HST100快切技术说明书V1.2经验相关

HST-100 厂用电快速切换装置技术说明书V1.2阿城继电器股份有限公司哈尔滨瑞雷电气科技发展有限责任公司2008年9月HST-100厂用电快速切换装置技术说明书V1.2编 制：芦红伟 审 核：由保贤审 定：孙成发 版权所有：阿城继电器股份有限公司、哈尔滨瑞雷电气科技发展有限责任公司本资料可能被修改，请注意最新版本资料。产品与此资料不符者，请以实际产品为准。 技术支持：哈尔滨瑞雷电气科技发展有限责任公司(阿继电器科技中心)地址：哈尔滨市南岗区先锋路326号电话：0451-82565818-8002/3/4/5 传真：0451-82565818-8001电邮：reli0451目 次1 概述11.1 特点11.2 主要功能11.3 通讯功能12 技术数据22.1 额定数据22.2 功耗22.3测量误差22.4 重量22.5 绝缘性能22.6 电磁兼容性能32.7 触点性能32.8 快速切换时间32.9 机械稳定性32.10 环境条件33 装置硬件43.1 机箱结构43.2 插件功能54 装置功能64.1 监测显示64.2 切换功能64.3 低压减载功能84.4 故障处理功能84.5 去耦合94.6 可预置初始相位94.7 起动后加速保护功能94.8 事件追忆、录波95 装置原理105.1 快速切换105.2 同期捕捉切换105.3 残压切换115.4 长延时切换116 程序流程图116.1 手动切换的流程图116.2自动切换的流程图127 装置整定147.1 装置参数整定147.2 装置定值整定157.3 控制字整定158 订货须知168.1 订货时应指明168.2型号参数说明16附录A 装置信息17A.1装置动作SOE信息17A.2 装置运行告警信息17A.3 装置自检信息18A.4 装置开关变位信息18附录B 附图19B.1 装置使用接线图19B.2 逻辑插件H原理图20B.3 逻辑插件J原理图21B.4 模拟断路器插件原理图22B.5 通信接口组合方式22附录C 交流电压接线说明23荷叶文档1 概述 HST-100厂用电快速切换装置（以下简称装置），适用于发电厂或一些用电负荷较大的厂矿企业厂用电源的快速切换。装置具有正常情况下，备用电源与工作电源双向切换功能；事故或不正常情况下，工作电源向备用电源单向切换的功能。采用该装置能够提高厂用电切换的成功率和切换速度，避免非同期切换对厂用设备的冲击损坏，简化切换操作并减少误操作，提高机组的安全运行和自动控制水平。 一般每套装置可以对一段厂用母线的工作电源与备用电源进行切换控制。特殊情况可按用户要求另行开发。 1.1 特点a）高性能的通用硬件平台采用32位微处理器，高精度A/D，Flash Memory，大容量ROM，大容量RAM。具有完善的自诊断功能，无可调节器件，现场免维护。 b）模块化软件设计采用RTOS实时操作系统，C 语言编程，功能稳定可靠，升级维护更方便。模块化程序设计使保护功能配置灵活，可满足不同用户的个性化需求。c）友好的人机界面大屏幕液晶显示屏，中文视窗界面，保护信息、操作信息一目了然，操作简单方便。面板LED指示灯，清晰表明装置正常、异常及动作时的各种状态。d) 运行过程准确记录可记录SOE等类型事件达上万条，跳闸记录报告不少于2个，且存储的信息在掉电后不会丢失。便于事后事故分析，杜绝原因不明的跳闸。事件报告采用国际标准COMTRADE格式存储，便于与其它分析机接口。e）强大通信功能嵌入式双网接口灵活配置,任一接口可配置成以太网、CANBUS、RS485，支持IEC60870-5-103、MODBUS等通信规约。 1.2 主要功能 装置的主要功能见表1。1.3 通讯功能可直接与当地监控通信。装置具有两个通信口，每个通信接口可选用RS485、CAN或以太网，共有6种组合方式（订货时指明）。组合方式见附图。通信规约可采用IEC60870-5-103、MODBUS等通信规约。表1 装置的主要功能序号功 能控制字组合方式1就地手动启动切换并联自动切换控制方式=就地，手动切换方式开入置低电平同时切换控制方式=就地，手动切换方式开入置高电平（+24V）2远方并联启动切换并联自动切换控制方式=远方，远方并联切换方式=并联自动并联半自动切换控制方式=远方，远方并联切换方式=并联半自动3保护启动切换串联切换保护切换方式=串联同时切换保护切换方式=同时4失压启动切换串联切换失压启动=投入，失压切换方式=串联同时切换失压启动=投入，失压切换方式=同时5低压切辅机可选择 投入或退出6PT断线可选择 投入或退出7目标电源失电（注）可选择 投入或退出8校时装置具有手动校时、网络校时和GPS校时功能。9闭锁监测装置具有保护闭锁、后备电源失电、PT断线、开关位置异常等自动闭锁功能注：工作电源投入时，备用电源为目标电源；备用电源投入时，工作电源为目标电源。2 技术数据2.1 额定数据 a）交流电流（In）：5A ；b）交流电压 (Un)：100V或100/V ；c）开入量回路电压：24V10，可用本装置提供的24V或外接24V ；d）交流额定频率：50Hz 。2.2 功耗a）交流电流：1VA/相；b）交流电压: 0.5VA/相 ；c）直流电源：正常45W ； 跳闸50W ；d）开入回路: 0.3VA/路 。2.3测量误差电压电流：不大于%2 ；频率：不大于0.05Hz ；相角：不大于0.5；延时：不大于2ms。2.4 重量装置总重量为：4kg0.5kg 。2.5 绝缘性能2.5.1 绝缘电阻 在标准大气条件下,装置各电路与外露的导电部分之间以及各独立电路之间,用开路电压为500V的测试仪器分别测定其绝缘电阻值,不小于100M。2.5.2 介质强度在标准大气压条件下,装置各电路(开入电路除外)与外露的导电部分之间以及各独立电路之间,能承受交流2kV (有效值)试验电压,历时1min,无绝缘击穿或闪烁现象。装置的开入电路与外露的导电部分之间能承受交流0.5kV(有效值)试验电压, 历时1min,无绝缘击穿或闪烁现象。2.6 电磁兼容性能a）振荡波抗扰度检验符合IEC 60255-22-1:1988的规定：III级；b）静电放电抗扰度检验符合IEC 60255-22-2:1996的规定：III级；c）射频电磁场辐射抗扰度检验符合IEC 60255-22-3:1989的规定：III级；d）电快速瞬变脉冲群抗扰度检验符合IEC 60255-22-4:1992的规定：IV 级；e）浪涌抗扰度检验符合IEC 60255-22-5:2002的规定：III级；f）射频传导抗扰度检验符合IEC 60255-22-6:2001的规定：III级；g）工频抗扰度检验符合IEC 60255-22-7:2003的规定：A 级；h）工频磁场抗扰度检验符合IEC 61000-4-8:1993的规定：V 级；i）脉冲磁场抗扰度检验符合IEC 61000-4-9:1993的规定：IV 级；j）阻尼振荡磁场抗扰度检验符合IEC 61000-4-10:1993的规定：IV级；k）谐波电流发射限值检验符合IEC 61000-3-2:2001的规定：A 级；l）电压波动和闪烁的限制检验符合IEC 61000-3-3:1994的规定；m）传导发射限值检验符合IEC 60255-24:2000的规定。2.7 触点性能2.7.1 触点断开容量 交流: 250VA； 直流:30W。2.7.2 触点长期允许闭合电流 装置输出触点长期允许闭合电流为5A。2.8 快速切换时间a）事故同时切换：10ms+用户设定延时+备用开关合闸时间（外部保护启动接点闭合至备用开关合上）；b）事故串联切换：10ms+工作开关跳开时间+开入确认时间+备用开关合闸时间（外部保护启动接点闭合至备用开关合上）。2.9 机械稳定性装置的抗振动检验符合GB/T 11287-2000的规定。2.10 环境条件a）环境温度工作：-2555；贮存：-25C+70C 。b）相对湿度最湿月的月平均最大相对湿度为85%,同时该月的月平均最低温度为+25C， 且表面无凝露最高温度为+40C 时,平均最大相对湿度不超过50%。c）大气压力：86 kPa106kPa （相对海拔高度2km 以下）。3 装置硬件本装置在总体设计、各插件设计上均充分考虑了可靠性的要求，并在程序执行、信号指示、通信等方面给予了详尽考虑。3.1 机箱结构机箱高度为 4U，宽度为19 英寸。机箱外形尺寸及开孔图尺寸见图 1。a) 机箱外形尺寸b) 开孔尺寸图图 1 机箱外形尺寸及开孔图尺寸装置采用整面板形式，面板上包括大屏幕彩色汉字液晶、信号指示灯、操作按键等。装置背后接线端子图见图2。装置使用接线图参见附录B，图B.1。图2 装置背后端子图注：CAN 与RS485 公用一个口图3 装置背后接线端子图3.2 插件功能3.2.1 交流插件（B）该插件包括电流变换器CT和电压变换器PT，用于将系统CT、PT的二次侧电流、电压信号转换成弱电信号，供A/D转换用，并起强弱电隔离作用。本插件包括11个模拟量变换器，分别为母线电压UA、UB、UC，进线1电压U1A，进线1电流I1A、I1B、I1C，进线2电压U2A，进线2电流I2A、I2B、I2C。3.2.2 主板插件（D）该插件采用了多层印制板及表面贴装工艺，采用了32位单片机及高精度A/D，具有转换速度快、采样偏差小、无可调整元件等特点。外部开入量的状态必须经光隔或继电器以+24V高电平接入。3.2.3 逻辑插件（H）逻辑插件（C）主要提供对外输出中央信号，包括切换成功、切换失败、PT断线、后备失电、开关位置异常、出口闭锁、装置闭锁、装置故障等信号接点。除出口闭锁接点外均为磁保持接点，需手动复归返回。具体参见附录B中的图B.2。3.2.4 逻辑插件（J）逻辑插件（D）主要提供操作断路器出口接点。空接点方式输出。包括跳工作电源出口、合工作电源出口、合备用电源低侧出口、合备用高侧出口、跳备用电源出口、切辅机1出口、切辅机2出口和投入后加速保护出口。当带测试插件工作时，应外扩出口转换接点，以同时满足测试和运行需要。具体参见附录B中的图B.3和图B.1。3.2.5 试验插件（L）试验插件内置模拟断路器、模拟断路器跳合按钮、试验回路、接通/断开开关等。当开关置于调试位置，并将逻辑插件的外扩接点接入，模拟回路导通，可模拟真正断路器实现各种快切操作功能测试。反之开关置于工作位置，模拟回路自动断开。其中 SW1:跳工作置位按钮；SW2:合工作置位按钮；SW3:跳备用置位按钮；SW4:合备用高置位按钮；SW5:合备用低置位按钮；具体参见附录B中的图B.4。3.2.6 电源插件（M）装置工作电源采用交、直流两用开关电源，利用逆变原理输出本装置需要的4组电源。有5V，12V，24V（1）和24V（2）。四组电压均不共地，且采用浮地方式，同外壳不相连，其中24V（2）供外部开入使用。电源插件的M-19,M-20,M-21两端子应与系统大地可靠连接。3.2.7 人机对话板人机对话板的核心采用16位单片机，其主要功能是显示保护输出的信息，扫描面板上的键盘状态。该板通过通讯方式与主板进行通讯。本板采用汉字液晶显示，人机界面清晰易懂，操作简单。液晶显示具有屏幕保护功能。4 装置功能4.1 监测显示液晶显示屏显示以下运行参数或状态：a) 厂用母线三相电压Ua_m 、Ub_m、 Uc_m；b) 工作电源电压U1_G；c) 工作电源电流I1a_G；d) 备用电源电压U2_B；e) 备用电源电流I2a_B；f)厂用母线Ua及进线电源电压U1a或U2a 的频率：Fm、F1_G、f2_B；g) 厂用母线Ua_m与进线电源电压U1a_G或U2a_B 间的频率差：F;h) 厂用母线Ua_m及进线电源电压U1a_G或U2a_B 间的相位差：相差U1Um, 相差U2Um；i) 工作备用开关及厂用母线PT隔离开关分合闸状态；j) 显示装置的自检状态及SOE事件；k) 切换完毕可立即查看录波曲线和残压曲线，并生成切换报告供打印和保存。4.2 切换功能4.2.1正常切换正常切换是指正常情况下进行的厂用电源切换。通过ECS/DCS系统、控制台开关或触摸屏手动操作起动装置，完成从工作电源到备用电源，或从备用电源到工作电源的双向切换。正常切换分为串联切换和并联切换两种方式。其中通过ECS/DCS系统、控制台开关或触摸屏操作手动起动装置为就地操作，通过面板或后台操作为远方操作。4.2.1.1 正常并联切换并联切换又分为自动和半自动两种情况。 a) 并联自动 手动（远方）起动切换后，若并联切换条件满足，装置先合上备用（工作）电源开关，经指定延时后，再自动跳开工作（备用）电源开关。如果在该段延时内，刚合上的备用（工作）电源开关被跳开，则装置不再自动跳开工作（备用）电源开关。如果启动切换后，并联条件不满足，装置立即闭锁且发闭锁信号，进入复归状态。 b) 并联半自动 远方起动切换后，若并联切换条件满足，装置只合上备用（工作）电源开关，而跳开工作（备用）电源开关的操作要由人工来完成。如果在规定的时间内，操作人员仍未跳开工作（备用）电源开关，装置将发告警信号。如果远方启动切换后，并联条件不满足，装置将立即闭锁且发闭锁信号，并进入复归状态。提示：1：并联切换只有在两电源并联条件满足时才能实现，并联条件可在装置中整定。2：两电源并联条件满足是指：（1）电源频率差小于整定值。（2）两电源电压相角差小于整定值。（3）工作、备用电源开关一个在合位、另一个在分位。（4）目标电源电压大于所设定的电压值。（工作电源投入时，备用电源为目标电源；备用电源投入时，工作电源为目标电源。）（5）母线PT 正常。4.2.1.2 正常同时切换手动起动切换后，先发跳工作（备用）电源开关命令，不等待开关辅助接点返回，在切换条件满足时，发合备用（工作）开关命令。如开关合闸时间小于开关跳闸时间，自动在发合闸命令前加所整定的延时以保证开关先分后合。正常同时切换有四种切换方式：快速切换，同期捕捉切换，残压切换及长延时切换。快速切换不成功时，自动转入同期捕捉切换、残压切换及长延时切换。需要注意的一个问题，由于厂用工作变压器和起动/备用变压器引自不同的母线和电压等级，它们之间往往有不同数值的阻抗及阻抗角，当变压器带上负荷时，两电源之间的电压将存在一定的相位差，此相位差通常称作“初始相角差”。初始相角的存在，使手动并联切换时，两台变压器之间会产生环流，如环流过大，对变压器是十分有害的。初始相角在20时，环流的幅值大约等于变压器的额定电流。因此当初始相角差超过20时，慎用手动并联方式（此时可采用手动串联切换方式）。4.2.2 事故切换事故切换是指由于工作电源故障而引起的切换，通常由发变组、高压厂用变保护（或其它跳工作电源开关的保护）通过外部开入接点启动，单向操作，只能由工作电源切向备用电源。事故切换分为串联切换和同时切换两种方式。a) 事故串联切换由保护起动开入接点启动，切换装置先跳开工作电源开关，在确认工作电源开关已跳开后，如果切换条件满足时，合上备用电源开关。事故串联切换有四种切换方式：快速切换，同期捕捉切换，残压切换及长延时切换。快速切换不成功时，自动转入同期捕捉切换、残压切换及长延时切换。b) 事故同时切换由保护起动开入接点启动，先发出跳工作电源开关命令，不等待工作电源开关辅助接点变位，一旦切换条件满足时，立即发合备用电源开关命令（或经整定的短延时，发合备用电源开关命令）。整定的短延时是指“同时切换合闸延时”，这样可以避免由于工作电源跳闸时间长于备用电源合闸时间，造成备用电源投在故障回路而跳闸，致使切换失败，事故范围扩大。事故同时切换也有四种切换方式：快速切换，同期捕捉切换，残压切换及长延时切换。快速切换不成功时，自动转入同期捕捉切换、残压切换及长延时切换。4.2.3 不正常工况切换不正常工况切换由指装置检测到不正常运行情况后自行起动，单向操作，只能由工作电源切向备用电源。不正常工况指以下两种情况：a) 厂用电母线失电当厂用电母线三相电压均低于整定值，且时间超过整定延时，则装置根据选择方式进行串联或同时切换。b) 工作电源开关误跳因各种原因（包括人为误操作）造成工作电源开关误跳，装置根据选择方式进行串联或同时切换。 所谓“误跳”是指在装置没有发跳闸命令的情况下，工作电源短路器跳开。这有两种可能：一种是工作电源断路器受控跳闸，另一种是真正意义的误动跳闸。 为了避免误动作，误跳的检测加入了对工作电源电流的检测，只有电流降到了0.5A以下，才算真正误跳。4.3 低压减载功能低压减载功能只在装置进行串联或同时切换时才会起作用。切换过程中的短时断电将使厂用电母线电压和电动机转速下降，备用（工作）电源开关合上后，电动机自起动成功与否将主要取决于厂用母线电压。此时为了保证重要辅机的自起动，从而切除部分不重要的辅机。本装置提供两段定时限低压减载出口功能。可分别设定延时，延时均以备用电源合上时为起始。4.4 故障处理功能装置具有闭锁报警及故障处理功能，分为能够自复归和不能自复归的闭锁报警功能。能自复归的闭锁：出口闭锁。不能自复归的闭锁：a) 位置异常，包括PT隔离开关分位，开关全合，开关全分；b) 装置异常，内部自检异常；c) 目标电源失电；d) PT断线；e）保护闭锁。装置切换动作一次以后，或有闭锁报警条件时，面板的闭锁灯点亮。4.4.1 开关位置异常 装置在正常运行时，将不停地对工作和备用开关的状态进行检测（装置在正常运行时，工作、备用开关应一个在合位，另一个在分位）。如检测到开关位置异常（工作开关误跳除外）,装置将闭锁出口回路，发开关位置异常信号，并进入等待复归状态，等待人工复归。4.4.2 装置异常装置投入运行时，始终对某些重要部件如CPU 、RAM、 EEPROM 、AD等进行实时自检，一旦有故障将发装置异常报警，装置故障出口动作，闭锁所有的出口继电器，进入等待复归状态，等待运行人员的处理。4.4.3 保护闭锁保护闭锁为外接开入接地，某些判断为母线故障的保护动作时（如分支过流母差等），为防止备用电源误投入故障母线，可由这些保护给出的空接点闭锁切换装置。一旦该接点闭合，装置将自动闭锁出口回路，发保护闭锁信号，并进入等待复归状态，等待人工复归。4.4.4 PT断线厂用母线一相或二相PT断线时，装置将自动闭锁低电压切换功能，发PT断线报警，并进入等待复归状态，等待人工复归。该功能可通过控制字选择投退。4.4.5 目标电源失电监测工作电源投入时，备用电源为目标电源；备用电源投入时，工作电源为目标电源。当目标电源电压低于整定值时，装置将自动闭锁切换功能，发失电闭锁报警，失电闭锁出口动作，并进入等待复归状态，等待人工复归。考虑备用段PT检修的情况，该功能可通过控制字选择投退。4.4.6 出口闭锁装置投退开入量接点闭合时（接+24V高电平），装置处于运行状态允许切换操作。接点断开，装置退出切换操作（不再进行切换条件的判断），并给出出口闭锁信号以警示运行人员。出口闭锁时装置不进入等待复归状态，一旦接点闭合自动进入允许切换操作状态。4.4.7 装置闭锁这是一个总的信号。在闭锁条件满足或进行了一次切换后装置将自行闭锁进入等待复归状态。在此状态下将不响应任何外部操作及起动信号，只能手动复归解除。如闭锁或故障仍存在则复归后装置仍旧进入闭锁等待复归状态。此状态是为了装置的可靠工作而设定的。4.4.8 等待复归状态在以下几种情况下，需对装置进行复归操作，以备进行下一次操作：在进行了一次切换操作后；发出闭锁信号后，且为不可自恢复；发生装置故障情况后（装置电源消失除外）。此时，装置将不响应任何外部操作及启动信号，只能手动复归解除。如故障或闭锁信号仍存在，需待故障或闭锁消除后才能复归。4.5 去耦合切换过程中，如发现一定时间内该跳的开关未跳开或该合的开关未合上，装置将根据不同的切换方式分别处理，并给出断路器拒动告警信号。如果同时切换或并联切换中该跳开的开关未能跳开，则造成两电源并列运行。此时装置将执行去耦合功能跳开刚合上的开关。4.6 可预置初始相位 如工作和备用电源电压信号与母线电压信号所取相序不一致，而产生的固有相位差，可通过预置初始相位予以消除,方向为工作或备用电源电压超前母线电压为正方向。4.7 起动后加速保护功能装置在起动任何切换时都将同时输出一对空接点。用于投入分支保护装置的后加速保护功能。接点闭合时间从切换完成后开始，时间可整定。4.8 事件追忆、录波切换完成后本装置提供完整的事件追忆和切换过程残压曲线图。4.8.1 事件追忆事件追忆有以下内容可通过液晶读出或接打印机打印a) 动作时间：年、月、日、时、分、秒、毫秒；b) 起动原因：保护、手动、失压、开关误跳等；c) 选择的切换方式：串联、同时、并联；d) 装置发出了哪些跳合闸命令；e) 合闸时满足的条件：快速、同期捕捉、残压；f) 装置起动时刻的时间、频差、相差、工作电压、备用电压、母线三相电压及分支电流；g) 跳闸完成时刻的时间、频差、相差、工作电压、备用电压、母线三相电压及分支电流；h) 合闸完成时刻的时间、频差、相差、工作电压、备用电压、母线三相电压及分支电流；i) 切换完毕时的时间、频差、相差、工作电压、备用电压、厂母三相电压及分支电流。4.8.2 录波从切换起动开始前2周波至至切换结束后5周波，对切换过程中备用电压、母线电压、工作电流、备用电流、频差和相差进行数字录波（瞬时值），并绘出采样图形。4.8.3 残压曲线以极坐标形式绘出的母线残压相量变化轨迹，该向量图不仅可以记录事件发生时的母线残压和相角变化情况，当满足同期捕捉合闸时还可给出合闸启动时刻标志和合闸成功时刻标志。4.8.4 打印功能装置可通过后台或打印接口装置实现打印切换报告、录波曲线、残压矢量曲线、SOE记录功能。 5 装置原理 5.1 快速切换 如图4所示的厂用电系统，工作电源由发电机端经厂用高压工作变压器引入，备用电源由电厂高压母线或由系统经起动备用变引入。正常运行时，厂用母线由工作电源供电，当工作电源侧发生故障时，必须跳开工作电源开关1DL，此时厂用母线失电，由于厂用负荷多为异步电动机，电动机将惰行。母线电压为众多电动机的合成反馈电压，称其为残压，残压的频率和幅值将逐渐衰减。 图4 厂用电一次系统简图 图5 母线残压特性示意图 以极坐标形式绘出的某300MW机组6KV母线残压相量变化轨迹(残压衰减较慢的情况)如图5所示。图中Vd 为母线残压，Vs为备用电源电压，U为备用电源电压与母线残压间的差拍电压。合上备用电源后，电动机承受的电压Um为： Um=Xm /（XsXm）U 式中，Xm-母线上电动机组和低压负荷折算到高压厂用电压后的等值电抗。 Xs-电源的等值电抗。 令K=Xm(Xs十Xm) 则 Um=KU 为保证电动机安全自起动，Um应小于电动机的允许起动电压，设为1.1倍额定电压UDe，则有： KU1.1UDe U（%）1.1/K 设K=0.83，则U（%）1.31。图2中，以A为圆心，以1.31为半径绘出弧线AA，则AA的右侧为备用电源允许合闸的安全区域，左侧则为不安全区域。若取K=0.95，则U（%）1.15，图2中BB的左侧均为不安全区域。 假定正常运行时工作电源与备用电源同相其电压相量端点为A，则母线失电后残压相量端点将沿残压曲线由A向B方向移动，如能在AB段内合上备用电源，则既能保证电动机安全，又不使电动机转速下降大多，这就是所谓的“快速切换。 上图中，快速切换时间应小于0.2S，实际应用时，B点通常由相角来界定，如60，考虑到合闸回路固有时间，合闸命令发出时的角度应小于60，即应有一定的提前量，提前量的大小取决于频差和合闸时间，如在合闸固有时间内平均频差为1HZ，合闸时间为100ms，则提前量约为36。 快速切换的整定值有两个，即频差和相角差，在装置发出合闸命令前瞬间将实测值与整定值进行比较，判断是否满足合闸条件。由于快速切换总是在起动后瞬间进行，因此频差和相差整定可取较小值。 5.2 同期捕捉切换 原理概括如下：上图中，过B点后BC段为不安全区域，不允许切换。在C点后至CD段实现的切换以前通常称为“延时切换”或“短延时切换”。前面已分析过，用固定延时的方法并不可靠最好的办法是实时跟踪残压的频差和角差变化，尽量做到在反馈电压与备用电源电压向量第一次相位重合时合闸，这就是所谓的“同期捕捉切换”。以上图为例，同期捕捉切换时间约为0.6s，对于残压衰减较快的情况， 该时间要短得多。若能实现同期捕捉切换，特别是同相点合闸，对电动机的自起动也很有利，因此时厂母电压衰减到6570左右，电动机转速不至于下降很大，且备用电源合上时冲击最小。在实现手段上，同期捕捉切换采用基于“恒定越前时间”原理，即完全根据实时的频差、相差，依据一定的变化规律模型计算出相角差过零点的时间，当该时间接近合闸回路总时间时，发合闸命令。 快切装置的“恒定越前时间”同期捕捉切换方法，采用动态分阶段二阶数学模型来模拟相角差的变化，并用最小二乘法来克服频率变化及相角差测量的离散性及间断性使得合闸准确度大大提高。如不计合闸回路的时间偏差，可使合闸角限制在7以内。 同期捕捉切换整定值也有两个，为频差和越前时间(合闸回路总时间)。同期捕捉方式下，频差整定可取较大值。5.3 残压切换 当残压衰减到20%40%额定电压后实现的切换通常称为“残压切换”。残压切换虽能保证电动机安全，但由于停电时间过长，电动机自起动成功与否、自起动时间等都将受到较大限制。 5.4 长延时切换 由于系统或辅机的原因而不能采用以上三种方式进行切换时，本装置可以采用长延时切换，其原理是：在跳开工作电源开关足够长的时间(该时间可整定，如5s)后，再合上备用电源，该方式可通过控制字选择投退。切换过程最大延时：长延时切换退出时，装置在切换过程中(等待上述切换条件满足)所允许的最大时间。该时间可自行整定。超过该时间后切换条件仍不满足则自动退出，并报“切换失败”SOE。6 程序流程图 6.1 手动切换的流程图 手动切换的流程图见图6。图6 手动切换流程图6.2自动切换的流程图自动（包括手动同时）切换的流程图见图7。图7 自动切换流程图7 装置整定本装置整定共包含下述3种，均可通过远方修改：a）装置参数整定：装置参数根据具体运行情况进行整定；b）装置定值整定：实际定值的具体值；c）控制字整定：用于各切换方式相关条件的选择。7.1 装置参数整定7.1.1 装置参数表 2 装置参数表序号 名称整定范围备注1工程名称不超过9个字符缺省:00002继保维护密码09999缺省:00003运行操作密码09999缺省:00004保护启动确认时间2,30,1缺省:10 ms5保护闭锁确认时间10,50,1缺省: 25 ms6工作开关确认时间2,30,1缺省: 10 ms7备用开关确认时间2,30,1缺省: 10 ms8PT开关确认时间50,500,1缺省: 50 ms9手动启动确认时间50,500,1缺省: 50 ms10手动启动方式确认时间50,500,1缺省: 50 ms11装置投退确认时间50,500,1缺省: 50 ms12信号复归确认时间50,500,1缺省: 50 ms13开入量10确认时间10,9999,1缺省: 20 ms14开入量11确认时间10,9999,1缺省: 20 ms15开入量12确认时间10,9999,1缺省: 20 ms16CT 额定一次值1A 9999A缺省:100A17CT 额定二次值（In）1A 5A缺省:5A18工作PT 额定一次值0.01kV500kV缺省:6.6kV19工作PT 额定二次值1V 999V缺省:100V20母线PT 额定一次值0.01kV500kV缺省:6.6kV21母线PT 额定二次值1V 999V缺省:100V22备用PT 额定一次值0.01kV500kV缺省:6.6kV23备用PT 额定二次值1V 999V缺省:100V7.1.2 装置参数表说明a）“口”内显示“”含义为相应项被选中；b）工程名称：可输入工程编号；c）继保维护密码：人机界面中进入继保维护菜单时的密码；d）运行操作密码：人机界面中进入运行操作菜单时的密码；e）415条的确认时间为开入去抖时间，用户可根据实际情况整定；f）CT额定一、二次值：本项参数需要用户根据保护CT的实际情况整定，二次值作为装置的额定电流参数In；g）工作PT额定一、二次值：本项参数需要用户根据母线PT的实际情况整定；h）母线PT额定一、二次值：本项参数需要用户根据母线PT的实际情况整定；i）备用PT额定一、二次值：本项参数需要用户根据备用PT的实际情况整定。注：当某些参数实际不存在时，选缺省值。7.2 装置定值整定表 3 装置定值表序号名称定值整定范围整定步长备注1正常并联切换频差0.02 0.50Hz0.022正常并联切换相差0.5 20.00.53正常并联跳闸延时0.01 5.0s0.014快速切换频差0.1 2.0 Hz0.15快速切换相差0.5 60.00.56同捕切换频差0.1 5.0 Hz0.17同捕恒定越前时间1 150ms18残压切换电压幅值(20 60) % Um0.01见注29失压起动电压幅值(20 90) % Um0.01见注210失压起动延时0.1 5.0s0.0111失电闭锁电压幅值(20 90) % Ub0.01见注212低压切辅机电压幅值(20 80) % Um0.01见注213切辅机一段延时0 20s0.114切辅机二段延时0 20s0.115同时切换合闸延时1 500ms116备用高低压合闸延时0 120ms1见注317工作初始相角03601见注118备用初始相角03601见注119后加速时间020s0.120长延时切换时间27s0.120切换过程最大延时37s0.1注1：若母线电压与工作电源同侧，电压不同相时，应通过调整备用初始相角使其相同,反之若母线电压（A相）与备用电源同侧，电压不同相时，应通过调整工作初始相角使其相同。整定定值方向为（工作）备用电源减去母线电压（A相）相角，若为负值应加360度，转换为正值。 (详情见附录C)注2：Um为母线二次额定电压；Ub为备用电源二次额定电压；注3：备用高低压合闸延时：根据高压侧开关的合闸时间来设置，主要是为了确保高压侧合闸成功后，低压侧再合闸。如果不需要本装置操作高压侧开关合闸时，该定值设置为0。7.3 控制字整定 控制字整定“口”内显示“”含义为相应功能投入且每个控制字只能选择其中的一个。表4 装置控制字序号名称功能选择1控制方式口远方 口就地2保护切换方式口串联 口同时3失压切换方式口串联 口同时4远方并联切换方式口自动 口半自动5失压起动口退出 口投入6快速切换口退出 口投入7残压切换口退出 口投入8同捕越前时间口退出 口投入9 低压切辅机口退出 口投入10失电闭锁口退出 口投入11PT断线闭锁口退出 口投入12误跳启动电流闭锁口退出 口投入13长延时切换方式口退出 口投入14启动后加速保护口退出 口投入8 订货须知8.1 订货时应指明a）产品型号、名称及数量；b）工作电源；c）额定电流；d）操作电源；e）通信方式；f）配套性产品，配套产品代号、名称、数量等；g）订货单位及到货地点。8.2型号参数说明例如：HST100 / 253C表示：产品型号：HST-100；名称：厂用电快速切换装置；直流电源： DC220V；额定电流：5A； 操作电源：无； 通信方式：CAN通信。附录A 装置信息A.1装置动作SOE信息表A.1 装置动作SOE信息 序号名称序号名称1切换方向U1-U22切换方向U2-U13发跳备用4发合备用5跳工作完成6合工作完成7跳备用完成8合备用完成9切换失败10切换成功11跳工作断路器拒动12合工作断路器拒动13跳备用断路器拒动14合备用断路器拒动15同捕切换16残压切换17长延时切换18快速切换19并联切换20同时切换21就地启动22失压启动23远方启动24误跳启动25保护启动26备用被跳开27工作被跳开28失压启动时装置闭锁29录波完成30就地启动时装置闭锁31远方启动时装置闭锁32误跳启动时装置闭锁33保护启动时装置闭锁34有启动时装置被退出35后加速接点36切辅机1出口37切辅机2出口A.2 装置运行告警信息 表A.2 装置运行告警信息序号名称序号名称1需要手动跳备用2需要手动跳工作3装置闭锁4装置退出运行状态5失电闭锁6开关位置异常 7手动切换方式改变 8保护闭锁 9母线PT断线告警10PT断线解除11控制字被修改12软压板被修改13参数被修改14定值区号被修改15定值被修改16信号复归17装置重新启动18装置异常19工作PT断线告警20备用PT断线告警21装置位于运行状态22后备失电闭锁解除23开关位置异常解除24保护闭锁告警解除25保护开入抖动/超时26母线在备侧启动无效27母线工作侧启动无效28就地投入/远方无效29远方投入/就地无效A.3 装置自检信息表A.3 装置自检信息序号名称序号名称1RAM自检故障2EEPROM自检故障3A/D自检故障4交流量通道异常5保护定值出错6保护控制字出错7保护压板出错8定值区号出错9装置参数出错10内部ROM故障11内部RAM故障12外部RAM故障13硬时钟异常14通信通道故障15开出回路故障16外部FLASH故障17网络参数出错A.4 装置开关变位信息表A.4 装置开关变位信息序号名称序号名称1保护启动2保护闭锁3工作分支开关常开4备用分支开关常开5PT开关常开6手动切换启动7手动切换方式选择8装置投退9信号复归10开入量10开入11开入量11开入12开入量12开入附录B 附图B.1 装置使用接线图 图B.1 装置使用接线图B.2 逻辑插件H原理图图B.2 HST-100逻辑插件H原理图B.3 逻辑插件J原理图图B.3 HST-100逻辑插件J原理图 B.4 模拟断路器插件原理图图B.4 HST-100测试插件原理图B.5 通信接口组合方式图B.5通信接口方式附录C 交流电压接线说明进线1电压、进线2电压和母线电压接线方式随意（推荐线电压）。但必须在6kV侧同相。若存在固有接线角差，原则上应首先通过改变接线方式予以消除，其次考虑在定值中改变工作初始相角和备用初始相角定值抵消，定值为工作侧(备用侧)与母线侧（A相）相角之差，若为负值则加360度。例如有如下的厂用系统接线图C.1 。工作电源电压取发电机端PT电压，高厂变为Y/Y-12接线方式。备用电源电压取自高备变高压侧2PT， 高备变为Y/ -11接线方式高，备变原边和副边之间存在30 的角差。母线电压取自PTm。此时如果发电机端1PT电压取自UAC， 则备用电压需取2PT的UAN 。如果发电机端1PT电压取自UAB， 则备用电压需取2PT的UNB，才能保证工作电源电压和备用电源电压在6KV侧是同相的。相关的向量图见图C.2。 图C.1交流电压接线示意图图C.2 电压向量示意图消除存在的固有接线角差，还可以通过整定装置的定值：“工作初始相角”和“备用初始相角”来达到目的。若母线电压与工作电源同侧，电压不同相时，应通过调整备用初始相角使其相同,反之若母线电压（A相）与备用电源同侧，电压不同相时，应通过调整工作初始相角使其相同。整定定值方向为（工作）备用电源减去母线电压（A相）相角，若为负值应加360度，转换为正值。荷叶文档