AMY-MS-0.4低(di)壓快速切換裝(zhuang)置

在(zai)電(dian)力(li)系統中根(gen)據負載類型分為“有源負載(zai)”和“無源負(fu)載”；有源負載：當(dang)系統發(fa)生(sheng)短路(lu)時，可(ke)以向短路(lu)點提供短路(lu)電流，成為“有(you)源負載”,如(ru)電動機(ji)、發電機(ji)等(deng)。無源(yuan)負載：當系統發生短路(lu)時(shi)不向系統提供短路(lu)電流的負載，成為“無源(yuan)負載”,如(ru)鹵素燈、電弧爐等(deng)。

無(wu)論是(shi)開路(lu)還是(shi)短(duan)路(lu)故障(zhang)，對變(bian)頻器(qi)來說，都是(shi)致命的，其(qi)前(qian)端(duan)整流部分失(shi)壓或低壓，都不能給儲能電(dian)(dian)容器(qi)繼(ji)續充(chong)電(dian)(dian)，后端(duan)的逆變(bian)部分只能依(yi)賴電(dian)(dian)容器(qi)在電(dian)(dian)源故障(zhang)前(qian)儲存的能噩繼(ji)續工作，事實證明，當變(bian)頻器(qi)前(qian)端(duan)電(dian)(dian)壓低于70%時，電容器儲(chu)能(neng)僅能(neng)維持變頻器滿負(fu)荷(he)工(gong)18ms,之后(hou)就保護停(ting)機，因此(ci)，變頻器要求低于(yu)70%電壓的工(gong)況不(bu)得超過18ms。

 開路(lu)故(gu)障(zhang)時(shi)(shi)，電(dian)動機(ji)(ji)磁場衰(shuai)減(jian)(jian)緩(huan)慢，機(ji)(ji)端電(dian)壓可(ke)以維持幾百毫秒以上(shang)；可(ke)在短路(lu)故(gu)障(zhang)時(shi)(shi)，電(dian)動機(ji)(ji)磁場衰(shuai)減(jian)(jian)時(shi)(shi)間常(chang)數(shu)只有30ms左右，90ms后恢復供電(dian)時(shi)，相當千電(dian)機群直接起動(dong)，二次沖擊電(dian)流(liu)接近最大值，因此，電(dian)動(dong)機要求供電(dian)故(gu)障(zhang)時(shi)間越(yue)短越(yue)好。

開路故(gu)障時，有(you)電(dian)動機剩余電(dian)壓支撐(cheng)，—般(ban)可堅持(chi)幾(ji)百毫秒不跳；可短路故障(zhang)時，線包維持(chi)的(de)時間不大千20ms, 因(yin)此(ci)，要求供電(dian)故障時間(jian)不(bu)得超過(guo)20ms。

AMY-MS-0.4有(you)源快速投切裝置采用(yong)超級電(dian)(dian)容或碳基電(dian)(dian)容電(dian)(dian)池作為儲(chu)能(neng)介質，通過DC/AC逆(ni)變(bian)器輸出與電(dian)網同步的AC380V或(huo)其它電(dian) 壓等級的交(jiao)流電(dian)源，作為電(dian)網的短時備用電(dian)源。當(dang)電(dian)網出現(xian)“晃電”或短時停電(dian)時，通過渦流驅動真空 快速切換開關(guan)（切換時間<20ms) , 將用電(dian)(dian)(dian)敏感(gan)設備快(kuai)速的切(qie)(qie)換至儲能(neng)(neng)單(dan)元(yuan)供電(dian)(dian)(dian)，待電(dian)(dian)(dian)網(wang)恢(hui)復(fu)正常后(hou)，再切(qie)(qie)回(hui)電(dian)(dian)(dian)網(wang)供電(dian)(dian)(dian)，保證用電(dian)(dian)(dian)敏感(gan)設備在電(dian)(dian)(dian)網(wang)發生波(bo)動期間能(neng)(neng)夠正常工作，以避免(mian)造(zao)成重大(da)經濟損失。

本裝置采用分布式、多(duo)點治理(li)即就地治理(li)，每臺(tai)裝置最大可帶敏感(gan)負荷 200kW/2 (5) s, 是目前治(zhi)理電壓陡降的最(zui)有效、最(zui)經(jing)濟，且(qie)完全滿(man)足I 、II類敏感負(fu)荷(he)對(dui)供電(dian)電(dian)能質量持續性的(de)要求(qiu)的(de)治理方式，適用千精密(mi)制(zhi)造、半導(dao)體制(zhi)造、汽車制(zhi)造、鋼鐵石化(hua)及(ji)大型公(gong)共(gong)場(chang)所(suo)照明  等場(chang)所(suo)敏感負(fu)荷(he)對(dui)供電(dian)電(dian)能質量持續性的(de)要求(qiu)。

400V高速斷路器及(ji)切換控制器裝置(zhi) (AMY-MS-0.4) , 如上圖(tu)所示，它由切換裝(zhuang)置、逆變裝(zhuang)置、儲能(neng)裝(zhuang)置三(san)個單元組成。

切(qie)換裝置(zhi)由快速切(qie)換開關及切(qie)換控制器(qi)組(zu)成，工作(zuo)邏輯快速切(qie)換開關閉合時流過正常工作(zuo)電(dian)流，當出(chu)現晃電(dian)時在(zai)20ms內將敏(min)感負載的電(dian)源從工(gong)作電(dian)源切除，切換控制(zhi)器對逆(ni)變裝置(zhi)發出供電(dian)命令，由逆(ni)變裝置(zhi)對負載進行供電(dian)。

儲(chu)能單元儲(chu)存的能量通過DC/AC逆(ni)變(bian)器逆(ni)變(bian)為與(yu)電網同(tong)步的三相交流AC380V或其它(ta)電壓等(deng)級的電源，當(dang)電網發生“晃(huang)電”或(huo)短時(shi)故障時(shi)，短時(shi)給用電(dian)敏感負載(zai)供(gong)電(dian)。

儲(chu)能單元SU由碳基電容電池組組成，單(dan)節(jie)電池容量為1. 3AH,采用多節串并聯組成，單體(ti)電(dian)池間(jian)無需均衡，循環(huan)壽命(ming)達萬次(ci)以上(shang)且免維護(hu)，輸出可(ke)直接短(duan)路，溫度特性(xing)好，壽命(ming)長，可(ke)以滿足系統(tong)200kW/2(5)s 短時間(jian)、高倍(bei)率供電時間(jian)要求。

電(dian)(dian)(dian)網(wang)正常清況下(xia)，用電(dian)(dian)(dian)敏感設備由電(dian)(dian)(dian)網(wang)供電(dian)(dian)(dian)，本裝置通過電(dian)(dian)(dian)網(wang)給碳(tan)基電(dian)(dian)(dian)容電(dian)(dian)(dian)池充電(dian)(dian)(dian)并(bing)保(bao)持，同時逆(ni)變輸(shu)出與電(dian)(dian)(dian)網(wang)同步的交(jiao)流AC380V或(huo)其(qi)它電(dian)(dian)壓等級(ji)的(de)電(dian)(dian)源。當(dang)電(dian)(dian)網發生”晃電”或(huo)短時故(gu)障(zhang)時，快速切換開關控制器通過對故(gu)障(zhang)進行快速診(zhen)斷，判(pan)斷故(gu)障(zhang)是區內或(huo)區外(wai)故(gu)障(zhang)。若(ruo)故(gu)障(zhang)為區外(wai)故(gu)障(zhang)引起電壓陡降(jiang)，控制器在(zai)1 ms內立即發出切(qie)換指令，快速切(qie)換開關在4 ms以(yi)內(nei)將(jiang)用電敏感設(she)備從電網斷開，切換控制器對逆變裝置(zhi)發出供(gong)電命令，由逆變裝置(zhi)對負載進行供(gong)電約(yue)2s或5s,   確保用電設備停電時間不超過20ms。若電(dian)網停電(dian)時間超(chao)過(guo)2s或5s, 則停機，待(dai)電(dian)網恢復(fu)正常后，用電(dian)敏感(gan)設(she)備再切(qie)(qie)回電(dian)網供電(dian)；若故(gu)障為區內故(gu)障，則快速開關直接(jie)快速切(qie)(qie)斷故(gu)障支路，不(bu)切(qie)(qie)換不(bu)能把故(gu)障引(yin)入本設(she)備中(zhong)。

本裝置有2面或3 面屏組成，即1 面DC/AC逆變器屏(ping)、1面或(huo)2面(mian)(mian)儲能及(ji)快速切換屏，平面(mian)(mian)布置見(jian)下(xia)圖。

按(an)照前文關于VSC“渦(wo)流驅(qu)動”快速斷(duan)路器的(de)內容。

切換控制器可在工作電源系統發生短路故(gu)障或失電的1ms之(zhi)內發出動(dong)作信號，實現兩路電源的(de)自動(dong)切換。

當(dang)本(ben)支路(lu)以外或(huo)外網發生短(duan)路(lu)故障時，對電動(dong)機來(lai)說，本(ben)支路(lu)的(de)電動(dong)機向短(duan)路(lu)點反饋電流較小(xiao)，電壓大幅下(xia)降，以此(ci)來(lai)判定為區外短(duan)路(lu)，.可以進(jin)(jin)行(xing)切(qie)(qie)換。對變頻器的(de)支(zhi)路(lu)來說，電壓大幅下降，變頻器交流側電壓低千直(zhi)流側母線(xian)電壓，該支(zhi)路(lu)輸(shu)入電流為(wei)零，立即進(jin)(jin)行(xing)切(qie)(qie)換。

當本支(zhi)路(lu)內部發生近區短(duan)路(lu)時，短(duan)路(lu)電(dian)流較大(da)，電(dian)壓大(da)幅下降(jiang)，為區內短(duan)路(lu)。此時只能切(qie)斷支(zhi)路(lu)，不(bu)能把(ba)發生短(duan)路(lu)的(de)支(zhi)路(lu)切(qie)換到(dao)備用電(dian)源(yuan)上去(qu)。

通(tong)過對(dui)系統電流、電壓變(bian)化特征的(de)分析，可以判(pan)斷系統故障(zhang)類(lei)型，從而采(cai)取相應的(de)投切策略。本公司(si)研發的(de)快速算(suan)法，能在短(duan)路(lu)電流上升1ms內(nei)完(wan)成(cheng)對短路(lu)電(dian)流、母線電(dian)壓的計(ji)算，判(pan)斷內(nei)外(wai)網短路(lu)及電(dian)壓凹陷(xian)，并發出動作信號(hao)。對于有電(dian)動機的支路(lu)，控制器立即發出分

閘信號(hao)(hao)和切(qie)換(huan)信號(hao)(hao)，在(zai)第一個周(zhou)波(bo)的過零點切(qie)斷短(duan)路電流，在(zai)20ms內完成將敏感負載(zai)從短路系(xi)統中切開、并(bing)切換到備用電源(yuan)的操作。

對千(qian)有變(bian)(bian)頻器的支路，由千(qian)系統(tong)電壓(ya)下降到低千(qian)變(bian)(bian)頻器電容電壓(ya)，輸入電流(liu)為零，開關(guan)可在20ms內完成將變(bian)頻器從短路系統(tong)切開(kai)、并(bing)切換到備(bei)用電源上的(de)操作。

正(zheng)常運行時控制器檢測工(gong)作電源(yuan)各(ge)(ge)相(xiang)電壓(ya)，面板(ban)上顯示工(gong)作電源(yuan)母線(xian)各(ge)(ge)相(xiang)電壓(ya)和所控支(zhi)路的負(fu)荷電流(liu)。若(ruo)發現備用電源(yuan)異常則(ze)閉鎖備用電源切換回路并報(bao)警，面板(ban)顯示(shi)故障狀態，輸(shu)出無(wu)源狀態，輸(shu)出無(wu)源開關量(liang)接點信(xin)號，并通過微機通訊系統向控制中心報(bao)告(gao)故障信(xin)息。

    采用Rogowski線圈測(ce)(ce)量系(xi)統電流，具有動態范圍(wei)大(da)，測(ce)(ce)量精度高的優(you)點。且(qie)沒有電磁感應(ying)式電流互感器因存在的磁飽和問題。采用霍爾(er)傳(chuan)感器測(ce)(ce)量電壓。

采(cai)用16位高(gao)速、高(gao)精度AD轉換器(qi)，實(shi)現高分辨數據采集。大容量FPGA和32為高速浮 DSP 構成(cheng)強大的運算能力，確(que)保1ms內完成短路(lu)電流計算、電流過(guo)零點預測(ce)、電壓凹陷計算。

控(kong)制(zhi)單元采用快(kuai)速測控(kong)技術(shu)運算速度快(kuai)，精度高。電子(zi)器件經(jing)過嚴格篩(shai)選，電子(zi)線路經(jing)過優化設計(ji)，抗干擾能力強，動作可靠性高。

HN系列雙(shuang)向變流器／逆變器是根據(ju)儲(chu)能電(dian)站(zhan)的需要開發的新—代電源產品(pin)。該產品(pin)采用高質量元器件和(he)先進(jin)的DSP數字處理芯片，性(xing)能穩定(ding)；總(zong)電(dian)流諧波畸(ji)變(bian)率＜±3%,整(zheng)機效率高達97%。該電源具有過(guo)(guo)(guo)欠壓保(bao)(bao)護、過(guo)(guo)(guo)欠頻(pin)保(bao)(bao)護、過(guo)(guo)(guo)流(liu)保(bao)(bao)護、短路保(bao)(bao)護、過(guo)(guo)(guo)載保(bao)(bao)護、過(guo)(guo)(guo)溫保(bao)(bao)護、防孤(gu)島(dao)保(bao)(bao)護、功率(lv)翻轉保(bao)(bao)護等完備的保(bao)(bao)護功能(neng)，確保(bao)(bao)系統、蓄電池(chi)和(he)公共(gong)電網最大的運(yun)行安全。

產品(pin)原理(li)框圖如下圖所示(shi)：

1.具有并(bing)網運行(xing)模(mo)式和離網運行(xing)兩種模(mo)式，并(bing)可以(yi)在兩種模(mo)式之間進(jin)行(xing)快速切換，滿足用(yong)戶(hu)在實際運用(yong)中的(de)不同(tong)需求。

具有(you)各種(zhong)完備的保(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)功能(neng)，如過(guo)(guo)欠(qian)壓保(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)、過(guo)(guo)欠(qian)頻保(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)、過(guo)(guo)流(liu)保(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)、短(duan)路(lu)保(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)、過(guo)(guo)載(zai)保(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)、過(guo)(guo)溫保(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)、防孤島(dao)保(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)、功率翻轉保(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)等等，

2.確保系統(tong)、蓄電(dian)池和(he)公共電(dian)網最大的(de)運行(xing)安(an)全(quan)。

3.采用(yong)了(le)—系列硬件和軟件優化措施，使得設備本(ben)身(shen)的功耗很小，轉換效(xiao)率可以(yi)達到97%以上（半載以上），節能性(xing)能優異。

4.采(cai)用(yong)先進(jin)優異的軟(ruan)件算法和硬件拓(tuo)撲結構，因 此并網運行對電網產生的諧波污染很小，電流諧波畸變(bian)率＜±3%(半載以上(shang)）。

5并網運行可根據遠程指令或本地(di)設定，向電網注入無功功率 ，使得并網功率因(yin)數可在-1-1之間可調，實現對(dui)電網的(de)無(wu)功補償。

6.輸入功(gong)率因數(shu)高，電磁兼容性能好。充電功(gong)率因數(shu)≥0.99(半載以上），放電(dian)輸出(chu)功率因(yin)數(shu)0.95-0.99。

7預留并聯接口，可以擴容(rong)至(zhi)MW級換(huan)流器。

8具有各種通(tong)訊接(jie)口，包括RS232/485/CAN/以太網接(jie)口(kou)等等，可以滿足不(bu)同(tong)監控通訊方式的要求(qiu)。

9. 離(li)網(wang)運行(xing)狀態下，能(neng)(neng)夠產(chan)生(sheng)高質(zhi)量的(de)交流電能(neng)(neng)，滿足用電負荷對電能(neng)(neng)質(zhi)量的(de)要求。