HTS2800電源無擾動快速切換裝置

石化、冶金等大中型工業企業，由于外部電網或內部供電網絡故障或異常的原因，造成非正常停電、電壓大幅波動或短時斷電（俗稱“晃電”）的情況屢見不鮮。由于冶金、石化企業工藝流程的特殊性，供電的中斷或異常往往會造成設備停運或空轉、工藝流程中斷或廢品產生，有時甚至造成生產設備的報廢等嚴重后果。

目前，工業企業解決供電可靠性的主要辦法是一次系統采用雙路或多路供電，再輔以二次系統采用備自投裝置。對一般工業企業而言，備自投裝置已經可以滿足要求。而在石化、冶金等要求連續供電的企業，備自投的使用效果并不理想。原因是這些企業有大量的電動機負荷，由于電動機反饋電壓的存在，從失電到失壓進而無壓，備自投完成動作的過程持續時間長達1-2秒，甚至更長，此時電動機已經被分批切除。即使是延遲時間較長的高壓重要電動機沒被切除，由于母線已經無壓（一般無壓定值為額定電壓的20%-35%），轉速已經嚴重下降，直接影響生產過程的連續性，并對產品質量造成不良影響。而且此時恢復供電將造成較大的電動機自起動電流，對供電網絡產生沖擊。而對400V 系統而言，低電壓將造成接觸器脫扣，變頻器停止工作?？傊?，在石化、冶金行業，看起來司空見慣的備自投實際上并沒有真正起到保障供電連續性的作用。

HTS2800裝置克服了以往備自投裝置的缺點，大大提高了工業企業控制自動化的水平，優點主要體現在如下幾個方面：

2快速性、準確性。裝置硬件采用最新型DSP+32位CPU+CPLD硬件平臺，高精度AD采樣芯片，保證了數據的實時性以及切換的快速性。

2安全性。能夠更快、更準確的輸出控制指令。 在切換過程中，裝置實時跟蹤開關兩側電源的電壓、頻率和相位，并提供了多種可靠的起動方式和切換實現方式，能夠保證快速安全的投入備用電源，同時不會對電動機造成大的沖擊。

2靈活性。傳統實現方式往往專門為現場某種接線方式或者運行方式設計，一旦運行方式改變，或者需要應用到新的接線方式，改動非常繁瑣。本裝置結合了多種合理的現場運行方式，僅需更改部分定值即可滿足多種現場工程實施需求。增加了一些保護功能作為選配部件，以及通信功能，如61850功能。

2可靠性。在硬件和軟件上均設計了專門的抗干擾措施，以及完善的自檢、閉鎖邏輯，結構改進更加合理，提高了裝置電磁兼容的抗干擾性能。

1、裝置特點及主要技術指標

1.1裝置特點

1.1.1. 切換功能齊全

2 兼有手動起動、保護起動、失壓起動、誤跳起動、無流起動、逆功率起動等多種起 動方式

2 兼有并聯、串聯和同時切換方式

2 兼有快速切換、同期捕捉切換、殘壓切換、長延時切換等實現方式

2 完備的切換閉鎖功能

1.1.2. 可靠的軟硬件設計

2 裝置采用全封閉背插式結構，抗干擾設計，使裝置的抗電磁干擾能力大大提高。

2 出口設有閉鎖繼電器，保證裝置可靠出口。

2 邏輯單元軟件與管理單元軟件獨立運行，通信、顯示等不會影響切換邏輯正常運行。

1.1.3. 通信功能

支持以太網、RS485通信接口；支持IEC60870-5-103、Modbus通信規約。

1.1.4. 強大的故障錄波及信息記錄功能

信息記錄全面，包括動作事件、告警事件、開入開出變位信息、裝置自檢、運行事件及錄波事件等。通過查看這些事件記錄，可以全面了解設備的運行狀況。

1.1.5. 時鐘同步

裝置具備軟件對時和硬件對時功能。

硬件對時支持秒脈沖對時模式和IRIG-B碼對時模式，裝置自動識別硬件對時模式，對時誤差≤1ms。對時接口均采用485差分電平輸入。

軟件對時為通訊報文對時。一般地，IRIG-B碼對時單獨使用，差分秒脈沖與軟件對時一同使用，不建議IRIG-B碼對時與軟件對時一同使用。

1.2 主要技術指標

1.2.1工作環境

2 溫度：-25℃～+60℃ 保證正常工作

2 濕度、壓力符合DL478

1.2.2 機械性能

2 能承受嚴酷等級為Ⅰ級的振動響應，沖擊響應。

1.2.3 額定數據

2 直流電壓：220V  允許偏差+15％，-20％

2 交流電壓：100V（線電壓），57.74V

2 交流電流：5A

2 頻    率：50Hz

1.2.4 功耗

2 交流電壓： < 0.5VA/相

2 交流電流： < 1.0VA/相 (In =5A)

2      < 0.5VA/相 (In =1A)

2 直    流： 正常 < 15W

2      跳閘 < 25W

1.2.5 過載能力

交流電流：2倍額定電流，連續工作； 10倍額定電流，允許10s；40倍額定電流，允許1s。

交流電壓：1.2倍額定電壓，連續工作；1.4倍額定電壓，允許10s。

1.2.6 精度

2 電壓：0.5級

2 頻率：0.02Hz

2 相角：0.2度

1.2.7 定值誤差

2 電壓定值誤差：±2.5%；

2 電流定值誤差：±2.5%或±0.01A；

2 頻差定值誤差：±0.02Hz；

2 時間定值誤差：±1%定值。

2 角差定值誤差：±0.2°

1.2.8 精確工作范圍

2 電流：  0.05In~20In

2 電壓：  1%Un~120%Un

2 頻率：  30Hz~65Hz

1.2.9 輸入輸出接點容量

2 跳合閘出口：

允許長期通過電流5A，切斷電流0.3A（DC220V, V/R 1ms）

2 信號出口：

允許長期通過電流5A，切斷電流0.3A（DC220V, V/R 1ms）

2 開關量輸入：DC220V。

1.2.10 時間性能

2 事故同時切換最小斷電時間：≤ 11ms＋用戶設定延時＋備用開關合閘時間－工作開關跳閘時間；

2 事故串聯切換最小斷電時間：≤ 11ms＋備用開關合閘時間。

1.2.11 故障錄波

記錄切換啟動前15個周波，啟動后235個周波。錄波數據滿足COMTRADE99標準。

2、接線方式

石化、冶金等行業用戶的電力系統主接線，從電源切換的角度予以歸納，主要有兩種接線方式：一種為單母分段方式；另一種為單母方式。HTS2800裝置可靈活適用于這兩種接線方式的電源切換。

2.1 單母分段方式

圖 1單母分段方式接線示意圖（正常運行）

單母分段方式的接線圖可簡化如圖 1所示。圖中進線1、2可以是線路、主變、線路-變壓器組等對母線進行供電的變配電設備的一種。

系統正常運行時，母線1由進線1供電，母線2由進線2供電。即進線開關1DL、2DL閉合，母聯開關3DL斷開。當任意一路進線電源失去時，HTS2800裝置均能投入另一側進線電源。

2.2 單母方式

圖 2 單母運行方式接線示意圖（進線1供電模式）

單母運行方式的接線示意圖如圖 2所示。

正常運行時，母線由進線1或進線2供電。若由進線1供電，則1DL在合位，2DL在分位，進線2電源為進線1電源的備用。如因故障等原因造成進線1電源失去時，HTS2800裝置能迅速起動，將進線2電源投入。由進線2供電時情況類似。

3、切換功能

3.1 起動方式

HTS2800裝置可提供手動起動、保護起動、誤跳起動、失壓起動、無流起動、逆功率起動和頻壓起動方式。

3.2. 切換方式

裝置在起動后（起動方式見4.1小節），會按照一定的順序操作工作電源開關和備用電源開關。在快切原理中，名詞“切換方式”用來描述不同開關操作順序。HTS2800提供的切換方式包括：并聯、串聯和同時方式。

3.3. 合閘方式

在快切原理中，名詞“合閘方式”即用來描述合備用開關的合閘條件。裝置在起動后（起動方式見4.1小節），會按照預定的切換方式（切換方式見4.2小節）跳工作開關和合備用開關。無論哪種切換方式都涉及到合備用開關的操作。HTS2800提供的實現方式包括：快速合閘、同期捕捉合閘、殘壓合閘、長延時合閘。以下僅對這幾種實現方式做簡單介紹，關于它們的詳細說明，請參照附錄。

3.4 切換功能圖

HTS2800提供6種起動方式。手動起動時支持并聯、串聯、同時三種切換方式。其他4種起動方式只支持串聯或同時方式。并聯方式只有快切合閘方式，串聯和同時支持快速、同捕、殘壓和長延時4種合閘方式。下圖是HTS2800的切換功能圖。

4、外形及安裝尺寸  

圖 15裝置外形尺寸圖

圖 16裝置開孔安裝尺寸圖