摘要：厂用电切换的方式分为两种一种是正常切换，包括并联切换和串联切换以及快速切换，另一种是事故切换，事故切换的方式是差频同期，主要是原理是同期捕捉，因此主要的方式有“恒定越前相角”原理的切换、“恒定越前时间”原理的切换以及电动机的切换。厂用电切换方法除了在发电站中得到应用，而且根据其原理制作了更多的先进切换装置，保证了电力系统更加稳定的运行。本文就浅谈厂用电切换方法的研究与应用。
关键词：厂用电切换；切换方法；应用
厂用电切换是发电厂能够进行各种操作的重要一环，同时也是威胁发电厂安全运行的一大问题。一般来说，发电厂的安全运行包括电厂、电力系统和电机三部分组成，而厂用电切换就在这其中扮演着重要的角色。由于厂用电切换的工作状态和运行原理比较复杂，如果发生事故时没有进行合理的操作，很容易造成电压和电流的改变，在严重的情况下会导致设备的损坏。因此对厂用电切换技术进行深入的研究是非常有必要的。
一、厂用电系统概述
现阶段发电机中所用到的厂用电切换技术，一般来说都是通过厂用的工作电源以及被动电源来保证安全的用电。大部分发电机组的都是使用单元接线的方法，进入工作状态时厂用工作电源负责正常工作的运行，而备用电源则负责在停机状态下的用电。因此在发电机组进行运行的过程中，不管是启动还是停机的工作，都需要做用电的切换措施，来保证系统的安全有序运行。同时，厂用电切换的另一种原因是事故切换，即厂用工作电源发生意外的故障或者是出现事故的情况下，也是需要进行电源的切换，这样才能降低损失，保证电力系统迅速投入抢修和恢复的工作中。厂用电系统的切换从大方面讲有正常切换和事故切换两种。
二、厂用电切换方法的种类
现阶段我国常用的厂用电切换模式有三种，分别是并联切换和串联切换以及快速切换三种。
（1）并联切换
并联切换的方式在厂用电切换中比较常见，一般在进行并联切换的时候遵循先合后断的原则，即合上备用电源，当备用电源和工作电源并联工作时，然后再将工作电源切断。在这个过程中，需要注意的是，一定不能在工作断垣或者是发电机组出现故障的情况下，使用并联切换的方式进行电源的切换，否则会扩大事故的发上生范围，造成更加严重的损失。所以，从这个方面讲，并联切换在使用中一定不能用于事故的切换，只能用于工作的切换，同时，在并联切换的工作中，进行手动操作也会存在类似的危险。
（2）串联切换
串联切换是将工做电源关闭，然后开启备用电源的切换模式，遵循的切换原则是先断后合，但是串联切换的缺点也非常的明显，就是切换的时间过长，很容易对电力系统造成比较大的冲击。另外串联切换的失败率也是比较高的，尤其是在工作电源分闸成功后辅助接点的可靠性上，很容易导致串联切换的失败。
（3）快速切换
快速切换是厂用电常用的切换模式，相比较并联切换和串联切换有着非常高的优越性。快速切换遵循的原则是同时断合，即在工作电源闭合的同时打开备用电源，利用断路器同时发出分合指令，在极短的时间内完成电源的切换。快速切换的时间非常的快速，一般不会超过15秒钟，而实际所用的时间仅仅为闸刀闭合断开的时间。使用快速切换的优点就是能够在极端的时间内完成切换，在满足系统用电需求的情况下，保证了切换的安全，同时切换的成功率也非常的高。快速切换和其他的切换模式一样，有手动和自动两种切换模式，手动模式通常用于工作模式中，自动模式通常用于出现事故的情况，启动自动保护的系统。在特殊的情况下，厂用电系统也可以通过失压信号进行启动。
三、厂用电快速切换方式
快速切换具有种种的优点，因此是现在主流的切换方式。在各个厂房都得到了应用。快速切换能够满足机组安全快速，出现故障比较低的实际需求，因此一般情况下都是用快速切换的方式进行电源切换。但是，为了满足更多的需求，现在的快速切换装置中一般都有了更多的功能，比如说快速切换、同期捕捉、残压切换和延时切换四种功能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，在实际的运行当中，快切装置能够对厂用线的母线电压和备用电源的电压进行持续的监视，包括对电流、电压、频率和相位的监视，并且还能够驾驶高压断路器的控制回路。在接收到启动的信号s时，能够在短时间内完成切换。所以，快速切换已经成为厂用电必备的连接方式，而CB1和CB2开关也是常用的快切装置。
四、厂用电快速切换中同期捕捉切换的方法
(1)“恒定越前相角”原理切换
“恒定越前相角”原理的切换方式，主要是根据相角的变化以及相差的数值进行切换的。具体来说就是在厂用电正常工作的过程中，通过同期捕捉相角的变换，然后再捕捉合闸回路的时间，进而计算出合闸的提前角，通过快速切换装置对于频差和相差进行追踪，一旦相差进入临界值，就会发出合闸的指令。如果在这个过程中频差超出实际的控制范围，那么就会停止合闸的指令，然后转入残压切换的模式。这种原理所形成的缺点就是合闸角的精度问题，并且会随着用电荷载的变化而进行变化。
(2)“恒定越前时间”原理切换
“恒定越前时间”原理切换的原则是针对厂用电实际工作中，根据实际相差和频差，然后根据实际变化的情况，从中计算出实际的相角差的时间和合闸回路的时间，达到一定定值的情况下，发出合闸的命令。这种方法是比较精准的，而且不会受到其它负荷的变化。但是在实际的工作中，还需要面临很多的困难。一是要精准的找到其中的变化轨迹，然后建立相应的数学模型，是存在很大模糊性的：二是在反馈的过程中由于频率不断的变化，测量上存在着间断性；三是合闸回路还存在着一定的离散性，导致精度进一步降低。
(3)冲击电流时进行切换
利用电流机电流冲击时进行电源的切换，就是对电动机群在允许的电流时机进行切换，由于在这个切换的过程中，电动机并没有完全停止运转，因此具备非常良好的启动条件，能够保证在切换后，厂用电迅速恢复工作。
五、厂用电切换方法的应用
（1）新型切换装置的性能与实现
由于现有的切换装置都存在一定的缺点，而经过对厂用电切换方法的研究，在掌握厂用电的切换途径和影响切换的因素后，利用同期捕捉的原理，研制出新一代的快切装置，就是MFC2000系列的快切装置，此快切装置性能非常优良，不仅仅能够实现在正常串联和并联之间的切换，其它的切换方式也能够实现快速的切换。该装置在逻辑的处理上，也有着非常强悍的性能，可以利用装置内部的CPU和软件定时器等资源，对实际工作中的各类计算和逻辑的搭配进行准确的解析。除此之外，该系列的切换装置也能够对频率差和相位差进行准确的测量，误差范围小于百分之一。另外本装置还能够对残压衰减的过程做到精准的定位和追踪，并且进行详细的记录和存储，为以后的快切提供有利的数据支撑。
（2）保证安全
厂用电切换和高压断路器是电力系统中安全系统的重要组成部分，能够保证整个电力系统的安全运行。尤其是在事故来临时，厂用电切换装置就会果断的切除厂用母线的电源，并且启动备用电源，从而降低事故的损失，并且为事故的维修争取宝贵的时间。这就是厂用电切换在面对事故时的切换方法，同时也是电力系统重要的安全保障。
结束语
随着我国电力事业的飞速发展,电源建设特别是容量300MW及以上大型火电机组的建设得到了迅猛发展,厂用电的重要地位日趋巩固,同时随着厂用电监控管理系统(ECS)的日趋稳定和通信技术的不断发展,新型快切装置作为ECS系统的一部分,在切换原理和实现方式上有重大改进,它具有动态眼踪、捕捉同期、被等功能,较好地解决了现有切换装置存在的问题。
参考文献
[1]陈志斌.厂用电快速切换装置应用与分析[J].电气时代.2011（07）.
[2]雷永强.厂用电切换失败原因分析及快速切换方式研究[J].内蒙古煤炭经济,2014(6):169-170.
[3]沈永红.发电厂厂用电快速切换技术研究[J].企业技术开发,2011 (22):108-109.
论文作者:黄幸辉
论文发表刊物:《电力设备》2019年第10期
论文发表时间:2019/10/23
标签：电源论文; 快速论文; 装置论文; 工作论文; 相角论文; 方式论文; 事故论文; 《电力设备》2019年第10期论文;