[實用新型]3kV～10kV雙電源切換裝置

有效

• 申請號: 201420599604.8
• 申請日: 2014-10-03
• 公開（公告）號: CN204258421U
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 莊彬祥
• 申請（專利權）人: 莊彬祥
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及3kV～10kV供配電系統中，為了提高重要負荷的供電可靠性而設置的雙電源切裝置。

背景技術

目前，公知的，3kV～10kV供配電系統中，重要負荷的供電一般配置備用電源，通常的做法是設置備用電源自動投入裝置或設置快切裝置，備用電源自動投入裝置的切換時間一般大于300ms，快切裝置的切換時間在40ms～120ms之間，但無論是備用電源自動投入裝置還是快切裝置，由于都是機械動作式開關切換，很難再縮短切換時間。而現在對供電連續性的敏感負荷越來越多，失電時間超過幾十毫秒就造成極大的損失，例如今年的山東一焦化企業因兩路10kV電源機械動作式開關切換不滿足切換時間的要求直接損失就幾百萬元。為了提高供電可靠性就必須采取更快速的雙電源切換裝置，利用靜態開關(可控硅)進行雙電源切換是一個很好的思路，因為靜態開關(可控硅)的切換過程全部是光電參量的切換，速度極快。但由于現在的負荷絕大部分有電感性無功負荷成分，且有大量的生產性企業用戶是大量的電動機負載，對于3kV～10kV供配電系統，出現短路故障時，一方面電源對短路點輸送故障電流，另一方面負載電感儲能對短路點也形成衰減的續流(續流衰減時間常數τ＝X_∑/314R_∑)，電動機負載離短路點較近時也對短路點輸送短路電流。短路時負載的電感續流、電動機對短路點的短路電流使簡單利用靜態開關(可控硅)進行雙電源切換并不安全可靠。

以附圖圖5來說明上述問題，圖5中一路運行電源(AC1)和另一路備用電源(AC2)通過靜態開關(SCR1)、靜態開關(SCR2)直接相互切換，為便于分析，靜態開關(SCR1)、靜態開關(SCR2)只畫相對應的一相(選A相為例)。為便于分析圖中將交流電源(AC1)的正常情況負載電流(i1)的有功分量(iR1)和無功分量(iL1)的波形分別畫出，且為了便于比較又對電源側短路故障前后的各相關波形再分別畫出。假設電源(AC1)在t1時刻出現三相嚴重短路故障，且離負載不是很遠，負載含有直接供電的高壓異步電動機，則電源(AC1)的電壓瞬時值(v11)過零后也將為零，負載電流有功分量瞬時值(iR11)過零后也為零，負載電流無功分量(iL11)由正弦變化變為按指數規律衰減的續流，負載異步電動機的超瞬態電勢(E₀)相位和電源(AC1)相同開始按衰減性正弦規律變化，異步電動機的超瞬態電勢(E₀)對短路點輸出短路電流(id)，t1時刻靜態開關(SCR1)A相的電流流向如圖所示。t1時刻的后半周波里超瞬態電勢(E₀)的瞬時值為負電位，對短路點輸出短路電流(id)和負載電感續流電流無功分量(iL11)方向是相同的，若備用電源(AC2)和運行電源(AC1)的相位也相同且在t1時刻的后10ms內(t1和t3之間)切換完成，那么短路點也將通過靜態開關(SCR1)、靜態開關(SCR2)對備用電源(AC2)短路。詳細觀察波形圖可以發現，在運行電源(AC1)的電壓瞬時值過零后到隨后的電流瞬時值過零這個時間段內電源(AC1)出現短路故障，靜態開關(SCR1)的相關晶閘管皆有續流，運行電源(AC1)的電壓瞬時值下次過零之前備用電源切換完畢短路點皆有可能對備用電源短路。當無電機負載對短路點輸出故障電流時，可以看出上述短路故障和切換情況下，短路點同樣對備用電源短路，詳細觀察波形圖可以發現，在運行電源(AC1)的電壓瞬時最大值到隨后的電流瞬時值過零這個時間段內電源(AC1)出現短路故障，而在電壓瞬時值由最大值過零之后的半周里切換完畢，短路點也有可能對備用電源短路。短路電流對電子元器件將造成損，不能安全進行電源切換，進而影響可靠供電。所以用靜態開關直接雙電源切換不安全可靠。

發明內容

本實用新型為解決上述問題，提供一種3kV～10kV雙電源切換裝置，該雙電源切換裝置由靜態開關(可控硅)、電抗器(或電阻器)、隔離開關及測量控制部分組成，利用靜態開關(可控硅)進行雙電源高速切換，利用電抗器(或電阻器)的限流特性將兩路電源切換時可能產生的短路沖擊電流限制在允許的范圍內，使靜態開關(晶閘管)能安全的將兩路3kV～10kV電源在20ms內完成切換。

本實用新型的實施方案是：