4.硬件说明
SAI680A型厂用电快速切换装置采用双CPU，分别完成测量、逻辑和切换等主要功能，以及完成显示、通信、打印等辅助功能，主从CPU间进行数据交换。主从CPU分工协调，既保证了切换可靠性和切换速度，又保证了配置的灵活性。同时采用了大容量的存储芯片以及可编程逻辑芯片，同时装置采用了整面板、整背板新型结构设计，交、直流分开，开关量输入和输出部分均采用光电隔离技术，提高了装置的整体可靠性和安全性。
装置主要由CPU模件、电源模件、开关量模件、交流量模件、出口模件、信号模件、管理模件等组成。见示意图1。
备用进线开关（开入量为0）。
并联半自动
双进线配置方式下，人工起动，若并联切换条件满足，装置将先合备用进线（工作进线）开关，再自动跳开工作进线（备用进线）开关。若在整定的时间内，人工仍未跳开工作进线（备用进线）或者起动后并联切换条件不满足、备用进线（工作进线）开关未合上，装置将闭锁同时发切换失败和装置闭锁信号。
双进线加母联的配置方式下，人工起动，若并联切换条件满足，工作进线（备用进线）和母线联络开关在合位并且开入量8（手动切换方向选择）为1时，装置将先合备用进线（工作进线）开关，再自动跳开工作进线（备用进线）开关；工作进线（备用进线）和母线联络开关在合位并且开入量8（手动切换方向）为0时，装置将先合备用进线（工作进线）开关，再自动跳开母线联络开关；工作进线和备用进线在合位时，装置将先母线联络开关，再自动跳开工作进线（开入量8为1）或备用进线开关（开入量为0）。若在整定的时间内，人工仍未跳开工作进线（备用进线、母线联络开关），或者起动后并联切换条件不满足、备用进线（工作进线）开关未合上，装置将闭锁同时发切换失败和装置闭锁信号。
6.2.2.正常同时切换
正常同时切换指人工起动切换，先跳工作进线（备用进线、母线联络开关）开关，在满足切换判别条件后，合上备用进线（工作进线、母线联络开关）开关。正常同时有快速切换、同期捕捉、残压三种切换判别条件，快切不成功时自动转入同期捕捉或残压切换。若工作进线（备用进线、母线联络开关）开关未跳开，装置将去耦同时发切换失败和装置闭锁信号；若起动后备用进线（工作进线、母线联络开关）开关未合上，装置将闭锁同时发切换失败和装置闭锁信号。
6.3.非正常工况切换
非正常工况切换由装置检测到非正常情况后自行起动，非正常切换是双向的，可以由工作进线切向备用进线，也可以由备用进线切向工作进线。非正常情况指保护启动、母线失电、工作进线开关误跳和低频启动四种工况。
保护启动
保护启动指工作进线（备用进线）上一级主保护接点起动（指变压器或发变组差动保护等），事故切换分为事故串联和事故同时切换。事故切换是双向的，可以由工作进线切向备用进线，也可以由备用进线切向工作进线。
a)保护启动同时切换
由工作进线（备用进线）上一级主保护起动，先跳工作进线（备用进线）开关，在满足切换判别条件时，合上备用进线（工作进线）开关。同时切换有：快速、同期捕捉、残压三种切换判别条件，快切不成功时自动转入同期捕捉、残压切换。若起动后备用进线（工作进线）开关未合上，装置将闭锁同时发切换失败和装置闭锁信号。
b)保护启动串联切换
由工作进线（备用进线）上一级主保护起动，先跳开工作进线（备用进线）开关，确认开关已跳开时，在满足切换判别条件时，合上备用进线（工作进线）开关。串联切换有：快速、同期捕捉、残压三种切换判别条件，快切不成功时自动转入同期捕捉和残压切换。若起动后工作进线（备用进线）开关未跳开、备用进线（工作进线）开关未合上，装置将闭锁同时发切换失败和装置闭锁信号。
母线失电
当母线三相线电压均低于整定值且时间大于整定值，则装置分为同时切换或串联切换。其切换条件和切换逻辑与保护起动的事故切换相同。
6.切换功能
6.1.就绪条件
当以下条件满足时，约10秒后快切自动进入就绪状态：
区分标志：母联开关状态
双进线加母联的配置方式
工作进线/二 母联
母线Ⅰ段（3PT）、母线Ⅱ段（4PT）电压正常
1DL合、3DL合、5DL分、4DL合、2DL合
双进线配置方式
工作进线 备用进线
母线（3PT/4PT）、备用进线（2PT）电压正常
1DL合、3DL合、5DL合、4DL分
备用进线 工作进线
母线（3PT/4PT）、备用进线（1PT）电压正常
2DL合、4DL合、5DL合、3DL分
6.2.正常切换
正常切换指系统正常工作时，人工切换工作进线开关、备用进线开关和母线联络开关。正常切换是双向的，工作进线与备用进线间可以进行相互切换，工作进线、备用进线与母线联络开关间也可以通过选择进行相互切换。该功能由人工起动，在控制台、DCS系统或装置面板上均可进行。正常切换可分为并联切换和同时切换。
6.2.1. 正常并联切换（切换逻辑示意图见附图2）
注：正常并联切换只有在系统允许合环（功相角满足条件），短路电流在允许范围内方可投入。
并联自动
双进线配置方式下，人工起动，若并联切换条件满足，装置将先合备用进线（工作进线）开关，再自动跳开工作进线（备用进线）开关。若起动后并联切换条件不满足、备用进线（工作进线）开关未合上、工作进线（备用进线）开关未跳开，装置将闭锁同时发切换失败和装置闭锁信号。
双进线加母联的配置方式下，人工起动，若并联切换条件满足，工作进线（备用进线）和母线联络开关在合位并且开入量8（手动切换方向选择）为1时，装置将先合备用进线（工作进线）开关，再自动跳开工作进线（备用进线）开关；工作进线（备用进线）和母线联络开关在合位并且开入量8（手动切换方向）为0时，装置将先合备用进线（工作进线）开关，再自动跳开母线联络开关；工作进线和备用进线在合位时，装置将先母线联络开关，再自动跳开工作进线（开入量8为1）或备用进线开关（开入量为0）。
1.用途
SAI680A型微机厂用电快速切换装置，适用于连续工业生产过程的供电系统：化工厂、石化工业、煤炭和冶金等或发电厂的厂用电系统以及环保系统等领域。采用该快速切换装置的任务是在供电线路断电的情况下，根据系统的状态以较快的速度把负荷切换到备用线路上，避免在电源切换时造成运行中断或设备冲击损坏，简化切换操作并减少误操作，以保证负荷不断电连续运行。
设K＝0.67，则△U（％）＜1.64。图3中，以A为圆心，以1.64为半径绘出弧线A'－A''，则A'－A''的右侧为备用电源允许合闸的安全区域，左侧则为不安全区域。根据资料显示，K=0.67为允许极限值，一般K值取较大值。如在A－B段内合上备用电源，则既能保证设备安全，时间短，即“快速切换”；如在C－D段内合上备用电源，进行同期判别切换，则既能保证电动机安全，又使电动机转速下降不太多，即“同期切换”；当残压衰减到20％－40％额定电压后实现的切换，通常称为“残压切换”。
开关误跳
因各种原因（包括人为误操作）造成工作进线（备用进线）开关误跳开，装置在满足切换判别条件后，合上备用进线（工作进线）开关。该串联切换有：快速、同期捕捉、残压三种切换判别条件，快切不成功时自动转入同期捕捉和残压切换。若起动后备用进线（工作进线）开关未合上，装置将闭锁同时发切换失败和装置闭锁信号。
低频启动
正常时，企业的自备发电机与电网并列运行，当外电源因故障停电时，这些发电机将承担全部负荷。如发电机总容量小于负荷的总容量达到一定程度，发电机将不能保持额定转速。严重时，甚至会使发电机趋于停转，系统崩溃。SAI680A型微机厂用电快速切换装置针对此种情况，当外电源因故障停电时，经过装置内部对系统条件的判别，满足切换要求时进行切换。该切换有：快速、同期捕捉、残压三种切换判别条件，快切不成功时自动转入同期捕捉和残压切换。若起动后备用进线（工作进线）开关未合上，装置将闭锁同时发切换失败和装置闭锁信号。
6.4.切换逻辑
装置根据母联断路器的状态自动识别是运行于双进线的方式或是双进线加母联的方式，切换启动原因有：正常切换（人工切换）、开关偷跳、母线失压、高侧开关联跳、保护启动五种条件。
双进线配置方式
双进线之一向母线供电，两断路器中一台合闸，另一台分闸，如有母联开关时，开关处于合位。鉴于短路电流的原因，经常不允许两条线路同时合闸，两进线解列运行。当主供电线路出现故障时，快速切换装置在较可能短的时间内把负荷切换到备用进线上。成功切换之后，母线由备用进线供电。一旦工作进线的故障排除，可用手动方式起动快速切换把负荷重新切换到工作进线上以恢复正常的供电状态。SAI680A快速切换装置按完全对称的方式设计，因此可以从任一进线起动快切，不论哪条线路是工作进线或备用进线。这特别适合两条线路具有同等地位的场合。
双进线加母联的配置方式
鉴于冗余的原因，电力负荷被分配在两段母线中。母联断路器正常情况下处于分闸状态。双进线断路器都处于合闸状态。一旦一条进线出现故障，切换是在故障进线的断路器和母联断路器之间进行：故障线路断路器分闸，母联合闸。切换成功之后，两条母线由一条进线供电。一旦刚跳开的进线上的故障排除之后，可通过手动方式起动快切恢复到初始供电状态。
6.5.起动后加速保护功能
装置切换至备用进线开关时，同时输出一对空接点，用于投入备用进线分支保护装置的后加速保护功能，接点闭合持续时间为5秒。起动后加速空接点共三对，分别对应工作进线保护、备用进线保护和母联保护。
5.1.快速切换
由于一般K值取较大值，切换的安全区A’-A”曲线右侧移动，如图中的B’-B”曲线，如图3中显示，快速切换时间应小于0.2S，因而普遍采用快速开关切换。同时试验表明，母线电压和频率衰减的时间、速度，主要取决于该段母线的负载。负载越多，电压、频率、下降得越慢。而相同负载容量下，负荷电流越大，则电压、频率下降得越快。因而，实际应用时，B点通常由相角来界定，如55，如果开关的固有合闸时间为100ms，则合闸命令发出时的角度约需提前35，即可以实现备用电源电压与母线残压向量夹角20以内快速切换，同时对于设备是安全的。
这种情形下的无电流的切换时间只取决于断路器分合闸的时间差。对现代断路器而言，这一时间差通常在数毫秒内，因此可认为切换是在不断电的情况下实现的。
5.3.残压切换
指当残压衰减到20％－40％额定电压后实现的切换。残压切换作为快速切换及同期切换的后备功能。残压切换虽能保证电动机安全，但由于停电时间过长，电动机自起动成功与否、自起动时间等都将受到较大限制。
5.4.快速切换补充说明
如果开关的固有合闸时间比较长为150ms，则合闸命令发出时的角度需提前接近55，即难以实现备用进线电压与母线残压向量夹角以内快速切换，同时对于电机也是不安全的。目前国产真空开关通常都能满足。系统结线方式和运行方式决定了正常运行时母线电压与备用进线电压间的初始相角，若该初始相角较大，如大于20（例如：工作进线和备用进线来自两个独立的系统），则不仅事故切换时难以保证快速切换成功，连正常并联切换也将因环流太大而失败或造成设备损坏事故。故障性质则决定了从故障发生到工作进线跳开这一期间母线电压和备用进线电压的频率、相角和幅值变化。快速切换能否实现，不仅取决于开关条件，还取决于系统结线、运行方式和故障性质。
由于系统电源切换是一个复杂的动态过程，如：开关跳开时，开关灭弧造成的母线电压波形畸变；开关量变位时的发生抖动；事故时发电机或主变出口先于工作进线开关跳开，引起的母线电压频率升高、相位**前等。对于这些装置都需一定的固有动作时间在软、硬件方面进行特别计算处理，从而保证装置动作的准确性和可靠性。过分追求快速对快切装置是危险的。
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