T/SCEPA 22401-2025 交流 3kV至35kV 开关型双电源快速切换设备的技术规范

《T/SCEPA 22401-2025 交流3kV至35kV开关型双电源快速切换设备的技术规范》主要内容的详细总结：

​​核心目标：​​ 本标准规定了交流3kV至35kV系统中，基于机械式开关（快速真空断路器）实现双电源快速切换的设备（以下简称“快切设备”）的技术要求、功能、结构、使用条件和试验方法。

​​1. 范围 (Scope)​​

• 适用于频率50Hz/60Hz，电压等级为3kV~35kV的交流系统。
• 核心设备类型：采用机械式开关（快速真空断路器）实现电源快速切换的设备。

​​2. 规范性引用文件 (Normative References)​​

• 列出了标准中引用的其他国家标准和行业标准，包括绝缘配合、开关设备、防护等级、抗震、高电压试验、继电保护、故障限流器通用技术规范等（如GB/T 311.1, GB/T 1984, GB/T 3906, GB/T 11022, DL/T 478, NB/T 11076等）。这些文件的内容构成本标准的一部分。

​​3. 术语与定义 (Terms and Definitions)​​

• 明确定义了标准中使用的关键术语，包括：
  • ​​开关型双电源快速切换设备：​​ 基于短路故障快速识别和快速涡流驱动技术，采用涡流斥力机械开关（快速开关）实现两路电源快速切换的设备。
  • ​​快切控制器：​​ 采集电流电压信号、进行短路故障快速识别、并控制快速开关切换的保护控制装置。
  • ​​快速开关：​​ 采用快速涡流驱动技术（斥力）的真空断路器，用于快速切换。
  • ​​故障快速判断：​​ 在故障诊断时间内完成故障识别并发出指令。
  • ​​故障诊断时间：​​ 故障发生到快切控制器发出指令的时间间隔（标准要求≤2ms）。
  • ​​串行切换模式：​​ 先分故障电源快速开关，确认分闸到位后再合备用电源快速开关。
  • ​​并行切换模式：​​ 分故障电源快速开关的同时合备用电源快速开关。
  • ​​串行切换时间：​​ 故障发生到备用电源开关合闸到位的时间（标准要求<30ms）。
  • ​​并行切换时间：​​ 故障发生到备用电源开关合闸到位的时间（标准要求<20ms）。

​​4. 使用条件 (Service Conditions)​​

• ​​正常使用条件：​​
  • 符合GB/T 11022的规定。
  • 额定频率：50Hz (60Hz参照执行)。
  • 外壳防护等级：IP4X。
  • 环境：户内使用（户外需特殊说明）。
• ​​特殊使用条件：​​ 需特殊考虑或说明的情况，包括：
  • 温度超出-5℃至+40℃范围。
  • 湿度>95%。
  • 海拔>1000m。
  • 地震区域（需满足GB/T 13540抗震要求）。
  • 其他特定条件（需按规定程序批准）。

​​5. 设备的结构 (Equipment Structure)​​

• 设备采用开关柜结构。
• ​​布设方式：​​
  • 户内：推荐并柜或独立柜。
  • 户外：推荐箱式布设。

​​6. 技术要求 (Technical Requirements)​​

• ​​额定参数指标 (表1)：​​ 规定了设备整体的关键额定参数和性能指标。
  • 额定电压(kV)：3.6, 7.2, 12, 24, 40.5
  • 额定电流(A)：630, 1250, 2000, 2500, 3150, 4000
  • 额定频率(Hz)：50/60
  • 绝缘水平：工频耐压、雷电冲击耐压值（按电压等级对应）。
  • 开断能力：额定短路开断电流(kA)：25, 31.5, 40；额定短时耐受电流(2s)(kA)：25, 31.5, 40；额定峰值耐受电流(kA)：63, 80, 100。
  • 机械特性：
    • 主回路电阻(μΩ)：<100
    • 并行切换时间(ms)：<20
    • 串行切换时间(ms)：<30
    • 负载冲击：电机设备<4pu；变频器/控制类设备无冲击。
  • 防护等级：柜体IP4X。
• ​​主要元件技术指标：​​
  • ​​快切控制器 (表2)：​​
    • I/O：8路AC电压、6路AC电流(量程40kA)、12路DI、8路DO、6路快速开关分合指令、2路隔离RS485。
    • 测量精度：电压≤0.5%，电流≤1%，功率≤1%。
    • EMC性能：满足电力4级(脉冲群、浪涌)、3级(静电、射频场抗扰度)、5级(电压暂降)。
    • 控制电源：AC/DC 220V ±10%，1min工频耐压2kV。
    • 故障诊断时间：1-2ms。
    • 防护等级：IP3X。
  • ​​快速开关 (表3)：​​
    • 额定参数：电压、电流、频率、绝缘水平、开断能力等与设备整体要求对应。
    • 接触电阻(μΩ)：≤50
    • 合闸时间(ms)：≤5
    • 分闸时间(ms)：≤12
    • 合分闸不同期性(ms)：≤2
    • 操作频率(次/小时)：50
    • 永磁体寿命(年)：20
    • 机械寿命(次)：≥10000

​​7. 设备功能 (Equipment Functions)​​

• ​​快速切换功能：​​ 核心功能。在电源侧发生短路或失电故障导致电压暂降时，在敏感负载停止前完成切换。
  • 串行切换时间：<30ms。
  • 并行切换时间：<20ms。
• ​​回切功能：​​ 切换成功后，可选择自动智能判断并切回原工作电源。
• ​​远程通讯：​​ 支持RS485或IEC 61850通讯，实现本地及远程操作和监控。
• ​​事件记录：​​ 记录故障时间、类型、相别及故障时的电流、电压等参数。

​​8. 试验 (Tests)​​

• ​​型式试验：​​ 用于验证设计和制造是否符合标准。项目包括：
  • 绝缘试验 (必选)
  • 回路电阻测量 (必选)
  • 温升试验 (必选)
  • 短时耐受和峰值耐受电流试验 (可选)
  • 防护等级(IP代码)验证 (可选)
  • ​​装置切换功能试验 (必选)：​​ 模拟故障，验证整体切换时间（并行<20ms, 串行<30ms）。
  • ​​快切控制器功能试验 (必选)：​​ 模拟故障，验证控制器故障诊断时间（≤2ms）。
• ​​现场试验：​​ 设备运抵现场安装完毕后，投运前进行的试验。应符合GB 50150要求并编制具体方案。

​​附录A (资料性附录)：原理说明​​

• 提供了开关型双电源快速切换设备的工作原理示意图。
• ​​工作流程：​​
  1. 快切控制器持续监测电网电压电流(通过PT/CT)。
  2. 检测到工作电源侧短路故障或失电故障。
  3. 快切控制器在≤2ms内完成故障判断。
  4. 控制器发出指令，控制快速开关(HTB)采用串行或并行模式进行切换。
  5. 切换完成后（串行<30ms, 并行<20ms），负载由备用电源供电。
  6. 同时，完成故障录波和切换动作记录。
• ​​图注：​​ CT(电流互感器), PT(电压互感器), HTB(快速开关), QF(馈线开关)。

​​总结关键点：​​

• ​​核心：​​ 利用​​快速开关​​(≤12ms分闸，≤5ms合闸)和​​快切控制器​​(≤2ms故障诊断)实现双电源的​​极速切换​​(<30ms串行，<20ms并行)。
• ​​目的：​​ 在电压暂降导致敏感负载（电机、变频器、控制系统）停机前完成供电恢复，保证连续运行（冲击<4pu或无冲击）。
• ​​结构：​​ 开关柜形式，户内/户外不同布设。
• ​​关键性能：​​ 高开断能力、低回路电阻、快速动作时间、高可靠性(寿命)、强EMC、完善的监测记录和通讯功能。
• ​​验证：​​ 通过严格的型式试验和现场试验确保性能。