SID-40B快切装置在华北油田电网的应用

SID-40B快切装置在华北油田电网的应用

1赵雅利 2张秀会 3齐春影 4汤华军

1华北油田公司生产运行处 河北任丘 062552

华北油田公司电力分公司 河北任丘 062552

摘要: 本文从华北油田电网的现状出发，引进了SID-40B无扰动替续切换装置，介绍了其原理及与传统备自投相比较的优越性，指出了在使用中的注意事项，为同行业在快切装置的应用提供指导和借鉴。

关键词: SID-40B 快切装置；稳定性；连续性

1、现状

随着华北油田智能化建设的不断深入，对电网的安全、可靠、连续供电提出了更高的要求。油田电网大都为双电源供电，但在故障、事故等情况下，发生的失电及电压波动会造成油气生产和矿区生活用电暂停或闪停现象。现有的油田双电源切换采用的是备用电源自动投入方式实现（简称备自投），其存在的问题是，电源切换时间长，甩负荷现象较严重，对用户影响较大。而快速切换装置在电厂厂用电系统、煤炭、炼化等行业得到成功的应用，为了实现油气生产和矿区生活供电的连续性和稳定性，减少停电次数，进一步提高电能质量和供电可靠率，在华北油田电网展开SID-40B快切装置的应用研究。

2、SID-40B快切原理及其优越性

2.1 SID-40B快切原理

图1所示为典型的供电系统，双进线加母联开关的配置方式。方式 1：双进线同时向母线进行供电，母联开关断开，Ⅰ、Ⅱ母线互为备用；方式 2：母联开关合上或者无母联开关，形成一条母线，一条进线向母线进行供电，另一条进线作为备用电源。当工作进线故障时，为使断电时间最短，快速切换和同时切换是最优的切换方式。如果电网的状态不允许这种切换方式，则选择其他速度稍慢的切换方式。

图 1 主接线图

切换模式包括串联切换、同时切换、并联自动切换、并联半自动切换等；切换方式包括快速切换、捕捉首次同相点切换、残压切换、长延时切换等，其中最理想的切换方式是快速切换，所以机组正常启停的切换以及故障时的切换必须首先采用快速切换，除非快速切换失败，才执行其他备用切换。需要指出的是以上 4 种切换是同时启动的，并非一种失效后才启动另一种模式。另外，对于首次同相切换与残压切换，哪种方式首先执行，完全取决于母线上的负载，如果母线电压衰减很快，可能残压切换先执行，反之首次同相切换先执行，一般情况下首次同相切换先执行，长延时切换只有在其他 3 种切换都失灵后才可能执行。快速切换因总切换时间为70～80 ms，所以是无损切换且是主切换方式，其他切换方式是后备切换方式，属慢速切换，切换过程可能引起失压保护动作切掉部分负荷，所以是有损切换。

2.2与传统备自投相比较的优越性

传统备自投装置无检测相位、频率等手段，无法检测电源相位、频率等运行参数，只能通过检测电压幅值信号来判断电源运行状态。当电源出现故障，供电中断时，故障母线残压逐步降低，高低压电动机运行电流增加，高压电机低电压或过流保护动作跳闸，该段变压器所带低压电动机交流接触器欠压脱扣或变频器断电，使得电机停运，故障段母线残压直线下降，此后备自投保护启动，先跳开故障母线进线开关，后合母联开关，恢复故障段母线受电，过程中由于出现间断供电，对生产造成较大波动。

SID-40B快切装置可实现供电电源无扰动快速切换，在一个回路电源故障被保护切除时，快速且在不损害供、用电设备的前提下投入备用电源，保证对用电设备的不间断地供电。由于负荷的性质不同，纯阻性和电感或电容性负荷在失电后所表现的物理特征也不同，电压强度按相应的时间常数逐渐衰减。电动机的负荷母线电压衰减速度与电动机数量、容量及其拖动的机械特性有关，且失电后的电动机通过其剩余的动能及转子剩磁转入异步发电状态，使负荷母线上呈现出一个电压和频率逐渐衰减的残压。投入备用电源必须针对不同负荷性质采取不同的对策，实现全部负荷快速重新恢复运行。

3、使用注意事项

目前，SID-40B快速切换装置在华油某变电站即将投入使用，为了保证其可靠动作，降低电压波动对用电设备及供电系统的影响，对于SID-40B快切装置的使用还应注意以下几点：

1. 应保证双回电源线路负荷每一回路容量满足带全负荷条件，上级负荷保护与功率匹配满足要求。

（2）双回电源线路断路器须选用具有快速分合闸功能的快速断路器，以满足无扰动电源切换的条件。

（3）三台主断路器辅助状态节点在数量满足的前提下，应冗余使用，禁用中间继电器转换后用于快切控制，避免影响动作速度，甚至发生误动作故障。

（4）两高压进线断路器配置的过电流保护，应将其过电流保护动作信号送至快切装置，闭锁低电压启动快切信号，避免误切造成故障扩大。

（5）系统应可靠接地，接地电阻应按防静电接地电阻值标准试验，确保接地电阻值小于1欧姆，最好使用单独接地网，以有效避免电磁干扰。

（6）设置PT断线闭锁功能，配有PT二次微型断路器应配有辅助接点，微型断路器跳闸闭锁保护动作，以避免因假低电压信号发生误动作。

（7）尽量避免出现耦合状态。由于进行快速切换时，分合闸指令是同时发出的，如果开关分闸动作时间大于合闸动作时间，某一时间内，保护驱动两个断路器处于同时合闸状态时，两个进线中将产生一段耦合时间，应根据现场保护驱动开关的实际动作时间，合理设置装置去耦合时间，避免出现快切失败，甚至影响供电系统。

（8）系统施工后调试应全面，尤其在带负荷试验时，对三个断路器在试验与运行位各种配合调试应充分考虑，以免疏忽，确保装置可靠动作。

（9）与继电保护配置方面，接线方式为单母分段运行方式时，需将继电保护与快切功能协调考虑，以实现电源快切与继电保护的最优配置。

4、结论

SIB-40B快切装置很好的解决了提高供电质量方面的问题，取得了非常好的效果，而且操作简便，可靠性高。但在使用过程中，注意统筹考虑，协调配合，严格把控各个环节的运作，以免疏忽，确保装置可靠动作。

参考文献：

【1】陈医平等.厂用电切换方式探讨[J]，电力自动化设备，2006年11月，第26卷第11期；

【2】李大伟.供电系统失电及电压凹陷问题的治理[J]，冶金动力，2014年第3期；

【3】姚元尚.快切装置在电厂中的应用[J].科学与财，2015(6)：216-216；

【4】SID-40B快速无扰动备用电源替续控制系统技术说明书.