摘要：目前，大型火力发电机组都有一套完整的厂用电快切装置。厂用电快切装置的安全稳定切换厂用电系统运行对火力发电机组来说有着至关重要的作用。本文主要介绍贵州省习水鼎泰能源开发有限责任公司2×660MW超临界机组厂用电快切装置采用 MFC2000-6型产品功能、运行方式分析。
关键词：快切装置；原理；可靠性
习水二郎电厂#1、#2机组厂用电快切装置均采用 MFC2000-6型，厂用电10KV供电系统中，每个10kV段配置1套厂用电快切装置，全厂共配置6套组屏3面，即1A、1B段快切组1面柜，2A、2B段快切组1面柜，公用01A、01B段快切组1面柜，布置于电气继电器室内。每面快切柜内装设2套快切装置，每套快切装置的电源单独供电。闭锁报警功能：当发生厂用分支过流、备用电源失电、电压互感器断线、装置故障、装置失电等事故状态时，闭锁快切装置并报警，装置可以远方/就地复归，在未复归前装置闭锁切换，保证装置不误动和仅能动作一次
1、快切装置系统基本原理和作用
为保证重要用户供电的可靠性，当工作电源因故失去电压后，自动将备用电源投入供电，这种装置叫备用电源自动投入装置，检查备自投装置，也就是我们常说的厂用电快切装置。
在火电厂使用厂用快速切换装置进行电源的切换时，由于采用微机控制切换，从而在切换过程中不会产生运行中断厂用电运行。在厂用快速切换装置的过程中使用工作开关辅助接触点直接启动备用电源的工作形式，通过对母线电源和备用电源之间的压差、频差、相差等进行捕捉分析，从而实现在母线电源和备用电源之间进行快速切换可以在同一段进行电源切换。工作段母线电源和备用电源之间的相角差最大时两者之间的相角差最大可以达到180°,此时进行切换将会对发电厂的电动机带来较大的合闸冲击。所以在厂用快速切换装置中还具有固定掩饰的 切换方式以保障厂用电源的顺利切换。
2.厂用电装置切换方式
2.1正常切换方式
正常切换由手动启动，在DCS系统或装置面板上均可进行。正常切换是双向的。正常切换采用并联自动切换方式。
1）并联自动：手动起动，若并联切换条件满足，装置将先合备用（工作）开关，经一定延时后再自动跳开工作（备用）开关，如在这段延时内，刚合上的备用（工作）开关被跳开，则装置不再自动跳工作（备用）。若起动后并联切换条件不满足，装置将闭锁发信，并进入等待复归状态。
2）并联半自动：手动起动，若并联切换条件满足，合上备用（工作）开关，而跳开工作（备用）开关的操作由人工完成，若在规定的时间内，操作人员仍未跳开工作（备用），装置将发出告警信号。若起动后并联切换条件不满足，装置将闭锁发信，并进入等待复归状态。
2.2 事故切换方式
事故切换由保护出口起动，单向，只能由工作电源切向备用电源，事故切换有串联切换和事故同时切换两种方式。我厂事故切换方式设为串联切换。
2.2.1事故串联切换。保护起动，先跳工作电源开关，在确认工作开关已跳开且切换条件满足时，合上备用电源。串联切换有四种实现方式：快速、同期捕捉、残压、长延时，快速切换不成功时可自动转入同期捕捉、残压、长延时。
2.2.2事故同时切换。保护起动，先发跳工作电源开关命令，在切换条件满足时即（或经用户延时）发合备用电源开关命令。
不正常切换由装置检测到不正常情况：厂用母线低电压、工作电源开关误跳后自行起动，单向，只能由工作电源切向备用电源。手动切换过程中如发现整定时间内该合上的开关已合上但该跳开的开关未跳开，装置将执行去耦合功能， 跳开刚合上的开关，以避免两个电源长时并列。如：同时切换或并联自动切换中，工作切换到备用，备用开关正常合上，但是工作开关没有能跳开。到达整定延时后，装置将执行去耦合功能，跳开刚刚合上的备用开关。反之亦然。不正常切换：切换条件：快速、同期捕捉（可选）、残压。
不正常切换由装置检测到不正常情况后自行起动，单向，只能由工作电源切向备用电源。不正常有以下两种情况：
1、厂用母线失电
当厂用母线三相电压均低于整定值，时间超过整定延时，则装置根据选择方式进行串联或同时切换。
2、工作电源开关误跳
工作电源开关误跳，由工作电源开关辅助接点起动装置，在切换条件满足时合上备用电源。
3.厂用电装置切换影响因素
厂用电快切装置的切换方式有同时切换、并联 切换、串联切换、延时切换、残压切换等多种方式 ,在实际运行中如何选择 ,应该根据所用开关的跳合闸 固有时间、装置的动作时间、母线残压的衰减过程来决定。任何无根据的选择都是危险的。
(1) 允许进行快速切换的最长时限 Tmax 这个时限是能否实现快切的决定因素之一。 Tmax与厂用电系统本身结构有关 ,主要看厂用电消 失后 ,母线残压的衰减快慢 ,理论上不大于 300ms , 实践中应从各种工况下实测获得。母线失电前在线 运行的电动机多 , Tmax 就大 , 反之就小。
（2）开关跳合闸时间( TT 、TH) 这个时间应取 80 %的跳合闸电压下测得的数 据 ,因为跳合闸电压不同 ,开关测得的 TT、TH 也不 同。电压大时 TT、TH 小 ,反之就大。这台开关如果实现串联切换 ,工作开关跳开后 ,延时 合闸的延时时间裕度就不很大 ,一般不得超过 206 - 115 - 74 = 17 (ms) ;如果实现同时切换 ,因为母线 断电时间不超过 115 - 74 = 41 (ms) , US 与 UD 相角 差不超过 20°,母线电压下降不低于 85 % ,应该说是 允许的。 以上两条是能否实现快切的先决条件。
（3）相角差δ 前面已经明确 ,备用电源投入时的相角差δ应 越小越好 ,一般在 30°内。相角差 30°第一安全区 ,是指在 30°相角差内完成 备用电源的投入 ,这个时间大约 100ms ,在额定的跳 合闸电压下 ,实现同时切换方式是可能的 ,串联切换 就不一定成功。在安装快切装置时 ,如果厂家设备 将相角差作为判断启动快切装置的条件 ,则其整定 的应相对小一些 (实测工作电源和备用电源正常运 行时相角差 ,再考虑可靠系数)
（4）启动快切装置的低电压 Ud 单纯的低电压启动快速切换装置并不可取 ,依靠延时也很难与继电保护配合。低电压启动快切 , 是针对厂用工作电源开关因为一种偶然因素跳闸 , 而没有同时启动快切装置的工况设置的。按照高压厂用变压器复压过流保护的配置、整定原则 ,其出口应该闭锁备用电源自投 ,也就是说 ,在厂用工作母线 故障 ,电压下降到电动机允许自启动的最低母线电 压并发生过流 ,而且延时 1. 5s。如果启动快切的低 电压高于继电保护低电压 ,则躲不过故障情况 ,有可能母线故障时 ,在故障母线保护没有动作前就切换 到正常备用电源上 ,使备用电源变压器也遭受一次 故障冲击 ,而且这种切换对开关的冲击也非常大 。
（5）慢速切换的允许残压 Uc 和延时时间 Ty 慢速切换相当于快速切换的“后备”,其允许残 压和延时时间的选择应根据实际工况测得的电动机 残压 ———冲击图来确定。工作电源母线 电压下降到 20 %～40 % ,经延时 1～1. 5s 将工作电源断开后 ,才投入备用电源 ,以为这样可以避免电动 机的损坏 ,岂不知这种切换是将冲击的危害转移到 变压器了。
4 结束语
总之 ,厂用电快切装置每个厂都有根据自己具体的情况,选择合理的运行方式。 一旦快切装置发生切换闭锁情况，应检查清楚后确认无故障后再进行快切装置切换工作,否则容易导致事故扩大化。通过现象分析 ,总结经验。加强学习，提高处理事故的能力。
参考文献：
[1]贺家李,宋从矩.电力系统继电保护原理[M]. 北京：中国电力出版社,1999.
[2]熊信银，《发电厂电气部分》 [M]北京：中国电力出版社，2009
论文作者:谭全,蓝苹瑕
论文发表刊物:《电力设备》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/14
标签：装置论文; 电源论文; 母线论文; 工作论文; 相角论文; 合上论文; 方式论文; 《电力设备》2019年第9期论文;