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快切装置在供电系统中应用 　　 【摘 要】快切装置是供电系统中的重要装置，对整个供电系统的工作至关重要。提高电源切换的成功率是供电系统高效运行的关键。本文首先介绍了供电系统中常见的几种电源切换方式，提出了快切方式的优越性，并介绍了快切装置的工作原理，得出了将快切装置运用于供电系统中可以更好地保证系统正常运行这一结论。 　　 【关键词】快切装置；供电系统；残压；电源 　　 　　一、供电系统中电源切换方式比较 　　供电系统的电源切换是一个复杂多变的机电过程，尤其是在发生事故和故障进行电源切换时，电压、电流、频差和相角都会在短时间内不断变化，万一没有正确进行切换，将可能造成系统的损坏。目前供电系统中常见的几种切换方式如下： 　　（1）手动切换。手动切换是传统的电源切换模式，目前正常倒电源系统都运用这种方式，它将供电系统中的两个电源一起并列，先闭合母线上的工作电源的开关，再关掉备用电源的开关，最后将总降母联开关分闸。但是因为将两个电源并列，会增加故障发生的可能性，一旦发生故障，事故范围将会扩大。所以这种手动切换方式风险性很大，而且手动操作过程复杂。从开始切换到结束切换这个时间收到开关、切换装置的限制，由于母线的断电时间很长，电机成组自启动的电流会在合上备用电源之后增大，造成电动机转速下降，可能发生故障。手动切换因为操作不正确而带来的问题与很多因素有关，并且有时问题是逐渐变化的。 　　（2）备自投切换。备自投切换方式遵循先断后合的原则，当系统发生失压后不立即切断工作电源，在工作电源开关自动关闭后，如果备用电源的电压处于正常水平，就进行合闸并切断备用电源。这种切换方式工作时间一般都大于五百微秒，时间长，可能会造成低压接触器失磁脱离，对设备和整个系统的冲击性大。并且它要用到多项电气元件，其中的任何一个元件出现问题，都会影响整个过程，所以不容易实现成功切换。在备自投切换装置中，一般选用油开关，采用工作电源开关辅助接点直接带动备用电源。因为电动机的容量大，电压在失电后缓慢衰减，这个时候缺乏同期鉴定，启??备用电源会导致高倍变，同时严重损坏电动机。 　　（3）快切方式。快速切换方式依据同时切断的原则，当母线电源断开后，同时向断路器发出指令，进行分闸和合闸动作，断路器的合闸分闸时间之差就是整个系统中实际隔离时间，这个时间一般小于十五微秒，在这极短的切换时间里，低压接触器能稳定工作，不受影响。整个切换过程简单灵活，安全可靠。这种方式一般适用于正常电源系统和事故状态下的供电系统。供电系统的电动机容量会随着发电机组的容量增大而增大，而它的机电常数也会大大增加，远大于中小容量的电动机。因而在工作电源突然切断以后，正处于正常工作状态的母线电动群组上具有大量磁能和动能，在母线上就会形成衰减很慢的残压。残压和电源上的电压形成的相角会慢慢增大，直到达到180度时，备用电源的投入就产生巨大的冲击电流。这种大的冲击电流对电动机和备用变压器都会带来很严重的后果。因此只有采用快切装置才能解决这个问题。 　　二、快切装置切换方式和工作原理 　　快切装置是电源快速切换装置的简称，采用大规模集成电路的电脑芯板，在许多供电系统和一些工业、企业等场合经常见到。因为在这些用电系统中电压高、负荷大，需要运用到高效率的电源切换装置，以保证供电正常，避免出现设备冲击受损等情况。快切装置有事故快速切换、正常手动切换和异常情况切换功能，既能保障在正常运作情况下的供电，同时也能够在发生工作断路器误跳等非正常情况下的供电。快切装置主要有快速切换、同期捕捉切换和残压切换三种方式。 　　１．快速切换方式。在下面这个电源接线系统图中，由工作电源供电来保障母线的顺利工作，在工作电源不能正常供电时，1、2开关关闭，电动机惰走，各个电动机组合形成残压供母线运行。随着残压的频率和幅度值不断减小，接近于临界电压时发生突变。此时采用快速切换方式，能够保护电动机，同时具有较高的成功率。 　　 　　 　　２．同期捕捉切换方式。在母线电压没有出现大幅度减小之前，先要跟踪残压频差的变化，对母线相位发生的变化进行计算分析，依据合闸所耗时长，把握好什么时候进行合闸，以保证备用电源的电压和母线的电压二者的相位差大约为零，这种同期捕捉的切换方式可以使电动机的转速不会发生大的下降，使备用电源和母线的冲击较小。 　　３．残压切换方式。当残压衰减到20%～40%Ue时，根据同期捕捉阶段所跟踪的相角变化的频速和合闸的时间，可以得到一个相差整定值。当相差达到这个整定值时，可以进行合闸。但是在频差超出整定范围时，不能进行合闸，需要采用残压切换方式。残压切换可以保护电动机，但因为在此过程中需要停电较长的时间，会影响电动机的自启动。 　　从以上三种切换方式的原理上分析，电源切换是以最大限度减小切换过程中发生的冲击