2.2切換功能

2.2.1快速切換

工作電源故障后，母線殘壓相量端點(diǎn)將沿殘壓曲線從 A 向 B 移動(dòng)，如果能在 A-B 段內(nèi)合上備用電源，則既能保證電動(dòng)機(jī)的安全，又不會(huì)使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降太多，這種切換方式稱為“快速切換”，即在圖3中的 B 點(diǎn)（0.25 秒）以前進(jìn)行的切換。同時(shí)試驗(yàn)表明，母線電壓和頻率衰減的時(shí)間、速度，主要取決于該段母線的負(fù)載。負(fù)載越多，電壓、頻率、下降得越慢。而相同負(fù)載容量下，負(fù)荷電流越大，則電壓、頻率下降得越快。

在實(shí)際應(yīng)用中，B 點(diǎn)一般通過相角來確定。為了充分保證電源切換的安全，令 K 取最大極限值 1。△U=1.1Ue。

圖4 電動(dòng)機(jī)切換向量圖

由圖4得，

此時(shí)，△U=1.1Ue，Us=Ue，Ud的取值范圍為[0.1, 1] Ue，則：

當(dāng) a=1 時(shí)得到∠AOB 的最小值為 66.7°。即備用電源合閘瞬間，只要備用電源電壓與母線殘壓的相位差不超過 66.7°，就可保證電動(dòng)機(jī)承受的沖擊電壓小于 1.1Ue?？紤]到合閘回路的固有時(shí)間，發(fā)合閘命令應(yīng)有一定提前，提前量取決于合閘時(shí)間以及頻差和相差的變化速度。快速切換的整定值是頻率差和相位差，在裝置發(fā)合閘命令前，比較實(shí)測(cè)值與整定值，如滿足合閘條件，則發(fā)合閘命令。

這種情形下的切換時(shí)間只取決于斷路器分合閘的時(shí)間差。對(duì)斷路器而言，這一時(shí)間差通常在數(shù)毫秒內(nèi)，因此可認(rèn)為切換是在不斷電的情況下實(shí)現(xiàn)的。

2.2.2同期捕捉切換

某些情況下，在A-B 段內(nèi)快速切換條件不滿足或快速切換不成功時(shí)，母線殘壓相量繼續(xù)衰減，過B 點(diǎn)后 B-C 段為不安全區(qū)域，此時(shí)母線殘壓和備用電源電壓反相，不允許合備用電源。過C點(diǎn)后的 C-D 段，母線電壓衰減到65％－70％左右，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降不是很大，如果能在捕捉到的母線反饋電壓與備用電源電壓第一次相位重合點(diǎn)實(shí)現(xiàn)合閘，此時(shí)對(duì)電動(dòng)機(jī)的沖擊最小，且對(duì)電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)很有利。這種切換方式稱為“同期捕捉切換”。

在如下情況下，同期捕捉切換作為快速切換的后備切換：

系統(tǒng)接線或運(yùn)行方式造成初始角大，快速切換無法實(shí)現(xiàn)時(shí)；

開關(guān)合閘時(shí)間長(zhǎng)，快速切換無法實(shí)現(xiàn)時(shí)；

某些故障情況下，工作電源斷開時(shí)，相位已不滿足快速切換條件時(shí)；

工作進(jìn)線和備用進(jìn)線電源來自兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，兩系統(tǒng)間不僅存在相位差，而且存在頻差時(shí)。

2.2.3殘壓切換

在母線電壓（殘壓）衰減到 20%--40%后實(shí)現(xiàn)的切換稱為“殘壓切換”，殘壓切換僅作為快速切換和同期捕捉切換的后備切換。當(dāng)母線殘壓低于殘壓切換定值并持續(xù)一定時(shí)間，即可發(fā)備用電源合閘命令。殘壓切換雖然可以保證電動(dòng)機(jī)的安全，但由于母線失電時(shí)間過長(zhǎng)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速已經(jīng)變得很低，這將大大限制電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)。

2.2.4長(zhǎng)延時(shí)切換

在一設(shè)定的時(shí)間結(jié)束之前無法進(jìn)行上述任何一種快速切換方式，進(jìn)入長(zhǎng)延時(shí)切換。長(zhǎng)延時(shí)切換僅作為總后備切換方式。

裝置技術(shù)特征

快速切換時(shí)間性能

1）事故同時(shí)切換斷電時(shí)間：≤10ms＋設(shè)定延時(shí)＋備用開關(guān)合閘時(shí)間－工作開關(guān)跳閘時(shí)間。

2）事故串聯(lián)切換斷電時(shí)間：≤10ms＋備用開關(guān)合閘時(shí)間。

3.1主要技術(shù)參數(shù)

額定參數(shù)

裝置電源：      直流220V±20%或直流110V±20%

交流采樣：      交流電壓： 100V或57.7V

交流電流： 5A

額定頻率： 50Hz

過載特性： 交流電壓回路：長(zhǎng)期運(yùn)行  1.2Un

交流電流回路：長(zhǎng)期運(yùn)行  2In

     允許10s 10In

     允許1s 40In

裝置功耗

交流電壓回路：  每相不大于0.5VA

交流電流回路：  5A時(shí)每相不大于1VA

1A時(shí)每相不大于0.5VA

裝置電源回路：  不大于20W

測(cè)量精度

電流：       10%－120%In      0.2級(jí)

電壓：       50%－150%Un      0.2級(jí)

頻率：       45Hz－65Hz      ±0.02Hz

相角：       0.0°- 360.0°     0.1°

觸點(diǎn)容量:       AC250V  16A

環(huán)境條件

工作：-40℃—+70℃

儲(chǔ)存：-40℃—+80℃，相對(duì)濕度不大于80%，周圍空氣中不含有酸性、堿性或其它腐蝕性及爆炸性氣體的防雨、防雪的室內(nèi)；在極限值下不施加激勵(lì)量，裝置不出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的變化，溫度恢復(fù)后，裝置應(yīng)該能正常工作。

相對(duì)濕度：最高月的平均最大相對(duì)濕度為 90%，同時(shí)該月的平均最低溫度為25℃且表面不凝露。最高溫度為+40℃時(shí)，平均最大濕度不超過50%。

大氣壓力：80kPa～110kPa（相對(duì)海拔高度 2km 以下）。

抗干擾性能

脈沖群干擾試驗(yàn)：能承受 GB/T14598.13－1998 規(guī)定的頻率為 1MHz 及 100kHz 衰減振蕩波（第一半波電壓幅值共模為 2.5kV，差模為 1kV）脈沖群干擾試驗(yàn)。

快速瞬變干擾試驗(yàn)：能承受 GB/T14598.10－2007 第四章規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為 A 級(jí)的快速瞬變干擾試驗(yàn)。

輻射電磁場(chǎng)干擾試驗(yàn)：能承受 GB/T14598.9－2002 第四章規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)的輻射電磁場(chǎng)干擾試驗(yàn)。

靜電放電試驗(yàn)：能承受 GB/T14598.14-1998 中 4.1 規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為Ⅲ級(jí)的靜電放電試驗(yàn)。

電磁發(fā)射試驗(yàn)：能承受 GB/T14598.16－2002 中 4.1 規(guī)定的傳導(dǎo)發(fā)射限值及 4.2 規(guī)定的輻射發(fā)射限值的電磁發(fā)射試驗(yàn)。

工頻磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)：能承受 GB/T17626.8－2006 第 5 章規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為Ⅳ級(jí)的工頻磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)。

脈沖磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)：能承受 GB/T17626.9－1998 第 5 章規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為Ⅳ級(jí)的脈沖磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)。

阻尼振蕩磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)：能承受 GB/T17626.10－1998 第 5 章規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為Ⅳ級(jí)的阻尼振蕩磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)。

浪涌抗擾度試驗(yàn)：能承受 IEC 60255-22-5:2002 第 4 章規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)的浪涌抗擾度試驗(yàn)。

傳導(dǎo)騷擾的抗擾度試驗(yàn)：能承受 IEC 60255-22-6:2001 第 4 章規(guī)定的射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾的抗擾度試驗(yàn)。

工頻抗擾度試驗(yàn)：能承受 IEC 60255-22-7:2003 第 4 章規(guī)定的工頻抗擾度試驗(yàn)。

絕緣性能

絕緣電阻：各帶電的導(dǎo)電電路分別對(duì)地（即外殼或外露的非帶電金屬零件）之間，交流回路和直流回路之間，交流電流回路和交流電壓回路之間，用開路電壓為500V的測(cè)試儀器測(cè)試其絕緣電阻值不應(yīng)小于100MΩ。

介質(zhì)強(qiáng)度：裝置通信回路和24V等弱電輸入輸出端子對(duì)地能承受50Hz、500V（有效值）的交流電壓，歷時(shí)1min的檢驗(yàn)無擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象；其余各帶電的導(dǎo)電電電路分別對(duì)地（即外殼或外露的非帶電金屬零件）之間，交流回路和直流回路之間，交流電流回路與交流電壓回路之間，能承受50Hz、2KV（有效值）的交流電壓，歷時(shí)1min的檢驗(yàn)無擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象。

沖擊檢驗(yàn)：其余各帶電的導(dǎo)電端子分別對(duì)地，交流回路和直流回路之間，交流電流回路和交流電壓回路之間，能承受5kv（峰值）的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊檢驗(yàn)。

機(jī)械性能

振動(dòng)響應(yīng)：裝置能承受 GB/T 11287-2000 中 4.2.1 規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為 I 級(jí)振動(dòng)響應(yīng)檢驗(yàn)。

沖擊響應(yīng)：裝置能承受 GB/T 14537-1993 中 4.2.1 規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為 I 級(jí)沖擊響應(yīng)檢驗(yàn)。

振動(dòng)耐久：裝置能承受 GB/T 11287-2000 中 4.2.2 規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為 I 級(jí)振動(dòng)耐久檢驗(yàn)。

沖擊耐久：裝置能承受 GB/T 14537-1993 中 4.2.2 規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為 I 級(jí)沖擊耐久檢驗(yàn)。

碰撞：裝置能承受 GB/T 14537-1993 中 4.3 規(guī)定的嚴(yán)酷等級(jí)為 I 級(jí)碰撞檢驗(yàn)。