无扰动快速切换装置在石化企业装置变电所的应用

张行

摘要：石油化工企业作为特殊行业，其在装置生产过程中的不稳定因素种类多，尤其是在供配电方面，由于外部电网或者公司内部供配电网络非正常停电、电压波动或短时间断电等情况时有发生，最终造成装置停车、设备损坏等严重后果。因此，石化企业对电力系统安全性和稳定性要求非常高，在此情况下无扰动快速切换装置的应用逐渐普遍，其可在电力系统故障或异常等情况下，将备用电源在毫秒级内无扰动快速切换，，防止生产装置电气设备停用，从而降低生产风险，保证生产安全，能够很好地应对电网事故。基于此，本文结合陕西延长中煤榆林能源化工有限公司的实际应用分析了快切装置在石化企业装置变电所的应用、相关技术特点、切换方式和功能标准等，为无扰动快速切换装置在石化企业装置变电所的应用提供参考。

关键词：无扰动快速切换;石化企业;MFC2000-6型微机;应用

通常情况下，化工企业解决供电可靠性的主要办法是一次系统采用双回路或多回路供电，再在二次系统辅以电源切换装置，以便于在发生故障或意外情况时实现两路电源间的快速切换，以保证持续供电，保证生产的稳定性，其中关键支撑就是无扰动快速切换装置的应用。我公司在热动力站装置10kV变电所，采用江苏金智科技有限公司的MFC2000-6微机厂用电快速切换装置，将原进线备自投改为无扰动快速切换;在脱盐水装置0.4kV变电所，采用江苏金智科技有限公司的MFC5101A工业企业电源快速切换装置，将原母联备自投改为无扰动快速切换。本文说明了备自投装置存在的缺点以及电源快速切换装置与备自投对比下的优势，对其技术特点和相關标准进行全面分析。

1无扰动快速切换装置的应用必要性

备自投装置在石化企业应的用无法有效保证供电连续性，使用效果不甚理想。原因在于企业有大量电动机负荷，由于反馈电压的存在，从失电、失压到无压、再到备自投动作，需要花1到2秒的时间才能完成整个过程，有时会更长。此种情况下，因失压时间过长，将造成接触器脱扣、变频器停运，最终设备跳停，装置停车，工艺流程中断，影响了生产的连续性。究其原因主要有两方面：一是备自投投装置启动太迟缓，二是备自投装置启动后将备用电源投入的时间较长。

相对来说，工业企业用电源快切装置具有以下优点：（1）安全性。通过多种切换方法和起动方式，在切换时，装置可实时跟踪开关两侧电源的电压、频率和相位。（2）灵活性。为适应多种环境下的现场工程实施，只通过更改局部的参数即可实现相关需求。（3）准确性。采用高精度AD采样芯片，提高了切换速度，加强了数据实时性。（4）可靠性。在整体设计上采用抗干扰措施、数字信号处理器、存储模块、通讯模块、显示模块和录波分析模块等，结合软件和硬件的设计，充分保证了其应用的可靠性和方便性。其构造原理如图1所示。

图1 工业无扰动安全控制装置制构造原理图

2 MFC2000-6技术标准特性

2.1快速切换核心用电功能

在MFC2000-6应用中，关键体现在其具有快速的切换能力。通过不断更新和优化，有效地提高了其性能和增加了变换模式，例如经常用到的切换方式：手动切换方式、串联切换方式、并联切换和同时切换方式等;同时针对不同应用情况，把各项功能做了进一步的划分：从手动切换细化为自动切换方式、半自动切换方式、事故切换方式，和异常切换方式，这样大大提高了系统的可操作性。

2.2 DSP技术

MFC2000-6型微机结合了数字信号处理技术（DSP技术），基于A/D切换仪器进行样本数据计算，经内置装置处理转变为数字模式，不但提高了数据测量的精准度，还可以更加直接地通过显示屏展现给用户使用，提高使用体验效果。同时依附强大的中央处理器大大缩短了处理时间、提高了精准度，整个过程基本上可控制在10ms之内。

2.3便于调试

MFC2000-6型微机使用DSP技术，在数字化的操作界面下进行调试和参数设置。在选择对应项目的时候仅进入相关控制菜单，在整个调试过程中可通过简单的数字配置、页面呈现的模拟效果和操作提示，快速便捷地完成调试工作。

3 MFC2000-6切换方式分析

3.1正常切换

正常切换通常包括：并联切换、串联切换和同时切换三种方式。具体如下：

（1）并联切换方式。在该模式下采用自启动和半自动启动两种启动方式。自动启动模式会首先连接备用的工作开关与装置，大约延时30秒后才会自动打开工作开关;同理，半自动启动模式先连接备用的工作开关与装置，而工作开关需要手动打开。（2）串联模式下的正常切换。该模式下采用手动切换具备快速、持续切换的特点，在实现装置与线路的有效连接后，为了保证电力供应，首先打开工作电源或备用电源，在确定其能正常工作后，打开工作电源，完成关于所有用电设备的串联、电力的流通。

3.2切换异常

一般来说，在母线失压或开关误跳时会导致异常切换发生。

（1）母线失压。母线失压出现的原因为：低于整定值下当电压母线三相出现改变，无流定值大于电流时，启动电压幅值进线电压大于失压，如果不考虑延迟时间，装置会根据具体情况自行切换。（2）开关误跳。操作失误或者设备故障都会引起开关误跳。操作失误主要包括人员对电源和备用电源的误操作，例如人为在没有打开备用电源前提下将工作电源闭合，又或者人员在打开备用电源打开时而没有关闭合工作电源等。与操作失误引起的误跳原理类似，设备故障同样会引起开关误跳。

3.3事故切换

事故切换一般为串联切换和同时切换，其中串联切换只能由工作切到备用，是单向的。保护动作接点，通常都是由发变组保护ABC屏接入。另外快切的切换还有母线失压切换，开关偷跳切换。该功能是指为了保护装置自行启动进行的切换动作。

（1）事故串联切换。当电源出现问题时，串联状态下保护启动，先发跳开工作电源进线开关，在确认工作电源形状已跳且达到切换条件时，合上备用电源进线开关。根据现场实际试验，在事故串联切换方式下，通过快速切换途径、残压切换途径的切换过程总时间分别是128ms、129ms，装置正在运转的10kV高压设备、0.4kV低压设备全部正常运行。（2）事故同时切换。因为延迟的原因，事故同时切换的实现可利用时间差原理。在事故发生时，备用电源开启时间短于工作电源的开关闭合时间，在工作电源的中断电力供应前就已接收备用电源供电，如前文所述，利用延时原理可以达到优化切换装置工作的目的，保证了供电的持续性，提高设备的利用率。

参考文献：

[1]骆华志，钟振坤.MFC2000-2型微机厂用电快速切换装置应用[J].轻工科技，2016，32（08）

[2]田晨，张飞.微机厂用电快速切换装置的设计与应用[J].内燃机与配件，2016，（10）