HTS2800电源无扰动快速切换装置

石化、冶金等大中型工业企业，由于外部电网或内部供电网络故障或异常的原因，造成非正常停电、电压大幅波动或短时断电（俗称“晃电”）的情况屡见不鲜。由于冶金、石化企业工艺流程的特殊性，供电的中断或异常往往会造成设备停运或空转、工艺流程中断或废品产生，有时甚至造成生产设备的报废等严重后果。

目前，工业企业解决供电可靠性的主要办法是一次系统采用双路或多路供电，再辅以二次系统采用备自投装置。对一般工业企业而言，备自投装置已经可以满足要求。而在石化、冶金等要求连续供电的企业，备自投的使用效果并不理想。原因是这些企业有大量的电动机负荷，由于电动机反馈电压的存在，从失电到失压进而无压，备自投完成动作的过程持续时间长达1-2秒，甚至更长，此时电动机已经被分批切除。即使是延迟时间较长的高压重要电动机没被切除，由于母线已经无压（一般无压定值为额定电压的20%-35%），转速已经严重下降，直接影响生产过程的连续性，并对产品质量造成不良影响。而且此时恢复供电将造成较大的电动机自起动电流，对供电网络产生冲击。而对400V 系统而言，低电压将造成接触器脱扣，变频器停止工作。总之，在石化、冶金行业，看起来司空见惯的备自投实际上并没有真正起到保障供电连续性的作用。

HTS2800装置克服了以往备自投装置的缺点，大大提高了工业企业控制自动化的水平，优点主要体现在如下几个方面：

²快速性、准确性。装置硬件采用最新型DSP+32位CPU+CPLD硬件平台，高精度AD采样芯片，保证了数据的实时性以及切换的快速性。

²安全性。能够更快、更准确的输出控制指令。 在切换过程中，装置实时跟踪开关两侧电源的电压、频率和相位，并提供了多种可靠的起动方式和切换实现方式，能够保证快速安全的投入备用电源，同时不会对电动机造成大的冲击。

²灵活性。传统实现方式往往专门为现场某种接线方式或者运行方式设计，一旦运行方式改变，或者需要应用到新的接线方式，改动非常繁琐。本装置结合了多种合理的现场运行方式，仅需更改部分定值即可满足多种现场工程实施需求。增加了一些保护功能作为选配部件，以及通信功能，如61850功能。

²可靠性。在硬件和软件上均设计了专门的抗干扰措施，以及完善的自检、闭锁逻辑，结构改进更加合理，提高了装置电磁兼容的抗干扰性能。

1、装置特点及主要技术指标

1.1装置特点

1.1.1. 切换功能齐全

² 兼有手动起动、保护起动、失压起动、误跳起动、无流起动、逆功率起动等多种起 动方式

² 兼有并联、串联和同时切换方式

² 兼有快速切换、同期捕捉切换、残压切换、长延时切换等实现方式

² 完备的切换闭锁功能

1.1.2. 可靠的软硬件设计

² 装置采用全封闭背插式结构，抗干扰设计，使装置的抗电磁干扰能力大大提高。

² 出口设有闭锁继电器，保证装置可靠出口。

² 逻辑单元软件与管理单元软件独立运行，通信、显示等不会影响切换逻辑正常运行。

1.1.3. 通信功能

支持以太网、RS485通信接口；支持IEC60870-5-103、Modbus通信规约。

1.1.4. 强大的故障录波及信息记录功能

信息记录全面，包括动作事件、告警事件、开入开出变位信息、装置自检、运行事件及录波事件等。通过查看这些事件记录，可以全面了解设备的运行状况。

1.1.5. 时钟同步

装置具备软件对时和硬件对时功能。

硬件对时支持秒脉冲对时模式和IRIG-B码对时模式，装置自动识别硬件对时模式，对时误差≤1ms。对时接口均采用485差分电平输入。

软件对时为通讯报文对时。一般地，IRIG-B码对时单独使用，差分秒脉冲与软件对时一同使用，不建议IRIG-B码对时与软件对时一同使用。

1.2 主要技术指标

1.2.1工作环境

² 温度：-25℃～+60℃ 保证正常工作

² 湿度、压力符合DL478

1.2.2 机械性能

² 能承受严酷等级为Ⅰ级的振动响应，冲击响应。

1.2.3 额定数据

² 直流电压：220V  允许偏差+15％，-20％

² 交流电压：100V（线电压），57.74V

² 交流电流：5A

² 频    率：50Hz

1.2.4 功耗

² 交流电压： < 0.5VA/相

² 交流电流： < 1.0VA/相 (In =5A)

²      < 0.5VA/相 (In =1A)

² 直    流： 正常 < 15W

²      跳闸 < 25W

1.2.5 过载能力

交流电流：2倍额定电流，连续工作； 10倍额定电流，允许10s；40倍额定电流，允许1s。

交流电压：1.2倍额定电压，连续工作；1.4倍额定电压，允许10s。

1.2.6 精度

² 电压：0.5级

² 频率：0.02Hz

² 相角：0.2度

1.2.7 定值误差

² 电压定值误差：±2.5%；

² 电流定值误差：±2.5%或±0.01A；

² 频差定值误差：±0.02Hz；

² 时间定值误差：±1%定值。

² 角差定值误差：±0.2°

1.2.8 精确工作范围

² 电流：  0.05In~20In

² 电压：  1%Un~120%Un

² 频率：  30Hz~65Hz

1.2.9 输入输出接点容量

² 跳合闸出口：

允许长期通过电流5A，切断电流0.3A（DC220V, V/R 1ms）

² 信号出口：

允许长期通过电流5A，切断电流0.3A（DC220V, V/R 1ms）

² 开关量输入：DC220V。

1.2.10 时间性能

² 事故同时切换最小断电时间：≤ 11ms＋用户设定延时＋备用开关合闸时间－工作开关跳闸时间；

² 事故串联切换最小断电时间：≤ 11ms＋备用开关合闸时间。

1.2.11 故障录波

记录切换启动前15个周波，启动后235个周波。录波数据满足COMTRADE99标准。

2、接线方式

石化、冶金等行业用户的电力系统主接线，从电源切换的角度予以归纳，主要有两种接线方式：一种为单母分段方式；另一种为单母方式。HTS2800装置可灵活适用于这两种接线方式的电源切换。

2.1 单母分段方式

图 1单母分段方式接线示意图（正常运行）

单母分段方式的接线图可简化如图 1所示。图中进线1、2可以是线路、主变、线路-变压器组等对母线进行供电的变配电设备的一种。

系统正常运行时，母线1由进线1供电，母线2由进线2供电。即进线开关1DL、2DL闭合，母联开关3DL断开。当任意一路进线电源失去时，HTS2800装置均能投入另一侧进线电源。

2.2 单母方式

图 2 单母运行方式接线示意图（进线1供电模式）

单母运行方式的接线示意图如图 2所示。

正常运行时，母线由进线1或进线2供电。若由进线1供电，则1DL在合位，2DL在分位，进线2电源为进线1电源的备用。如因故障等原因造成进线1电源失去时，HTS2800装置能迅速起动，将进线2电源投入。由进线2供电时情况类似。

3、切换功能

3.1 起动方式

HTS2800装置可提供手动起动、保护起动、误跳起动、失压起动、无流起动、逆功率起动和频压起动方式。

3.2. 切换方式

装置在起动后（起动方式见4.1小节），会按照一定的顺序操作工作电源开关和备用电源开关。在快切原理中，名词“切换方式”用来描述不同开关操作顺序。HTS2800提供的切换方式包括：并联、串联和同时方式。

3.3. 合闸方式

在快切原理中，名词“合闸方式”即用来描述合备用开关的合闸条件。装置在起动后（起动方式见4.1小节），会按照预定的切换方式（切换方式见4.2小节）跳工作开关和合备用开关。无论哪种切换方式都涉及到合备用开关的操作。HTS2800提供的实现方式包括：快速合闸、同期捕捉合闸、残压合闸、长延时合闸。以下仅对这几种实现方式做简单介绍，关于它们的详细说明，请参照附录。

3.4 切换功能图

HTS2800提供6种起动方式。手动起动时支持并联、串联、同时三种切换方式。其他4种起动方式只支持串联或同时方式。并联方式只有快切合闸方式，串联和同时支持快速、同捕、残压和长延时4种合闸方式。下图是HTS2800的切换功能图。

4、外形及安装尺寸  

图 15装置外形尺寸图

图 16装置开孔安装尺寸图