油气运输管网在现代工业社会中扮演着至关重要的角色。油气运输管网是连接油气产地和消费地的关键纽带,它确保了石油、天然气等能源资源的高效输送,整个工作流程包括以下几个方面:1、生产采集,2、压缩输送,3、运输输送,4、监控调节,5、接受处理。这是一个完整的系统的工作流程,涉及到各个环节的协调工作,其中敏感负荷以泵机、风机、空压机为主,油气在传输过程中一旦出现“晃电”现象,很容易导致电动机、软启动器以及变频器停止运行,同时机泵跳闸停机会导致机组出现连锁停机,这将会对管网企业带来一系列的重大危害,如运输中断、设备损坏、防控或是报废,不仅会造成严重的经济损失,还会带来严重的安全生产事故。以国内某作业区为例。
作业区中其6kV配电系统做了双回路设计,母线电源挂载各级重要敏感负载,其中包括6台6kV软起高压泵,2台高压变频,以及降变至0.4kV的大量低压变频和直起电机设备,目前6kV系统配置了备自投装置,实现主备电源自动切换,但受限于备自投自身切换原理,切换时间较长,需要2-3秒钟,无法保证晃电电压暂降时重要负载不停机,造成设备停车、生产中断的恶性事故,因此为保证整套6kV系统供电安全连续,保证重要敏感负载电压暂降时无扰动连续运行,不停机、无冲击,减少因晃电造成的损失,提出无扰动快切改造方案。
根据现场实际运行情况,需要对配电系统进行重新分析,配置更为可靠安全的解决方案,真正实现晃电问题的有效全面治理。高压配电侧,6kV配电所为单母线运行方式,当工作段电源发生扰动或失压时均会影响负载连续运行,而配备无扰动快切后,可通过无扰动快切确保负载连续性运行,无扰动快切可以解决因晃电或停电带来的风险。
作业区6kV配电系统为单母线运行方式,其中6kV主进线经开关1QF接入6kV母线带载运行,6kV备用进线为热备用状态,开关2QF处于断开位置,6kV系统结构图如下所示:
方案需要实现真正的无扰动切换,当主电源出现故障时,能够快速切换至备用电源,保证重要泵机不停机,电网设备无任何电压冲击风险。结合多年的现场经验,方案需要考虑以下需求:
1.晃电发生时,为了保证生产的连续,备用电源应在临界电压之前投入,实现快速切换,保证高低压负载设备不停机。
2.对母线扰动模型分析准确,保证合闸时合闸两侧电压的幅值、相位、频率预判准确,无任何电压冲击风险。
3.保证切换安全、无冲击,装置能够准确智能判断区内区外故障,区外故障正常快切,区内故障闭锁装置,不误动,避免故障扩大化。
4.针对一些特殊的负载环境,需要通过全面的起动方式保证复杂模型也能够快速启动,实现无扰动切换。
5.对于一些特殊需求,比如容量问题、故障选线、全息录波、现场断路器老化后分合闸时间变化、备用电源失电、PT断线等问题,需要对方案的功能进行全面考虑。
6.若为改造项目,则需施工过程中,要考虑到施工方案可行、便捷、安全,尽量减少停电时间。
施工完成后,正常情况下单母线方式运行,主进线带6kV负载运行,备进线处于热备用状态,当母线失压,系统精准判断且自动并快速切换到备用线,由备进线带载;施工完毕后系统结构如下图所示:
预期达到的切换效果简述如下:
正常工况时,6kV主进线带全部负载,6kV备进线处于热备用状态,6kV主进线开关1QF处于合闸状态,6kV备进线开关2QF处于分闸状态,无扰动快切装置充电完成后进入待机状态。
当6kV 母线出现电压暂降或停电,无扰动快切装置快速跳开1QF,通过内部扰动模型,精准预判合闸两侧电压状态,并快速合上6kV备进线开关2QF,由6kV备进线带所有负载,保证供电连续性,切换过程中保证负载的正常运行。(反之同理)
当主进线恢复供电,快速切换装置自动跟踪母线与主进线之间的幅值、频率及相位,可通过手动切换,快速恢复到6kV主进线带载运行状态。(反之同理)
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