2.2.1快速切换
工作电源故障后,母线残压相量端点将沿残压曲线从 A 向 B 移动,如果能在 A-B 段内合上备用电源,则既能保证电动机的安全,又不会使电动机转速下降太多,这种切换方式称为“快速切换”,即在图3中的 B 点(0.25 秒)以前进行的切换。同时试验表明,母线电压和频率衰减的时间、速度,主要取决于该段母线的负载。负载越多,电压、频率、下降得越慢。而相同负载容量下,负荷电流越大,则电压、频率下降得越快。
在实际应用中,B 点一般通过相角来确定。为了充分保证电源切换的安全,令 K 取最大极限值 1。△U=1.1Ue。
图4 电动机切换向量图
由图4得,
此时,△U=1.1Ue,Us=Ue,Ud的取值范围为[0.1, 1] Ue,则:
当 a=1 时得到∠AOB 的最小值为 66.7°。即备用电源合闸瞬间,只要备用电源电压与母线残压的相位差不超过 66.7°,就可保证电动机承受的冲击电压小于 1.1Ue。考虑到合闸回路的固有时间,发合闸命令应有一定提前,提前量取决于合闸时间以及频差和相差的变化速度。快速切换的整定值是频率差和相位差,在装置发合闸命令前,比较实测值与整定值,如满足合闸条件,则发合闸命令。
这种情形下的切换时间只取决于断路器分合闸的时间差。对断路器而言,这一时间差通常在数毫秒内,因此可认为切换是在不断电的情况下实现的。
2.2.2同期捕捉切换
某些情况下,在A-B 段内快速切换条件不满足或快速切换不成功时,母线残压相量继续衰减,过B 点后 B-C 段为不安全区域,此时母线残压和备用电源电压反相,不允许合备用电源。过C点后的 C-D 段,母线电压衰减到65%-70%左右,电动机转速下降不是很大,如果能在捕捉到的母线反馈电压与备用电源电压第一次相位重合点实现合闸,此时对电动机的冲击最小,且对电动机的自起动很有利。这种切换方式称为“同期捕捉切换”。
在如下情况下,同期捕捉切换作为快速切换的后备切换:
系统接线或运行方式造成初始角大,快速切换无法实现时;
开关合闸时间长,快速切换无法实现时;
某些故障情况下,工作电源断开时,相位已不满足快速切换条件时;
工作进线和备用进线电源来自两个独立的系统,两系统间不仅存在相位差,而且存在频差时。
2.2.3残压切换
在母线电压(残压)衰减到 20%--40%后实现的切换称为“残压切换”,残压切换仅作为快速切换和同期捕捉切换的后备切换。当母线残压低于残压切换定值并持续一定时间,即可发备用电源合闸命令。残压切换虽然可以保证电动机的安全,但由于母线失电时间过长,电动机的转速已经变得很低,这将大大限制电动机的自启动。
2.2.4长延时切换
在一设定的时间结束之前无法进行上述任何一种快速切换方式,进入长延时切换。长延时切换仅作为总后备切换方式。
1)事故同时切换断电时间:≤10ms+设定延时+备用开关合闸时间-工作开关跳闸时间。
2)事故串联切换断电时间:≤10ms+备用开关合闸时间。
装置电源: 直流220V±20%或直流110V±20%
交流采样: 交流电压: 100V或57.7V
交流电流: 5A
额定频率: 50Hz
过载特性: 交流电压回路:长期运行 1.2Un
交流电流回路:长期运行 2In
允许10s 10In
允许1s 40In
交流电压回路: 每相不大于0.5VA
交流电流回路: 5A时每相不大于1VA
1A时每相不大于0.5VA
装置电源回路: 不大于20W
电流: 10%-120%In 0.2级
电压: 50%-150%Un 0.2级
频率: 45Hz-65Hz ±0.02Hz
相角: 0.0°- 360.0° 0.1°
工作:-40℃—+70℃
储存:-40℃—+80℃,相对湿度不大于80%,周围空气中不含有酸性、碱性或其它腐蚀性及爆炸性气体的防雨、防雪的室内;在极限值下不施加激励量,装置不出现不可逆转的变化,温度恢复后,装置应该能正常工作。
相对湿度:最高月的平均最大相对湿度为 90%,同时该月的平均最低温度为25℃且表面不凝露。最高温度为+40℃时,平均最大湿度不超过50%。
大气压力:80kPa~110kPa(相对海拔高度 2km 以下)。
脉冲群干扰试验:能承受 GB/T14598.13-1998 规定的频率为 1MHz 及 100kHz 衰减振荡波(第一半波电压幅值共模为 2.5kV,差模为 1kV)脉冲群干扰试验。
快速瞬变干扰试验:能承受 GB/T14598.10-2007 第四章规定的严酷等级为 A 级的快速瞬变干扰试验。
辐射电磁场干扰试验:能承受 GB/T14598.9-2002 第四章规定的严酷等级的辐射电磁场干扰试验。
静电放电试验:能承受 GB/T14598.14-1998 中 4.1 规定的严酷等级为Ⅲ级的静电放电试验。
电磁发射试验:能承受 GB/T14598.16-2002 中 4.1 规定的传导发射限值及 4.2 规定的辐射发射限值的电磁发射试验。
工频磁场抗扰度试验:能承受 GB/T17626.8-2006 第 5 章规定的严酷等级为Ⅳ级的工频磁场抗扰度试验。
脉冲磁场抗扰度试验:能承受 GB/T17626.9-1998 第 5 章规定的严酷等级为Ⅳ级的脉冲磁场抗扰度试验。
阻尼振荡磁场抗扰度试验:能承受 GB/T17626.10-1998 第 5 章规定的严酷等级为Ⅳ级的阻尼振荡磁场抗扰度试验。
浪涌抗扰度试验:能承受 IEC 60255-22-5:2002 第 4 章规定的严酷等级的浪涌抗扰度试验。
传导骚扰的抗扰度试验:能承受 IEC 60255-22-6:2001 第 4 章规定的射频场感应的传导骚扰的抗扰度试验。
工频抗扰度试验:能承受 IEC 60255-22-7:2003 第 4 章规定的工频抗扰度试验。
绝缘电阻:各带电的导电电路分别对地(即外壳或外露的非带电金属零件)之间,交流回路和直流回路之间,交流电流回路和交流电压回路之间,用开路电压为500V的测试仪器测试其绝缘电阻值不应小于100MΩ。
介质强度:装置通信回路和24V等弱电输入输出端子对地能承受50Hz、500V(有效值)的交流电压,历时1min的检验无击穿或闪络现象;其余各带电的导电电电路分别对地(即外壳或外露的非带电金属零件)之间,交流回路和直流回路之间,交流电流回路与交流电压回路之间,能承受50Hz、2KV(有效值)的交流电压,历时1min的检验无击穿或闪络现象。
冲击检验:其余各带电的导电端子分别对地,交流回路和直流回路之间,交流电流回路和交流电压回路之间,能承受5kv(峰值)的标准雷电波冲击检验。
振动响应:装置能承受 GB/T 11287-2000 中 4.2.1 规定的严酷等级为 I 级振动响应检验。
冲击响应:装置能承受 GB/T 14537-1993 中 4.2.1 规定的严酷等级为 I 级冲击响应检验。
振动耐久:装置能承受 GB/T 11287-2000 中 4.2.2 规定的严酷等级为 I 级振动耐久检验。
冲击耐久:装置能承受 GB/T 14537-1993 中 4.2.2 规定的严酷等级为 I 级冲击耐久检验。
碰撞:装置能承受 GB/T 14537-1993 中 4.3 规定的严酷等级为 I 级碰撞检验。