1、引言
隨著社會(huì)的發(fā)展,人們對(duì)供電可靠性要求也越來(lái)越高。很多場(chǎng)合用兩路電源來(lái)保證供電可靠性,電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行對(duì)保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展和人民生活水平的不斷提高有著越來(lái)越重要的意義。電力系統(tǒng)一旦發(fā)生事故,將會(huì)給人們的生產(chǎn)和生活帶來(lái)不可估量的損失。尤其在用電供需矛盾突出的情況下,突發(fā)停電事故較多,許多企事業(yè)單位為維持正常供電,不得不在停電時(shí)采用備用電源(例如備用電網(wǎng)、發(fā)電機(jī)組、蓄電池組逆變(eps)等)來(lái)供電。雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(簡(jiǎn)稱atse)就是為了滿足這一種要求而開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的,由一個(gè)(或幾個(gè))轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器和其他必需的電器(轉(zhuǎn)換控制器)組成,用于監(jiān)測(cè)電源電路、并將一個(gè)或幾個(gè)負(fù)載電路從一個(gè)電源轉(zhuǎn)換至另一個(gè)電源的開(kāi)關(guān)電器。作為重要負(fù)荷的末端互投裝置,atse在工程中得到了廣泛的應(yīng)用,正確合理的選擇atse可確保重要負(fù)荷的可靠供電,atse在重要負(fù)荷的供電系統(tǒng)中是不可缺少和重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。它有自投自復(fù)和自投不自復(fù)兩種切換功能,實(shí)現(xiàn)常用電源(n)與備用電源(r)之間的切換,因一路電源出現(xiàn)斷電或異常(欠壓、過(guò)壓、失壓)而進(jìn)行電源之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)換,以保證供電的連續(xù)性、可靠性、安全性。本文以煉鐵廠5號(hào)高爐低壓配電系統(tǒng)中的cdq3系列雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)為例,介紹雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的發(fā)展過(guò)程、使用以及故障排除。
2、雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)atse的發(fā)展過(guò)程
atse目前在我國(guó)經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段,即兩接觸器型、兩斷路器型、勵(lì)磁式專用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和電動(dòng)式專用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。兩接觸器型轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)為第一代,是我國(guó)最早生產(chǎn)的雙電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān),它是由兩臺(tái)接觸器搭接而成的簡(jiǎn)易電源,這種裝置因機(jī)械聯(lián)鎖不可靠、耗電大等缺點(diǎn),因而在工程中越來(lái)越少采用。兩斷路器式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)為第二代,也就是我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和iec標(biāo)準(zhǔn)中所提到的cb級(jí)atse,它是由兩斷路器改造而成,另配機(jī)械聯(lián)鎖裝置,可具有短路或過(guò)電流保護(hù)功能,但是機(jī)械聯(lián)鎖不可靠。勵(lì)磁式專用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)為第三代,它是由勵(lì)磁式接觸器外加控制器構(gòu)成的一個(gè)整體裝置,機(jī)械聯(lián)鎖可靠,轉(zhuǎn)換由電磁線圈產(chǎn)生吸引力來(lái)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān),速度快。電動(dòng)式專用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)為第四代,是pc級(jí)atse,其主體為負(fù)荷隔離開(kāi)關(guān),為機(jī)電一體式開(kāi)關(guān)電器,轉(zhuǎn)換由電機(jī)驅(qū)動(dòng),轉(zhuǎn)換平穩(wěn)且速度快,并且具有過(guò)0位功能。
3、雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)與工作原理
cdq3系列雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)是由開(kāi)關(guān)本體和控制器兩大部分組成,采用兩臺(tái)三級(jí)或四級(jí)塑殼斷路器及內(nèi)附部件作為主開(kāi)關(guān),控制器是以高性能16位mcu為核心,電磁兼容性設(shè)計(jì),抗干擾性能強(qiáng),可以穩(wěn)定可靠的長(zhǎng)期工作。配以led顯示和按鍵操作,形成良好的人機(jī)對(duì)話界面,操作提示性強(qiáng),是一種理想的機(jī)電一體化雙電源切換系統(tǒng)。廣泛用于各種不允許長(zhǎng)時(shí)間停電的重要場(chǎng)所。cdq3雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)擁有三種操作方式:即控制器的自動(dòng)分合閘、由控制器操作的手動(dòng)分合閘、脫離控制器的手動(dòng)分合閘。切換開(kāi)關(guān)的主電路接線如下圖1,原理動(dòng)作框圖如下圖2。
進(jìn)入工作狀態(tài)后,控制器將自動(dòng)對(duì)兩路電源各相電壓連續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣,并計(jì)算出各相的電壓有效值,根據(jù)整定的數(shù)據(jù),微處理器做出各種判斷處理,處理結(jié)果通過(guò)延時(shí)(可調(diào))驅(qū)動(dòng)電路向操作機(jī)構(gòu)發(fā)出分閘或合閘指令,通過(guò)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)的常,備用及雙份轉(zhuǎn)換,且故障的狀況可由led數(shù)碼管和指示燈反映出來(lái)。
4、功能:
4.1自動(dòng)
當(dāng)設(shè)定為自動(dòng)功能時(shí),自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的切換由控制器根據(jù)故障狀況自動(dòng)控制。
自投自復(fù):即(f0模式,運(yùn)用于電網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)。正常狀態(tài)時(shí),由常用電源供電,當(dāng)常用電源出現(xiàn)故障或異常(任何一相發(fā)生欠壓,過(guò)壓,失壓或缺相)時(shí),經(jīng)過(guò)延時(shí)(已設(shè)定,并可調(diào))自動(dòng)轉(zhuǎn)換至備用電源供電;當(dāng)常用電源恢復(fù)正常后,再經(jīng)設(shè)定延時(shí)時(shí)間自動(dòng)返回到常用電源供電;當(dāng)備用電源出現(xiàn)工作或異常(任一相電壓發(fā)生過(guò)壓,欠壓,失壓或缺相),并出現(xiàn)備用電源異常報(bào)警提示時(shí),不能產(chǎn)生切換。
自投不自復(fù):即(f1)模式,當(dāng)備用電源正常,而常用電源出現(xiàn)故障或異常時(shí)(過(guò)壓。欠壓,失壓或缺相),自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)將自動(dòng)切換至備用電源供電;但當(dāng)常用電源恢復(fù)正常后,自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)將仍停留在備用電源供電位置而不轉(zhuǎn)回,只有當(dāng)備用電源出現(xiàn)故障后(欠壓,過(guò)壓,失壓或缺相)才能轉(zhuǎn)到常用電源位置供電。
電網(wǎng)與發(fā)電機(jī):即(f2)模式,當(dāng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)用于電網(wǎng)與發(fā)電機(jī)系統(tǒng)時(shí),控制器對(duì)電網(wǎng)和發(fā)電機(jī)兩路電源進(jìn)行切換,在電網(wǎng)電源出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)出無(wú)源觸點(diǎn)信號(hào)(以一組常開(kāi),常閉觸點(diǎn)輸出),用來(lái)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng),當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)電電壓達(dá)到額定要求時(shí),控制器將進(jìn)行轉(zhuǎn)換,至于系統(tǒng)容量,由用戶自行配置,當(dāng)發(fā)電機(jī)容量有限時(shí),可先除去部分負(fù)載,以免拖動(dòng)不起;當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)正常后,自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)將自動(dòng)轉(zhuǎn)換至電網(wǎng)電源供電。
雙分狀態(tài):當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)故障時(shí)(過(guò)載,短路),cb型主開(kāi)關(guān)的塑殼斷路器有可能出現(xiàn)脫扣,這時(shí)為避免切換至另一路電源,控制器將自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)切換至雙分位置,等候故障處理;故障處理完畢后,再根據(jù)情況,進(jìn)行再扣合閘。
4.2手動(dòng)
當(dāng)在手動(dòng)模式下時(shí),用戶可根據(jù)需要操縱控制器面板上的按鍵來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的切換,有三種位置可選擇:常用電源位置,備用電源位置,雙分位置。
5、在高爐低壓配電系統(tǒng)的運(yùn)用
在高爐爐頂設(shè)備、熱風(fēng)設(shè)備、布袋設(shè)備、除塵設(shè)備都應(yīng)用了雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān),額定工作電流分別有600a、200a、125a、100a,接線圖如下,
6、故障分析與排除
在調(diào)試或使用過(guò)程中可能遇到的常見(jiàn)故障及排除方法見(jiàn)下表:
故障現(xiàn)象
原因分析
排除方法
控制器面板無(wú)顯示
主回路為控制器提供的電源不正常
檢查從主回路到控制器的線路是否連接正常,有無(wú)松動(dòng),螺釘是否擰緊
能聽(tīng)到控制器內(nèi)部繼電器動(dòng)作的聲音,但自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)拒動(dòng)
控制器與開(kāi)關(guān)本體的連接存在故障
檢查控制器到開(kāi)關(guān)本體的插頭有無(wú)松動(dòng),緊固螺釘是否上牢
通電后雖然各相電壓均正常,但面板顯示為異常
動(dòng)力線與斷路器電源的連接存在故障
檢查動(dòng)力線與斷路器電源是否接好,是否有失壓現(xiàn)象
7、注意事項(xiàng):
*常用電源和備用電源相序必須一致,常n、備n和相線不能接錯(cuò)否則控制器有可能損壞。
*負(fù)載不正常,過(guò)載或短路而造成斷路器脫扣時(shí),請(qǐng)查實(shí)原因,排除故障后方可重新操作運(yùn)行。
*當(dāng)處于自動(dòng)工作方式時(shí),請(qǐng)不要人工手動(dòng)操作手柄。手柄僅做斷電調(diào)試,勿用手柄帶負(fù)荷操作。
*開(kāi)關(guān)本體安裝必須要有良好的接地
8、結(jié)束語(yǔ)
電力配電系統(tǒng)安全、可靠、連續(xù)供電對(duì)高爐設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)至關(guān)重要。具有備用電源的場(chǎng)合如何合理選用各種電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器尤為人們關(guān)注。雖然按負(fù)荷類別不同,可選用不同控制轉(zhuǎn)換方式及結(jié)構(gòu)方式的atse來(lái)滿足應(yīng)用要求,但是對(duì)于低壓總電源側(cè)的atse應(yīng)該首選帶選擇性保護(hù)的雙投cb級(jí)atse,使供電電路既能在故障時(shí)及時(shí)轉(zhuǎn)換電源,又能在發(fā)生短路故障時(shí)得到及時(shí)切斷故障電路。真正達(dá)到安全、可靠、連續(xù)供電的要求。文中不妥之處,懇請(qǐng)各位老師批評(píng)、指正。