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1.供電切換技術的工作原理

如圖，這是110KV供電系統的主線示意圖。在該圖中，進線1與進線2是兩個互相獨立工作的供電電源。在此基礎上，我們不妨假設進線1為工作電源，而進線2為備用電源。當進線1工作電源因為檢修或者是出現故障而無法正常工作的時候，它就會斷開1QF斷路器，與此同時，斷路器2QF與母聯斷路器3QF就會相應地連接上。在這種情況下，進線1工作電源的電力負荷就會轉移到進線2的備用電源上，從而達到供電的切換目的。同時，針對不同的切換判據，備用電源的自動投切方式可以分為三種不同的形式，即殘壓切換、快速切換以及首次同相切換。對于殘壓切換而言，它的切換判據主要是利用工作電源母線殘壓的幅值來實現的。其具體表現為，在工作電源因為檢修或出現故障而中斷正常供電的時候，其母線的殘壓幅值會在時間的推移過程中不斷變小，而當這個母線殘壓值小到一定的范圍時，就會發生供電的切換。對于首次同相切換而言，它的切換判據主要是利用母線殘壓與備用電源之間的相差角來實現的。具體表現為，在工作電源因為檢修或出現故障而中斷正常供電的時候，母線殘壓的頻率會在時間的推移過程中不斷發生變化，而備用電源的頻率會保持穩定，由此看出，母線殘壓與備用電源之間的速率是不相同的。正是基于此，在工作電源中斷供電的時候，母線殘壓與備用電源在首次同相時便完成了供電的切換。對于快速切換而言，它的切換判據主要是利用頻率和相位差之間的變化值小于實際的設定值來實現的。在這種判據情況下，它可以有效控制電動機的轉速，而且在沖擊力不大的情況下，可以提高供電切換的穩定性與有效性。

2.供電切換技術的分析

在供電切換技術的實際應有中，它一般會有兩個方面的要求。其一是時效性，當工作電源因為檢修或者是出現故障而無法正常運行的時候，備用電源必須要能夠快速、有效地進行供電的切換。通常，工作電源與切換電源之間的切換之間應該控制在0.8s-1.0s這個范圍內，這樣就能有效控制電動機轉速下降的幅度，從而確保整個供電系統的連續性與可靠性。其二是穩定性，在工作電源與備用電源進行供電切換的時候，要盡量控制切換過程對整個供電系統的沖擊，從而確保供電系統的安全、穩定以及可靠。雖然，在供電切換技術中會存在多種不同的切換方式，但是，它們都必須遵從上述兩個要求，否則，就會導致整個電源切換的失敗，達不到預期的效果。

2.1不同工業企業的負荷特性

現階段，供電切換技術主要是被應用到電廠、電網以及大型工業企業等等，它們各自的負荷特性也是不盡相同，各有各的特點。首先，對于電網來說，它其中主要包括三個方面的負荷，即恒功率負荷、旋轉負荷以及恒阻抗負荷，它們之間的負荷比例大致為3:3:4。其次，對于電廠來說，它里面包含了大量的旋轉負荷，一般占到總負荷量的七成以上，有的甚至占到了九成，這也是電廠與電網之間的最大區別。再次，對于大型工業企業來說，它們往往都會自備電廠，而且其負荷的九成以上都是旋轉負荷。同時，它們自備電廠的容量與規模是有限的，所以只能帶動部分的負荷，卻不能帶動所有的負荷。

2.2供電切換技術分析

當電力系統的工作電源中止供電的時候，整個系統內部的殘壓幅值、相位以及頻率都會受到旋轉負荷數量的影響，進而還會影響到電源之間供電切換的判據。所以，在這種情況下，要針對不同系統的不同特點來分析，采取有針對性的供電切換方式。在電網系統中，鑒于旋轉負荷只占到整個負荷的三成，而大量的負荷是以恒功率負荷與恒阻抗負荷的形式存在，所以，當系統的工作電源中止供電的時候，會造成母線殘壓幅值快速減退，同時，母線殘壓幅值也會很快就達到已經預定好的數值。由此可見，這種殘壓切換的供電切換方式，能夠在較短的時間內就完成電源供電的切換。另外，鑒于在電源進行供電切換的瞬間，母線殘留的電壓幅值會非常小，所以，它并不會對整個供電系統帶來太大的沖擊力。因此，在電網系統中，這種殘壓方式的供電切換是非常有效的。而對于那些會產生大量旋轉負荷的系統來說，在工作電源中止供電的那一瞬間，會出現電動機向系統輸出電能的情況，這樣就會造成系統母線殘壓值的緩慢減退，從而需要花很長的時間才能使殘壓母線的幅值達到預先設定好的數值，導致實現電源之間供電切換的效果也需要很長的時間。所以，在這種情況下，殘壓方式的供電切換并不適用于會產生大量旋轉負荷的系統，比如電廠。但是，在這種情況下，系統并沒有發電機，而母線殘壓的相位也會隨之快速發生變化，同時，母線殘壓的相位可以在較短的時間內與備用電源的相位達到一致，由此可見，首次同相方式的供電切換能夠起到很好的效果。另外，在母線殘壓與備用電源殘壓相近的時候，它可以有效控制對系統的沖擊，確保系統的安全與穩定。在各種大型的工業企業中，它們都會有自備的電廠，當系統的工作電源中止供電的時候，雖然自備的電廠不能帶動所有的負荷，但是自備電廠可以有效控制工作電源電壓幅值與相位之間的變化速率，從而滿足供電切換判據時間增長的實際需要。在這種情況下，殘壓式的供電切換與首次同相式的供電切換并不能滿足供電切換的時效性，所以，這時就要發揮出快速切換的作用。

綜上所述，鑒于供電切換會的運行會受到多種因素的影響，尤其是系統的負荷特性，所以，必須要在綜合考慮之后，再選出最合適的供電切換方式。如果系統所產生的旋轉負荷較少，就可以采用殘壓供電切換方式；如果是系統產生大量的旋轉負荷，就可以采用首次同相的供電切換方式；如果是系統產生大量的旋轉負荷，而自備電廠也是正常運轉的時候，可以采用快速供電切換方式。

本文作者:馬蕊平工作單位:甘肅省電力設計院