工业企业供电切换技术及运用实践微探

李海峰

（白银有色集团股份有限公司铜业公司 甘肃省白银市 730900）

工业企业供电切换技术及运用实践微探

李海峰

（白银有色集团股份有限公司铜业公司 甘肃省白银市 730900）

供电切换技术近几年在工业企业得到广泛应用，并发挥着巨大作用，然而，从实践活动来说，整体效果并非特别理想。笔者将结合现有经验，围绕供电切换展开探讨，首先介绍供电切换的主要原理，然后重点探究供电切换技术，最后探讨仿真计算，希望可为工业企业供电提供参考。

工业企业；供电切换；技术；运用实践

电网110kV和低于该等级的供电系统包含两个电源，且相互独立，分别是工作与备用电源。在常规运行过程通过工作电源面向系统进行供电，其中备用电源处在热备用状态，待工作电源由于检修而引发供电停止问题时，为实现供电的稳定性，一定要立即把负荷切换至备用电源。现阶段，供电切换只是在某些场合具有成效，但在另外场合并非十分理想，亟待进一步改进。

1 供电切换技术基本工作原理

图1 主接线示意图

上述图1即110kV供电系统内部主线的基本示意图，其中进线1和2属于独立供电电源，基于此，笔者作出如下设定：设定前者是工作电源，后者是备用电源。

若进线1由于检修等原因出现故障不能正常工作时便立即切断IQF断路器，且2QF和3QF随即自主连接。基于这一情况，进线1内部的电力负荷便转移至进线2中，以此来实现切换目的。另外，依照切换判据，可将备用电源对应的自动投切划分成残余、首次同相和快速切换这三种类型。其中残余切换的基本切换判据是通过工作电源母线内部的残压幅值来达成。基本表现是，在工作电源由于检修引发故障问题，导致供电终止时，对应母线残余幅值随着时间推移逐步减小，待该母线残余值降低至某一范围时，则会出现供电切换。而首次同相切换的基本判据是通过母线残压和备用电源内部的相差角来达成。基本表现是，待工作电源由于检修而引发供电终止问题时，其中母线残压频率随着时间推移逐步减小，但备用电源频率却处于稳定状态。由此可知，母线残压和备用电源内部的速率存在差异。恰恰因为这一点，当工作电源停止供电时，则母线残压和备用电源便实现了供电切换。另外，快速切换的基本切换判据是通过频率与相位差内部的变化值不超过实际设定值来达成。基于这种判据，能够有效调整电动机的实际转速，但在冲击力较小的条件下，能够改善供电切换的可靠性，提升有效性。

2 供电切换技术探究

对于供电切换技术而言，在实际应用过程，通常会包含两方面标准。①时效性，待工作电源由于检修引发故障不能正常运转时，内部的备用电源一定要能够全面、可靠的完成供电切换。一般，工作和切换电源内部的切换需保持在0.9s左右，进而调整电动机转速的实际下降幅度，让整个供电系统保持稳步和连续供应。②稳定性，待工作和备用电源实施供电切换操作时，应全面规避切换过程带来的冲击，让供电系统保持安全和稳定。即便供电切换技术包含多种切换方式，然而，它们一定要满足上述两标准，如若不然将会引发电源切换失败问题，进而达不到最初的效果。

2.1 各个工业企业的主要负荷特性

目前，供电切换在电厂和电网等领域得到了高度应用，且对应的负荷特性也存在差异，分别具有不同的特点。

对于电网，具体存在三方面负荷，分别是旋转、恒功率与恒阻抗负荷，对应的负荷比例是3：3：4；对于大规模工业企业而言，一般均自备电厂，同时，超九成负荷均为旋转负荷。且自备电厂容量和规模均有限，因此，仅仅能带动某些负荷，而无法带动整体负荷。

2.2 供电切换技术

待电力系统内部工作电源暂停供电时，该系统对应的残压幅值和频率等均会遭受一定的干扰，也可能阻碍电源供电切换的具体判据。因此，基于这一情况，应围绕不同系统的实际特点来研究，采取科学的切换方式。

对于电网系统，因旋转负荷在整个负荷中占据着三成的比重，但大量的负荷均是按照恒功率和恒阻抗负荷来存在，由此可知，待系统内部的工作电源暂停时，将引发母线残压幅值高度减退的问题，且母线残压幅值便马上达到预期值。不难发现，此种切换可在较短时间实现供电切换。同时，考虑到电源实施供电切换操作时，瞬间状态母线内部残留电压幅值可能非常小，因此，一般不会产生显著的冲击。所以，对电网系统而言，残压切换十分有效。

但对会形成较多旋转负荷系统而言，待工作电源暂停供电时，则将引发电动机面向系统进行电能输出操作，使得系统母线内部的残压值不断减退，一般需要花费较多时间方可让残压母线幅值符合预先标准，致使达成电源供电切换这一效果会花费较长的时间。因此，基于这一情形，对于存在众多旋转负荷的电厂等系统，不适合应用上述方式。然而，在此种情形中，系统并不存在发电机，但母线残压相位还会马上出现变化，且母线残压相位能够在短时间和备用电源相位保持一致。显而易见，首次同相这一切换具有优良的效果。同时，当母线残压和备用电源残压近乎等同时，能够全面调控系统冲击，让系统保持安全和稳定。

在不同的大规模工业企业中，通常自备电厂，待系统工作电源暂停供电时，即便自备电厂无法带动整个负荷，然而，自备电厂能够有效调整工作电源的实际电压幅值和相位的具体变化速率，以此来迎合实际需要。基于这一情况，残压切换和首次同相切换无法达到供电切换可靠、高效的标准，因此，应发挥快速切换功效。

3 仿真计算

残压切换对应的仿真计算主要存在两种情形，分别是少量旋转负荷，且不具备发电机系统和存在大量旋转负荷、配有发电机系统。对于前者，待工作电源完全失压后，则母线电压幅值显著变化，它会马上降低至设定值。经由一段时间，随即完成供电切换。而对于后者，待工作电源暂停供电后，因具有较多电动机负荷，则母线电压幅值一般下降缓慢，因此，待工作电源真正失电后，通过一段时间便可完成切换。

首次同相切换主要包含存在大量旋转负荷但不存在发电机系统和存在大量旋转负荷、具备两个发电机系统这两种情形，对于前者，它能够在短时间成功完成电源投切，然而存在发电机系统因首次通向时间偏长，这一方式可能不会达到切换标准。为此，一定要思量发电机容量，权衡运行状态，同时依照运行状态与负荷特性开展防震计算工作，清楚首次同相是否符合电源切换标准。

4 结语

综合来说，因供电切换运行存在不同的影响因素，其中系统负荷特性所带来的影响最为显著，因此，一定要在全面思量后，确定最理想的切换方式。若系统形成的旋转负荷不多，则可选择残余供电切换这种方式。相反，若系统形成较多旋转负荷，则可选择首次同相这切换方式，若系统形成较多的旋转负荷，且自备电厂保持正常运转状态时，能够选择快速供电切换。

[1]王小红.工业企业供电切换技术的研究[J].电气应用，2015，27（19）：36～39，68.

[2]孙希玉，葛云柱.基于电源快速切换的工业企业低压母线连续供电研究[J].中国新技术新产品，2014（9）：108.

[3]何云虎，王善秋，胡卫周，等.快速无扰动备用电源替续技术在工业企业的应用[J].中国电业（技术版），2015（8）：65～69.

[4]张云彬，王彩霞.工业企业电源快速切换装置的应用[J].科学时代（上半月），2016（8）：88～89，102.

[5]王剑宏，徐余丰，琚正伟，等.12kV双电源自动切换环网开关设备的方案研究[J].电工电气，2014（4）：60～61.

TM72

A

1004-7344（2016）32-0119-02

2016-10-21

李海峰（1973-），男，满族，辽宁兴城人，工程师，本科，主要研究方向为电气自动化技术及管理。