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低压配电系统为什么选两进线一母联而不直接用双电源?

 周原樵翁 2018-09-23

题主的这个问题很常见,不但有客户问我,也有ATSE双投开关的制造商问我,甚至还有设计院的设计师来问我。我来回答吧。

我们看下图:


图1:两进线单母联的系统


图1是典型的两进线单母联分段的系统,我们来看看它的特点是什么:

1)两进线各带一段母线,负载连同母线相对独立;

2)平时母联打开,两进线闭合;

3)当某进线出现失压后,该路进线打开,母联闭合,实现供电的连续性。当故障解除后,系统恢复到原始的两进线闭合母联打开的状态。这种操作叫做备用电源自动投退,简称备自投;

4)各段母线上的短路电流就等于各段变压器的短路电流;

5)备自投操作时,必须配套电源电压检测和零电流检测,还要确保系统中未出现短路故障。为了投退的准确,备自投系统必须参考各台断路器的状态,来确定动作方向;

6)我们把进线和母联都闭合的方式叫做变压器并列运行。变压器并列运行的条件是:两变压器的中压侧必须来自同一个电网,它们之间不能有相位差;两变压器接线方式一致,阻抗电压一致,但容量可以一致。

要特别注意的是:当并列运行时,流过进线和母联断路器的短路电流等于1倍变压器短路电流,但负载断路器却流过2倍变压器短路电流。

因此,在一般情况下,不允许变压器并列运行!!!

我们看下图:


图2:带有备用发电机电源的配电系统


在图2中,我们看到它的基础还是两进线单母联的系统,但在I段进线处安排了备用的发电机电源。

平时ATSE接通T1变压器电源,故障状态下才启动发电机G。我们看到图2中,ATSE的任务就是在变压器T1和发电机G之间切换。

图2中,既有双电源互投的ATSE系统,也有两进线单母联的备自投系统。那么ATSE系统是否可以取代备自投系统?答案当然是否定的。

我们看到,T1和发电机G在任意时刻,两者只能使用其一,不能共存。但备自投系统,在正常使用是两进线均正常工作,而母联则处于打开状态。

图2充分说明了题主的问题和疑问,相信题主应当能从此图中知晓两者的区别和联系。

现在,我们来做一番设想:

图2中,正常时是T1和T2供电,发电机G备用。若不知何时T1出现故障,则系统打开I段进线QF1,再闭合母联QF3,于是由II段变压器拖动双母线上的重要负荷,非重要的三类负荷全部都抛去。

若此时变压器T2也发生了故障,则系统将所有断路器均开断,然后启动发电机G,当发电机运行正常时,ATSE接通发电机侧,再通过I段进线QF1,将电能传输到I段母线上。

如果此时T1变压器恢复,我们应当把供电关系转移到变压器T1上。然而,随着ATSE的切换,系统必然要再次经历短暂停电。这对于连续生产机械来说,有时是不允许的。

解决的办法就是,把ATSE换穿断路器,并且让变压器T1与发电机G并列运行,然后再把发电机撤离。

要实现变压器T1与发电机并列,必然会遇见发电机与变压器同期的问题,也即它们的电压值必须一致,频率必须一致,相位差必须一致。只有实现了同期,我们才允许两者并列,然后再退出发电机。

相信,题主从这里一定能看出,备自投系统与双电源互投系统是不一样的。备自投系统可以取代双电源互投系统,但双电源互投系统却无法取代备自投系统。

这就是最后的答案。

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