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也谈两进线一联络(上)

 西风斋 2018-12-18

两进线一联络方案

-有什么用/如何用


在供配电系统中,为保证供电的安全性和连续性,一般采取2路电源供电互为备用的方式。

由于是2路独立的电源,为了避免同时作用于负载,就需要使用联络开关将两路电源隔开。避免两路电源直接“碰面”。


规范条文

《住宅建筑电气设计规范 JGJ 242—2011 

条文说明》

  • 4.3.3 住宅建筑的变压器考虑其供电可靠、季节性负荷率变化大、维修方便等因素,宜推荐采用两台变压器同时工作的方案。比如一个别墅区,如果计算出需要选用一台1250kVA的变压器,可改成选用两台630kVA的变压器。

《10KV及以下变电所设计规范 GB 50053-2013 

条文说明》

  • 3.2.17 对于一般的变电所在来自不同电源的进线断路器和母线分段联络断路器之间设电气联锁,是为了防止不同电源并列运行。



01

双路供电好处


稳定/利用率高/减小停电范围

1.1 提高供电的稳定性

基础功能,互为备用的电源系统,当其中一路失去电源,由另一路电源顶上。


1.2 提高变压器的使用率

变压器的最佳利用率是额定功率的40~60%

变压器容量会按照全部负荷进行设计,以满足单路供电时的用电需求。

使用联络开关,将负载分开在I段母线和II段母线,使2台变压器运行在最佳利用率范围内。


1.3 减小停电范围

我们不希望停电!

无意的停电,一种意外的故障情况,可以至少保证一半的负荷继续供电。

有意的停电,每年,配电室需要1-2次的停电检查维护,2路供电,可以单路停电,单路检修,在一定程度上保证负载的正常运行。


  • 对于一级负荷和重要负荷,在末端配电会使用双电源系统,电源分别取自两段母线。故障停电或检修停电的影响就更小了。

上图为示意图:黑色表示停电的线路,末端使用了双电源,任何一路在供电,负载仍然可以正常运行。


  • 在一些要求连续供电严苛的场合,可能还会需要3个独立电源,构成3进线2联络,或者2进线1联络1应急的结线方案。

  • 还有些更重要的场合需要2电源需要并列运行,如冶金和煤矿,属于“绝对不要停电场合”

冶金等特殊行业对电源的连续性要求较高,但又有两路电源在切换时短时并联运行的可能,因此允许两个电源在自动转换开关动作过程中的短时并联运行。这种短时并联方式依然是通过电气联锁来实现的,TSE标准中称之为闭合转换型。



02

基本要求


三取二/手动自动

2.1 联锁,三取二

一般地,如果3台开关同时合闸,会导致两路变压器并列运行。我们认为这是一种错误的操作,可能导致跳闸等意外事件。

因为,变压器并列运行有严苛的参数要求:容量一致,阻抗一致,电压频率组别等都要一致,还要考虑短路电流增大、环流等一系列问题。

所以:三台断路器不能同时合闸,最多合2台。


2.2 手动/自动

在需要时,可以人工投入和恢复备用系统。也可以自动地投入/恢复。

一般地,我们使用一个转换开关用来切换“手动/自动(自投)”操作方式。

其中自动(自投/自复)功能在实际工程当中一般只是作为一个“应具备”的功能,很少自动,大多仍然是值班人员手动投切。



03

联锁方式


机械联锁/电气联锁

3.1机械联锁

机械联锁:不依赖电源,直接在机械结构上去避免误操作,安全性高,误操作的可能性很小,除非蛮力破坏机械结构。

缺点是它不能根据电气状态进行一些自动的投切(分合闸)动作。


对于两进线一联络的机械联锁,一般有钥匙联锁和绳索联锁。

1)钥匙联锁

钥匙锁

三锁两钥匙:用3把相同的锁,挂在3台开关上,但是只给值班人员提供2把钥匙,插入钥匙才能合闸,从而实现三取二。

钥匙联锁是一种简单实用的机械联锁,但钥匙联锁不适合需要自动投切的场合,因为实在没法自动插拔钥匙。


选型举例:by 天工直通车

德力西 CDW3 钥匙联锁附件

其中一台买一套即可


ABB Emax 钥匙联锁附件

每台都要买,然后藏起来一把钥匙


2)缆绳联锁

缆绳联锁

缆绳联锁在2个断路器或者3个断路器之间,通过钢缆连接进行的联锁。

这种机构一般安装在断路器左侧或者右侧,机构随开关分合闸动作传递机械信号联锁(有点像自行车的闸线传递刹车信号),将另一台断路器锁定在分闸状态。


由于通过缆绳是可以得知其他断路器的分合状态的,因此这种缆绳的联锁就可以与电气联锁配合使用。(电气联锁也是根据分合闸状态进行的联锁


缆绳的缺点是距离不能太远,一般也就2米的距离,所以,只适合相邻的开关使用。而大多数的配电室框架开关间距离远超过2米,用不上。


选型举例:by 天工直通车

施耐德 MT框架开关缆绳联锁

3台只需买一套


3.2 电气联锁

依赖电气信号才能正常动作的联锁,没电,联锁就失效。

根据电气状态,包括电源状态,分合状态,故障状态等,通过接线原理可以实现一系列自动化的操作。

缺点是因为过于依赖电信号,在防误动作误操作上不如机械联锁,需要考虑屏蔽开关本体的分合闸机械按钮。

电信号比机械信号不稳定,电线比钢缆更容易遭到破坏,电线容易老化,所以,使用电器联锁需要的元件,需要更好的质量保证。


电气联锁,不需要额外的电气附件,最多增加几个辅助触头。

  • 辅助触头也可以用继电器来扩展实现。原则上,用框架本体的机械触点来联锁,用扩展继电器的触点来实现指示是外传信号,目的是防止即使扩展继电器出问题,也不影响开关的正常联锁。

如果条件允许,机械联锁和电气联锁,都加上。


如何在原理上实现电气联锁原理呢?

未完待续······





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