對(duì)于石化、電力、鋼鐵、煤礦等連續(xù)型生產(chǎn)企業(yè)來說，保證生產(chǎn)連續(xù)和安全是至關(guān)重要的。而供電系統(tǒng)作為生產(chǎn)的重要支持，其可靠性和穩(wěn)定性對(duì)企業(yè)的運(yùn)行至關(guān)重要。為了保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，這些企業(yè)普遍采用雙電源進(jìn)線的方式，并通過切換設(shè)備實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)切換，以應(yīng)對(duì)突發(fā)的電力故障。
切換設(shè)備的升級(jí)過程可以追溯到備自投、快切裝置，最終發(fā)展到了無擾動(dòng)快切柜。下面將分別介紹各個(gè)時(shí)期的切換設(shè)備的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。
備自投是切換設(shè)備的最早形式，其主要由備用電源和自動(dòng)投切裝置組成。當(dāng)主電源發(fā)生故障時(shí)，備用電源能夠自動(dòng)接管供電，確保生產(chǎn)的連續(xù)性。備自投設(shè)備簡(jiǎn)單實(shí)用，成本相對(duì)較低，廣泛應(yīng)用于一些對(duì)供電要求不高的場(chǎng)景。然而，備自投設(shè)備的切換時(shí)間較長(zhǎng)，可能會(huì)影響到生產(chǎn)的連續(xù)性，且對(duì)電力質(zhì)量的要求較低。
隨著科技的發(fā)展和對(duì)供電可靠性的要求不斷提高，快切裝置應(yīng)運(yùn)而生?？烨醒b置通過采用更先進(jìn)的電力電子技術(shù)，依托于對(duì)電壓、電流實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)的成熟以及快速切換模型的完善，實(shí)現(xiàn)了更快速的切換時(shí)間，切換時(shí)間從秒級(jí)升級(jí)為毫秒級(jí)，提高了供電可靠性?？烨醒b置的應(yīng)用場(chǎng)景主要是一些對(duì)供電要求較高、敏感負(fù)荷較多、對(duì)切換時(shí)間有較高要求的工業(yè)場(chǎng)景。
單一的快切裝置可以理解為切換控制器，它像一個(gè)大腦一樣，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配電系統(tǒng)狀態(tài)、精準(zhǔn)判斷故障信息、控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)、切換模型精準(zhǔn)計(jì)算等，切換時(shí)間主要取決于斷路器的分合閘時(shí)間，目前中壓配電系統(tǒng)中絕大部分配置的都是彈操機(jī)構(gòu)的真空斷路器，即使是高端進(jìn)口品牌，分合閘時(shí)間也要大幾十毫秒，所以整體切換時(shí)間需要100ms左右，從大量的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際切換情況看，這一切換速度可以滿足大部分供電系統(tǒng)，尤其是工頻設(shè)備為主的現(xiàn)場(chǎng)，但是如果生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的重要敏感負(fù)荷以變頻、伺服為主，電壓暫降時(shí)還是會(huì)出現(xiàn)停機(jī)的現(xiàn)象。
為了解決上述難題，需要一方面提高切換速度，同時(shí)另一方面還要完善切換模型的安全可靠性，針對(duì)這樣的需求，誕生了一二次融合的無擾動(dòng)快切柜。
決定切換速度的幾個(gè)因素包括：斷路器分合閘時(shí)間、啟動(dòng)判斷時(shí)間、控制回路延時(shí)。無擾動(dòng)快切柜相比于單一控制器方案，在以上幾個(gè)決定因素上都做了技術(shù)升級(jí)：1）執(zhí)行機(jī)構(gòu)升級(jí)為永磁相控高速斷路器，切換時(shí)間只有彈操機(jī)構(gòu)短路器的五分之一至八分之一，同時(shí)具有三相獨(dú)立高速磁操機(jī)構(gòu)，每相動(dòng)作響應(yīng)精準(zhǔn)，真空滅弧觸頭運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無拒合、拒分及誤合、誤分現(xiàn)象，三相分合時(shí)刻精準(zhǔn),對(duì)輸電線路、變壓器、電容器、電抗器具有抑制過電壓和合閘涌流特效。2）啟動(dòng)判斷在軟件上做了升級(jí)，融合曲線擬合技術(shù)，從精準(zhǔn)判斷故障到發(fā)出命令僅為2.5ms。3）從傳統(tǒng)的電控回路升級(jí)為光電融控，延時(shí)由原來的幾毫秒縮短為100微妙，幾乎可以忽略不計(jì)。通過以上的升級(jí)，無擾動(dòng)快切柜在切換速度和切換可靠性方面都得到了大幅提升，南京國(guó)高電氣自動(dòng)化有限公司推出的FSC系列最新一代的無擾動(dòng)快切柜已可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的周波切換，保證工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)高敏感負(fù)荷的連續(xù)供電。
隨著科技的不斷進(jìn)步，切換設(shè)備的升級(jí)也在不斷進(jìn)行。未來，隨著新能源技術(shù)的發(fā)展和智能化水平的提升，切換設(shè)備將更加快速化和安全化，能夠更好地滿足連續(xù)型生產(chǎn)企業(yè)對(duì)供電系統(tǒng)的要求。
總之，從備自投到無擾動(dòng)快切柜，切換設(shè)備經(jīng)歷了不斷的升級(jí)和改進(jìn)，以滿足連續(xù)型生產(chǎn)企業(yè)對(duì)供電系統(tǒng)的要求。無論是備自投、快切裝置還是無擾動(dòng)快切柜，它們都在不同程度上提高了供電可靠性和切換速度，為企業(yè)的生產(chǎn)連續(xù)和安全保駕護(hù)航。

審核編輯 黃宇