快速切換裝置仿真分析

李彥剛 李輝

摘要：為提高公司電力系統抗晃電能力，我廠今年在電力系統中增加了電源快速切換裝置。針對這一實際現狀，本文采用ETAP仿真軟件對我廠使用的SUE3000型電源快速切換裝置運行情況進行了仿真及分析，以達到運行人員正確地運用快速切換裝置、實現系統抗晃電的目的。

關鍵詞：ETAP仿真;快速切換;首次同相切換

1、引言：

從2015年起，快速切換裝置在我廠6kV供電系統中進行推廣及運用。本文利用ETAP軟件的暫態分析功能，對58/149變電所進行建模仿真，以分析得出不同故障類型下快切裝置的切換條件及切換結果。

2、58/149變電所快切裝置仿真運行分析

使用ETAP仿真軟件建立58/149變電所供電系統仿真模型，根據變電所設備臺賬表、高壓系統圖等，給出仿真計算中所需要的系統設備銘牌數據和運行參數。對于部分未知系統設備參數，利用系統辨識等方法進行估計，以保證獲取的參數接近實際參數。為便于計算6kV斷路器分合閘時間都設定為70ms。

⑴、快速切換功能仿真：設定70ms時中1I-58I斷路器斷開，模擬開關偷跳或電網波動的情況。

從電壓特性曲線來看在70ms時，母線電壓幅值由105%Ue降至97%Ue，母線電壓幅值隨時間緩慢衰減變化，可以滿足快速切換對于殘壓的要求;從頻率特性曲線來看，在70ms-111ms之間，頻率變化小于1HZ，滿足快速切換對于頻率變化率的要求。

⑵、首次同相切換仿真：設定70ms時中1I-58I斷開，母聯開關在相角接近0°時合閘，模擬快切裝置“首次同相切換”。

從相角特性曲線來看，曲線先從初始相角差0°變化到-180°，下一刻躍變到+180°，再由+180°減小到-180°，振蕩變化。曲線與橫軸的交點，視為與電網電壓（或母線IV段電壓）的同相點，在190ms處為首次同相點。從電壓特性曲線來看，在190ms時母線殘壓值降至81%Ue，母聯開關動作后，在612ms后迅速恢復至105%Ue，低壓負荷不受影響。

⑶、首次同相非同期狀態下切換仿真：設定70ms時中1I-58I斷開，母聯開關在相角差接近180°情況下合閘。

從相角特性曲線來看，在156ms時相角差接近180°，此時母聯開關動作，沖擊電流較大達到3158A，母線電壓由82.4%Ue可以恢復至105%Ue，恢復時間為2.51s。從仿真情況可以得出，電機殘壓頻率為“軟頻率”，如果出現首次同相非同期情況下切換，對供電系統而言，除了非同期沖擊電流較大，過渡過程較長外沒有其它影響。

⑷、三相短路故障下母線殘壓狀況仿真：模擬仿真0ms時仿真短路點1發生三相短路，70ms時光差保護動作，切除故障點。

3、結束語

目前我廠在快切裝置啟動方式采用光差保護啟動，沒有設定低電壓啟動的功能，下一步應在今后完善低電壓啟動的功能，使快切裝置能夠解決外電網波動和上級斷路器偷跳造成的晃電問題。同時配套使用快速斷路器，以實現在短路情況下，能夠維持殘壓，使快切裝置滿足快速切換或首次同相切換的啟動條件。

參考文獻：

[1] 平朝春，基于ETAP的海洋石油工程電力系統暫態穩定性分析，中國造船2012（12）

[2] 于波，廠用 電快切裝置在火電廠的應用，廣西電力2007（3）

[3] ABB SUE3000說明書

作者簡介：

李彥剛男漢族甘肅蘭州1983.11.本科工程師電氣

李輝男漢族甘肅蘭州1984.05.本科助理工程師電氣