摘要：本文介绍了厂用电源快速切换装置中快速切换，同期判别切换，残压切换，根据7月24日两次动作情况进行分析及提出应对措施。
关键词：厂用电源快速切换、残压切换、厂用电负荷
概述
发电厂中，厂用电的安全可靠直接关系到发电机组、电厂乃至整个电力系统的安全运行。以往厂用电切换大都采用工作电源的辅助接点直接（或经低压继电器、延时继电器）起动备用电源投入。这种方式未经同步检定，电动机易受冲击。合上备用电源时，母线残压与备用电源电压之间的相角差已接近180°，将会对电动机造成过大的冲击。若经过延时待母线残压衰减到一定幅值后再投入备用电源，由于断电时间过长，母线电压和电机的转速均下降过大，备用电源合上后，电动机组的自起动电流很大，母线电压将可能难以恢复，从而对电厂的锅炉系统的稳定性带来严重的危害。
我厂7月24日发生两次厂用电快切，时间分别是早上07:03和10:47，两次发生引起的原因均为镇隆站110kV线路跳闸，而对我厂影响却有很大不同，第一次我厂低压设备运行正常，无影响，而第二次我厂#1燃机进线开关快切，水岗化水成套PLC失电，#3汽机滑油泵停运，直流油泵连起，#1辅助循环水泵停运。针对两次发生的情况做以下分析：
1、我厂微机厂用电快速切换装置简述
我厂微机厂用电快速切换装置采用南京东大金智电气自动化有限公司的MFC2000-2型设备，2004年投入使用，至今使用8年。我厂微机厂用电快速切换装置为6kV4段母线开关使用，每段母线有1个进线开关和备用进线开关组成，正常运行时为进线开关运行，由380V低压引起快切，动作值为额定电压的70%。
2、快速切换装置在我厂的切换速度
图１厂用电系统的某一段接线图
图2电动机重新接通电源时的等值电路图和相量图
（a）等值电路图 （b）相量图
Us—电源电压；Ud—母线上电动机的残压；Xs—电源等值电抗；Xm—母线上电动机组和低压负载的等值电抗（折算到高压厂用电压）；ΔU—电源电压与残压之间的差拍电压。
由图1所示，正常运行时两段厂用电母线为分列运行，6DL开关为常闭开关，当厂用母线1电压低于动作值时，进线开关3DL跳开，备用进线开关5DL合闸，保障厂用电母线1运行，不可避免地将对厂用母线上的电机造成冲击，严重威胁厂用旋转负载的自起动及安全运行。图2所示为电动机重新接通电源时的等值电路图和相角图，从图中可以看出，不同的θ角（电源电压和电动机残压二者之间的夹角），对应不同的ΔＵ值，如θ=180o时，ΔＵ值最大，如果此时重新合上电源，对电动机的冲击最严重。根据母线上成组电动机的残压特性和电动机耐受电流的能力，在极坐标上可绘出其残压曲线，如图3所示。
电动机重新合上电源时，电动机上的电压Um为：
（1－1）
式中
Xm— 母线上电动机组和低压负荷折算到高压厂用电压后的等值电抗；
Xs— 电源的等值电抗；
U— 电源电压和残压之间的差拍电压。
令Um等于电动机起动时的允许电压，即为1.1倍电动机的额定电压UDe：
（1－2）
则：
令：
则：
（1－3）
图3 电动机的残压特性曲线和电动机耐受的冲击电流确定的允许极限
假设K＝0.67，计算得到△U（％）＝1.64。在图3中，以A点为圆心，以1.64为半径绘出A’-A’’圆弧，其右侧为电厂备用电源合闸的安全区域。在残压特性曲线的AB段，实现的电源切换称为“快速切换”即在图中B点（0.3秒）以前进行的切换，对电机是安全的。延时至C点（0.47秒）以后进行同期判别实现的切换称为“同期判别切换”此时对电机也是安全的。等残压衰减到20％～40％时实现的切换，即为“残压切换”。为确保切换成功，当事故切换开始时，装置自动起动“长延时切换”作为事故切换的总后备。
3、两次厂用电快速切换分析及对策
根据7月24日两次动作快切情况，第一次两段母线动作快切实现方式均为快速切换方式，而第二次动作快切6kVⅠA段为残压切换，6kVⅠB段为越前时间方式，第一次快切动作后厂内设备运行正常，从起动快切到快切动作完成共用时120ms，而通过残压切换方式完成的切换用时277ms，越前时间为322ms，造成第二次动作切换不一致的原因为6kVⅠA和ⅠB段母线负载不一致，6kVⅠB段负载比ⅠA段多10%，负荷大，随着电机等效电阻增大，电压降增大，相比下6kVⅠA段动作可靠性增大，在6kVⅠB段的负载，如燃机负载，化水成套MCC，#1辅助循环水泵等电机设备在电压迅速降低的情况下出现短暂失电而跳停的情况，若为机组运行期间可能会造成机组部分电机停运，对机组运行安全留有隐患。
为更好地保障机组运行安全，在机组运行和备用期间，合理分配厂用变压器负载情况，做到对于同一台高厂变带的低压厂用变压器负载尽可能平衡，低压厂用变负荷差尽量控制在10%以内，这样既可以保障出现上诉故障，又可充分利用变压器的损耗，降低损耗，节约厂用电。
论文作者:刘超
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/19
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