， 实现馈线一低，馈线一高，馈线二低，馈线二高、母联多开关之间的 快速切换。400V 电压等级中的备自投可用 TPM-310 型无线扰动稳定 控制装置，实现多开关之间的快速切换。100ms 内实现切换完成，确 保母线电压不下降，低电压保护不启动，交流接触器部脱扣，同时防 止师傅切换中俩电源并列合环，工艺流程正常、连续、平稳运行，实 现系统无扰动供电。 第七节 经济社会效益分析和对科技 进步的意义 电力系统常规的备用电源自动投入装置因存在时间极差配合， 往 往不能满足连续生产装置对供电的要求， 无扰动切换装置以多重判据 组合为依据，

12、实现无时差配合、无扰动切换，使供电的可靠性、连续 性得到提高，使装置抗“晃电”及抗故障能力得到改善。在雷击、故 障等原因引起的“系统震荡”或“晃电”时确保工艺装置可靠连续运 行，防止“晃电”造成工艺装置停车事故，提高配电系统抗“晃电” 能力。 第八节 一、条件 推广应用的条件和前景 推广应用的条件和前景 本装置在中国石化广石化催化重整工程、中国石化天津石化100 万吨/年乙烯项目、中国石油辽河石化分公司等同类企业得到成功应 用，效果较明显。在地区电网条件较差的企业，该装置的应用可提高 配电系统抗“晃电”能力，降低或预防“晃电”对企业造成损失，具 有较好的推广前景。 二、前景 电气无扰动切换系统

13、是供配电系统必须的保护之一，是大型 企业不可或缺的装置，可以充分的保证供电的可靠性，虽然现在该系 统只应用在石化、冶金、制药、煤炭等连续性要求较高的大型企业。 但对于一些中小企业来说， 安装电气无扰动切换系统也是具有一定实 际效果的，它可以有效的避免一些因供电问题而产生的停工停产现 象，从而提高产量，增加经济效益。所以电气无扰动切换系统具有广 阔的市场前景 第九节 存在的问题 系统晃电问题不管仅采用何种控制装置都不能完全解决。因此需 要采用系统解决方案，才能达到对工艺流程和安全生产无扰动的效 果。 1、当发生区内故障时，不管何种控制装置都不动作，只能等待故 障的切除，对于 400V 保护配置为熔断器加交流接触器模式，而熔断 器断开回路时间往往大于 100ms，即发生 400V 短路故障时，及时正 确切除故障。本段母线上其他交流接触器因失压时间过长而脱扣，生 产的工艺流程已经至少部分异常中断。2、 动作过程自身需要时间： 在事故切换过程中为防止事故的扩大， 严禁合环的可能型，因此只能采用串联切换方式，而串联切换时间为 分闸时间加合闸时间，一般都大于交流接触器失电脱扣时间。即晃电 情况下即使动作成功，大部分交流接触器已经释放，生产的工艺流程 已经中断。 3、短暂电源波动与较长光电处理：区外故障切除一起的