(神华国神集团店塔电厂 陕西省榆林市 719300)
摘 要：近几年厂用电快切装置在火力发电厂厂用电系统中起到了非常重要的作用，本文以MFC2000-2微机厂用快速切换装置原理及我厂#3、#4机组厂用快切装应用为例，对其进行介绍。
关键词：火电厂；厂用电快切系统；MFC2000-2微机切换装置
大型火力发电机组是目前重要的发电机组之一，其特点一是采用机、炉、电单元集控方式，厂用电系统的安全可靠对整个机组的稳定运行有着相当重要的影响，而厂用电切换就是重要一环。另一特点是大型火力发电厂电动机数量多、容量大，使得厂用母线断电后电压衰减较慢。厂用电切换的基本要求是安全可靠，安全性主要表现在切换过程中不造成设备损坏，可靠性主要表现在切换过程中减少重要辅机设备跳闸造成锅炉汽机停运事故，进而确保整个机组稳定运行。因此厂用电快切装置可以说是火力发电厂厂里系统不可或缺的重要装置，有效防止或者避免事故发生并保证设备安全稳定运行，在具体应用的过程中，一定要严格按照标准完成的操作。
我厂#3、#4机组采用单元制布置，接入110KV双母线开关站，两台机组共设一台启动/备用变压器供6KV备用段作为厂用备用电源，采用MFC2000-2微机切换装置，取得良好运行效果。
一、装置原理简介
1、装置优点
MFC2000-2微机厂用快速切换装置自动切换速度非常快，切换冲击小，成功率高。当厂用电工作电源失去以后，备用电源投入的速度很关键。厂用电失去的最初阶段，电机变压器的磁场能量和转机转子的动能在惯性作用下动能比较大，系统总体能量很大，母线残存电压很高，所以备用电源投入越快，对系统的冲击越小，母线电压下降幅度越小，这样重要电动机的自启动越容易，电动机欠压保护就不会动作，交流控制的接触器能够自保持，下级重要设备不受影响，避免了电源切换带来的一些影响，整个机组的安全余度就越大。MFC2000-2微机厂用快速切换装置利用高速硬件，采样周期短（10秒），运算速度快，基本满足各种切换要求。
2 主要功能简介
装置共有三种切换方式，分别为正常、事故、不正常切换方式；三种切换方式，即串联、并联、同时切换。并联切换是快速切换方式，而其余切换方式均以快速、同期扑捉或者残压、长延时中的一种方式实现切换的。
1）正常切换是指正常情况下进行的厂用切换。 正常切换由手动起动，通过操作台或者控制切换面板手动启动装置，完成从工作电源到备用电源或者由备用电源到工作电源的双向切换。
2）事故切换是指工作电源故障而引起的切换。它是单向的，只能由工作电源切换至备用电源。保护启动，先发跳工作电源进行开关指令，在切换条件满足时，发合备用电源进线开关指令。
3）不正常切换是指母线非故障性低压引起的切换，它是单向的，只能由工作电源切换至备用电源。异常切换可分为以下两种情况：1低压启动。工厂母线的三相电压低于设计值，时间超过设计值。此时，需要进行串联切换。 2工作电源开关调整不当。当开关在各种因素的影响下意外跳跃时，如果满足开关条件，则需要关闭备用电源。
去耦合功能。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间并列运行。
切换功能投入、退出、闭锁、闭锁解除功能。例如后备电源失电、装置自检发现异常情况、开关位置异常等情况下，装置自动闭锁切换。
为了防止切换时将备用电源投入故障从而引起事故扩大，启动任何切换时，将同时输出一个短时间闭合的接点信号，同时将备用分支后加速保护投入，以便瞬时切除故障。
装置还有显示参数、GPS对时及打印等功能。
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二、运行方式规定及切换注意事项
运行方式规定
1、正常手动切换试验采用“并联”“半自动”方式，切换完毕后仍倒换位换为“串联”“全自动”方式；
2、机组正常运行时厂用快切保护装置运行方式为“串联”“全自动”；
3、厂用电源由启备变供电时，快切装置在DCS上选择“退出”方式；
4、厂用电由启备变供电时，快切装置不断电，自动闭锁。
5、正常操作期间，电压可以具有一定相角差，但必须控制在18°以内。
6、装置动作后，必须进行复归，以备进行下一次操作。
注意事项
1、采用快速切换及同期判断的目的就是为了厂用母线失去工作电源或者工作电源故障时能可靠、快速的进行备用备用电源切换，而从以往快切装置反馈的信息上看，往往是快切装置正确动作，而备用电源因速断或者过流保护动作而跳开，从某种意义上说，此时切换是失败的。其原因主要是备用电源速断及过流保护的整定值得依据往往是以躲过变压器励磁涌流及所带负荷中需要自启动的电动机最大启动电流之和。根据经验，所带负荷中的非重要辅机可能还没来得及退出，如此是合上备用电源，所有辅机将一起自启动，引起备用变过流，其值可能超过过流定值，甚至到达速断定值。为了避免出现上述情况，增加母线电压判据，当母线电压小于定值时不在进行快速切换，而采用其余切换方式，提高厂用电切换的成功率。
2、由于工作电源和备用变得引接线方式不同，阻抗数值不同，当变压器负载情况下两个电源存在一定相位差，这个相位差通常称为“初始相角”，初始相角的存在，在手动并联切换时，就会产生环流，环流过大，对变压器十分有害的。若在事故启动切换时，初始相角将增加备用电源电压与残压之间的角度，使快速切换困难。初始相角在20°时，环流的幅值大约等于变压器额定电流，短时间切换不会对变压器带来危害。因此在厂用工作与备用变得引线可能使它们之间的夹角超过20°时，建议采用手动串联切换方式进行。
三、事故案例分析
事故1
我厂#3机组停机操作时，A段厂用电切换装置反复切换了约30次后中止动作。随即，检修人员开始检查，未发现故障。因为当时停机时间紧，所以，再次尝试进行切换操作，结果切换正常。
分析：运行人员发出启动切换指令后，由于某种原因出现了“快切切换命令始终存在”的情况，即当工作段母线两路电源开关上口电
压均满足切换条件且切换命令一直保持时，快切装置就会自动来回切换，直到命令消失或切换条件不满足才会停止。
为了防止开关频繁动作损坏，运行人员应加以控制，并做好厂用电、失电的事故预想。如果以后遇类似异常且长时间切换不停止，在确认切换时间间隔足够的情况下，当切换到备用开关运行时，工作电源开关热备用后，由一人在盘前监视，一人在切换装置前准备好，通过口头喊话停用故障段厂用电快切装置操作电源，终止异常切换。
事故2
我厂#3机组母线工作段进线开关跳闸，快切装置未动作，备用电源开关未自投，造成该段母线失电，检查保护为母线失灵保护动作。
分析：查找失灵保护动作原因。
我厂母线配置失灵保护，任一开关失灵的保护动作条件为：①开关在合闸位；②保护动作并保持；③开关在运行位置。
当以上条件全部满足时，母线上的任一开关拒动将启动失灵保护，跳进线开关，闭锁高压快速切换装置，备用开关自投，所以，该段母线失电后，开关室就地检查保护，发现进线开关无保护动作，进线PT柜母线失灵保护动作。
结束语
随着电力需求的增加，厂用快切在火电厂大容量机组的应用越来越多。为了实现火力发电厂的安全生产，有必要加强自动快速切换系统的可靠性。厂用电源快速切断系统可以缩短重启时间，缩小事故范围，但直接影响大容量机组运行的稳定性。在使用的时候，还需要严格的参照相关的规定去完成有关的工作。
参考文献:
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[2]谭俊峰，李昕宇.厂用电快切装置在火力发电厂的应用[J].山西电力，2013，24（1）：142-144.
[3]张亚伟.厂用电快速切换在火电厂的应用[J].商业财经，2012，23（9）：180-182.
论文作者:艾文虎
论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/3
标签：母线论文; 电源论文; 装置论文; 机组论文; 方式论文; 工作论文; 动作论文; 《电力设备》2018年第20期论文;