SUE3000快切装置实际应用的内部逻辑分析

SUE3000快切装置实际应用的内部逻辑分析

樊瑆  徐旭

大庆石化公司热电厂

摘要：快切装置（SUE 3000）是实现不间断供电，在一条线路断电时快速切换到另一条线路的装置。在实际应用中，由于快切装置（SUE 3000）内部逻辑日常运行过程中无法查看，快切装置的动作原理及内部逻辑缺少相关参考资料，实际应用时无法确认快切装置（SUE 3000）动作逻辑在故障时是否可靠动作。本文主要通过试验确认某化工厂快切装置（SUE3000）的保护原理和动作逻辑以及闭锁方式，分析快切装置逻辑在实际应用时是否存在问题。

关键词：SUE3000 快速切换 备用电源自投

引言

某化工厂快切装置（SUE300）内部程序由两个动作程序模块，分别为快切动作程序模块和备自投动作程序模块。主要用于该化工厂厂区重要的6kV二级变电所，在线路出现故障时不需要与上下级BZT配合，通过快切动作程序模块线路光差保护直接快启动快速切换母联。备自投动作程序模块为通过电压启动的BZT切换功能，作为上下级BZT、上级电源重合闸及本所快切动作的后备切换装置。本文将主要分析快切装置（SUE300）（英文版）的保护原理、动作逻辑、闭锁方式是否合理，以及不同程序（中文版和英文版）的闭锁方式情况。

1快切装置快切动作程序

1.1快切装置切换模式

快切切换模式如表1，共四种：（1）快速切换；（2）首次同相切换；（3）剩余电压切换(残压)；（4）延时切换。注：快切程序无有流闭锁。

表1：快切装置切换方式表

1.2快切装置启动方式

1.2.1快速切换

四种切换动作最快的切换方式，动作时间为60-100ms，动作条件包括：备用母线电压80%以上，故障母线电压60%以上，相角差30°以内，频率差2.5HZ以内。实际发生进线电缆两相或三相短路时故障母线电压瞬间跌落，待差动保护跳闸动作完成后（约45ms）母线电压会回升值65%左右，具体电压恢复情况受到负荷影响非常大，此时电压已经接近快切故障母电压阈值，同时受相角和频率条件快切快速切换动作成功概率很低。

1.2.2首次同相切换

在快切程序模块启动快速切换条件不满足后，则快切进入该切换模式状态，首次同相切换方式分闸命令立即发生，待故障母线与备用母线电压差值第一最小值（相角为0）时合闸，该合闸命令会在满足合闸条件前提前发出以补偿系统响应时间和断路器的操作时间。首次同相切换方式成功可能性比较大的一种切换方式，实际成功案例比较多，切换成功后对负荷影响比较小，大部分负荷不停机。

1.2.3剩余电压切换（残压）

残压是当快切切换和首次同相切换未成功后启动，故障线路已经分闸，在母线电压降到允许值不会对另一线路产生影响后合闸。此切换方式负荷停机。

1.2.4延时切换

以上切换方式均未成功，则执行延时切换。正常情况下不会进入该切换方式，只有短时间多次故障时可能发生，属于备用切换方式。快切装置在某化工厂变电所该动作的定值设定时间为3S，试验动作实际时间为3065ms。此切换方式负荷停机。

1.3快切装置快切程序闭锁方式

某化工厂快切装置（SUE300）（英文版）图纸闭锁接线分两种，一种是只有一路过流跳闸闭锁，另一种是两路闭锁，分别为过流保护启动闭锁（0秒延时，实际出口时间约35ms）和过流保护跳闸闭锁。但在程序内部没有做过流保护启动闭锁（0秒），只有过流保护跳闸闭锁。而且在保护启动快切时保护跳闸闭锁自动解锁，保护启动快切超越闭锁，即保护启动快切时过流跳闸闭锁无效。已经通过试验对闭锁程序进行验证确实如此。

在试验过程中，当过流闭锁命令发出时，快切装置面板显示两条进线均处于未准备、不同期状态，同时快切装置报警栏中打出报警信息Overcurr. Block（过流闭锁），信号保持，不随着过流闭锁信号返回而消失。

1.4快切装置快切程序逻辑分析

在实际应用中快切切换模式多为快速切换和首次同相切换，动作时间较短，对符合影响较小，基本可以满足抗晃电要求，该化工厂快切装置（SUE 3000）快切动作程序模块启动方式只有保护启动（差动），虽有过流跳闸闭锁，但实际无效。差动保护启动正常是保护区内故障，无过流闭锁在逻辑上无问题，需要注意的是此方式不能闭锁差动区外故障时差动保护由CT饱合产生的误动作。如果投用模拟量启动时需要过流闭锁，模拟量启动时不能判断区内区外故障，需要在区内故障时进行闭锁，防止快切动作将故障点带至备用母线。该化工厂未投入此启动方式，所以不需要考虑。综上所述该化工厂应用的快切装置（SUE 3000）（英文版）快切程序动作逻辑无问题。

2快切装置备自投程序

2.1快切装置备自投切换模式

备自投程序为启动后延时跳故障进线断路器，然后合母联断路器。

2.2快切装置备自投切换启动方式

备自投程序启动方式为：无压无流启动（先无流后无压启动，先无压后无流不启动）。区别传统备自投无变位启动。

无压无流启动备自投程序电压阈值为30V，电流阈值做在程序内部，不能整定，电流阈值0.02In。

2.3快切装置备自投切换闭锁方式

备自投程序一种闭锁方式为过流跳闸闭锁，过流跳闸信号发生后6s内闭锁有效，即超过6s，闭锁信号仍然存在，但闭锁功能失效。

3中文版快切装置内部程序

某厂使用的中文版快切程序和备自投程序与英文版的相同，但过流闭锁程序不同，具体内容如下。

过流启动闭锁（40ms）快切和备自投程序，过流启动闭锁信号自动复归，过流跳闸闭锁快切和备自投程序，过流跳闸闭锁为永久闭锁，需要手动复位。进线过流跳闸出口为保持信号，需要手动复位。

4过流启动闭锁（0s）和过流跳闸闭锁定值计算

两种闭锁定值使用一个电流定值，定值计算原则：a.按最大负荷启动最大电机；b.最大自启动电流，两者取大值。

保护装置计算过流时只取基波电流，直流分量在不计算范围，所以不需要考虑短路暂态过程。

5结论

通过快切装置（SUE 3000）不同版本的试验过程及内部逻辑分析，保护原理和动作逻辑以及闭锁方式均能满足6kV二级变电所的使用需求，并无明显逻辑缺陷。在实际试验过程中，验证出某些装置虽原理图上有过流跳闸闭锁功能，试验结果证明该功能无效，因此闭锁功能是否有效需在使用前通过调取内部逻辑或通过试验确认。在实际应用过程中如分析无过流闭锁在逻辑上无问题，可不使用闭锁逻辑。如需要增加过流闭锁，过流跳闸闭锁时间大于快切启动时间，加闭锁条件也只能加过流启动闭锁（0s）,如果需要完善快切程序闭锁逻辑，需要重新升级程序和外部接线，可根据实际需要确定是否增加 快切装置（SUE 3000）的过流跳闸闭锁功能。

参考文献

[1]SUE3000装置在大庆石化公司的应用 [J],  苏彬

[2]ABB SUE3000快速切换装置参数计算及应用  [J],  赵华辰；高旭；吴宏伟；张伟星

[3]DL/T1502-2016.厂用电继电保护整定计算导则

作者简介：

樊瑆（198805-），女，大学，工程师

徐旭（198511-），男，大学，助理工程师