摘要：本文讲述了快切装置的工作原理、切换方式、闭锁条件等，并以金智科技MFC－6000型快切装置为例，结合其在某厂的实际应用，阐述了快切装置在电厂中的优越性。
关键字：快切装置；工作原理；切换方式；闭锁；应用
引言
6kV厂用电系统是电厂的高压厂用电，保证6KV厂用电系统的供电对发电厂乃至整个电力系统的安全运行都有着重大影响。厂用电快切装置是发电厂厂用电系统的一个重要设备，它可以实现工作电源和备用电源之间的快速切换，同时还提供了同期捕捉或残压、长延时等多种切换方式，保证了6KV厂用电系统的可靠。
一、厂用电快切装置的工作原理
厂用电切换有正常切换、事故切换及不正常切换三种情况。其中正常切换由手动启动，厂用工作电源和备用电源之间依据正常的切换方式进行转换。事故切换由保护出口启动，单向，只能由工作电源向备用电源切换。即保护动作后，通过综保的保护动作输出接点启动快切装置，这种情况主要是指快切装置安装在变压器的低压侧，当变压器的高压侧开关的综保保护动作以后跳闸后，从而相应的低压侧母线失压，这时通过综保的接点启动变压器低压侧的快切装置来实现电源切换。不正常切换由装置检测到不正常情况后自行启动，单向，只能由工作电源向备用电源切换。不正常情况是指以下两种情况：厂用母线失压及工作电源开关误跳。（1）当厂用母线三相电压均低于整定值且电流小于等于无流低值或工作进线电压小于等于失压启动电压幅值，整定延时到，则装置根据选择方式进行串联或同时切换。切换实现方式：快速、同期捕捉、残压、长延时。（2）因误操作、开关机构故障等原因造成工作电源开关错误跳开时，装置将在切换条件满足时合上备用电源。实现方式：快速、同期捕捉、残压、长延时。装置同时提供电流辅助判据功能，当装置正常运行时检测到工作开关误跳，如果定值中“无流判据”处于投入状态，装置会根据当前工作电流的值，判断开关断开是否是工作开关辅助接点故障造成的假象。电流判据可以根据需要投退。
二、快切装置的切换方式
快切装置共有三种启动方式：正常切换方式，事故切换方式及不正常切换方式（包含低压启动及工作开关误跳启动），其中正常切换为双向，可由工作切换到备用，也可由备用切换到工作。启动后视不同的设定，装置可以有三种切换方式，即串联、并联、同时。该方式是以工作开关动作先后顺序来划分的。串联方式下，必须确认开关跳开后，再合后备开关；并联方式下，装置先合后备，然后自动或等待人工干预跳工作或备用。同时方式是跳工作及合备用命令同时发出，其中发合命令前有一人工设定的延时，这种切换方式可以使断电时间尽量减少。除并联切换是以快速切换方式 实现外，其余切换方式均以快速、同期或残压、长延时中的一种方式实现。本次所采用的MFC2000－6型装置提供长延时切换功能，当启动后达到设定的长延时，发跳合闸命令。
三、快切装置的闭锁功能
MFC2000－6型快切装置具有闭锁功能。快切装置自行闭锁功能是指装置刚完成了一次切换后，或正常运行时检测到异常情况后自动装置处于切换闭锁状态。装置处于切换闭锁状态时，将不响应任何切换命令，同时将向外部反馈“切换闭锁”信号。装置有以下七种情况会引起闭锁切换功能。（1）初始状态不满足。装置在上电或者复归后的最初一段时间内会判断运行工况的初始状态，如果开关位置不正确或者电压不满足，则装置会报“初始状态不满足”。（2）切换完成。装置一旦启动切换，无论切换成功或失败，完成切换程序后，装置处于闭锁状态。（3）保护闭锁。某些故障发生、保护动作时（如高厂变分支过流、电缆差动、母线保护等），为防止备用电源误入故障母线，可由这些保护出口启动装置闭锁，即“保护闭锁”。（4）开关位置异常.装置启动切换的必要条件之一是工作、备用开关任一个合着，而另一个打开，同时PT隔离开关必须合上，若正常检测这一条件不满足（工作开关误跳除外），装置将闭锁切换。（5）母线PT断线。厂用母线PT二次回路发生断线时，装置将不能保证测量的电压、频率、相位的正确性，为防止误合跳闸，装置在这种情况下将闭锁切换。（6）后备电源失电闭锁。指工作向备用切换时的备用电源或备用向工作切换时的工作电源。后备电源真实失电，切换没有意义。因此，当后备电源失电时装置应闭锁切换。但是，如果因为PT检修等原因，使装置检测不到正常的后备电源电压，而此时实际上可以进行切换。考虑到上述需求时，此装置具有“后备失电闭锁切换”投退功能，该功能投入时，只要装置检测不到后备电源时，即行闭锁切换。该功能退出时，即使检测到后备失电，装置仍将启动切换，只是此时只能实现残压切换和长延时切换了。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（7）装置自检异常。装置投入后即始终对重要部件入CPLD、RAM、EEPROM等进行自检，如自检时发现异常情况，装置将闭锁切换。
四、快切装置改造前存在的问题
某厂#3、#4机原来合用一个反切柜，反切柜接线复杂，容易出现误操作，反切柜故障会影响两台机组供电可靠性。另外也会造成施工困难，在进行#3机反切装置改造时，#4机也会同时失去反切柜的逻辑。由于#4机停机时间较短，施工时，将#3机的正反切柜改造完成后，要及时完成#4机反切柜的改造。#3机6KV正反切装置自2003年6月投运至今已运行十三年，装置元器件严重老化，严重危害机组安全运行。鉴于该厂二期6KV 工作段及备用段运行方式：二期6KV电源快切装置，设计为2套正向切换装置及1套反向切换装置，反向切换装置两机公用，反向切换公用装置回路含电压、跳合闸、开关状态、信号等回路，用转换开关进行切换，回路复杂，可靠性差，经常发生切换回路不完整至切换失败现象。且转换开关长期运行易损坏，设备运行状态及安装位置决定很难更换。另长期运行至装置元器件老化，相关备件厂家已不生产，元器件损坏出现问题后难以处理；严重影响一期机组安全稳定运行及主设备安全。（某厂一期#1与#2机6KV厂用电系统与二期基本一样，下文仅以二期为例进行说明）
五、快切装置在某厂二期厂用电系统的应用
某厂二期#3机组有6KV工作Ⅴ段，工作Ⅵ段，#4机组有6KV工作Ⅶ段，工作Ⅷ段。#3、#4机组有共用的6kV备用三段、备用四段，两段备用段之间有一联络开关。备用段可以由工作段供电，也可以由两台备用变供电。该厂备用三、四段在正常运行情况下是带负荷运行的，为了减少网购电量，当#3机或#4机在正常运行时，由#3或#4机组带备用段运行，#3、#4高备变正常为空载运行。备用三段由6KV五段或七段供电，备用四段由6kV六段或八段供电。快切装置需要考虑备用段由#3或#4机供电时的反切逻辑。该厂二期厂用电快切装置需要考虑六种运行方式（下面均以#3机6kVⅤ段为例）（1）双机运行，#3机带备用段，双高备变空载运行方式。#3机6KVⅤ段带备用Ⅲ段，651/650在合位，603/670在分位，#4机Ⅶ段671在合位。此时，#3机投反切柜，正切柜闭锁，#4机投正切柜的烦切逻辑。#3机跳闸时动作过程为跳651，合603.#4机跳闸时，跳671，合603，跳650，合670。（2）双机运行，双高备变带备用段运行。651、603在合位，650在分位。此时，#3机、#4机均投正切柜的正切逻辑，反切柜闭锁。#3机跳闸时，跳651，合650.#4机跳闸时，跳671，合670.（3）双机运行，#3高备变带备用段运行方式（#4高备变停运），#3投正切柜的正切逻辑，#3机跳闸时，跳651，合650。（4）#3机运行，#4机停运，#3机带备用段，双高备变空载运行方式。651、650在合位，603、670在分位；此时#3机投反切柜，正切柜闭锁，#4及投正切柜反切逻辑。#3机跳闸时，跳651，合603。（5）#3机运行，#4机停运，双高备变带备用段运行方式。651、603在合位，650在分位。此时，#3机、#4机均投正切柜的正切逻辑，反切柜闭锁。#3机跳闸时，跳651，合650.（6）#3机运行，#4机停运，#3高备变空载（#4高备变停运），#3机带六段运行方式。651、650、670在合位，603在分位，此时，#3机投反切柜。#3机跳闸时，跳651，合603。
对二期6KV电源快切装置及相关辅助设备进行技术改造更换，回路重新设计 取消公用切换回路，技改后增加2套反向切换装置，更换其他超周期运行电源切换装置，彻底解决切换不成功现象，使可靠性差问题得以彻底解决。
五、改造后的预期效果
改造前#3、#4机共用一个反切装置，接线复杂，容易出现误操作，反切装置故障后影响两台机子的供电可靠性与安全性。改造后，每台机组有独立的正反切装置，减小了误操作的可能性，操作简洁，提高了供电的可靠性。同时厂用电系统的备用三、四段仍然由#3或#4机提供，只有在事故情况下（或二期全停）才从电网购电，减少了网购电量，提高了经济效益。
参考文献
[1]《MFC2000－6 微机厂用电快速切换装置说明书》.
[2]孙弘超 《厂用电快切装置工作原理及应用分析》【J】应用技术 2015.
[3]史慧峰 《厂用电快切装置原理分析及应用研究》【D】华北电力大学 2013.
作者简介
王朝丹（1988.09--）；性别：女，籍贯：安徽淮南市，学历：本科，毕业于上海电力学院；现有职称：助理工程师；研究方向：发电厂继电保护；
论文作者:王朝丹
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/12/9
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