廠用快速切換裝置在發(fā)電廠中的應(yīng)用與分析

段玉強(qiáng)

摘 要：人們生活水平的提高，加大了電量的使用量，這對于發(fā)電廠來說，既是一種挑戰(zhàn)也是一種機(jī)遇，快速切換裝置在發(fā)電廠中的應(yīng)用，既可以提高輸電量，又可以對電路進(jìn)行有效的保護(hù)。該文通過對東大金智廠家生產(chǎn)的MFC2000-2型微機(jī)廠用電快速切換裝置的介紹，對快速切換裝置的應(yīng)用模式進(jìn)行研究，從原理、切換方式以及在切換過程中發(fā)生的問題、故障分析、裝置技術(shù)改進(jìn)等方面進(jìn)行論述，進(jìn)而確保電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：快速切換裝置 發(fā)電廠 應(yīng)用 分析

中圖分類號： TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（a）-0083-02

1 前言

對于大部分發(fā)電廠而言，其供電系統(tǒng)一般有兩個(gè)獨(dú)立的供電電源，即母線工作電源和備用電源，發(fā)電廠整體電源運(yùn)行水平會直接影響到發(fā)電廠安全穩(wěn)定發(fā)電狀況，基于此，發(fā)電廠的電源必須要具備即時(shí)切換裝置，可以根據(jù)發(fā)電廠對電量的輸送需求，維持整個(gè)電路的穩(wěn)定性。東大金智廠家生產(chǎn)的MFC2000-2型微機(jī)廠用電快速切換裝置的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了同一段母線工作電源和備用電源之間的切換，保證了供電的連續(xù)性。

2 快速切換裝置的原理

東大金智廠家生產(chǎn)的MFC2000-2型微機(jī)廠用電快速切換裝置適用于發(fā)電廠廠用電切換中，在電源切換時(shí)，MFC2000-2型微機(jī)廠用電快速切換裝置不會產(chǎn)生運(yùn)行中斷或者對設(shè)備造成損壞。MFC2000-2型微機(jī)廠用電快速切換裝置采用工作開關(guān)輔助接點(diǎn)直接起動備用電源投入的形式運(yùn)行，采樣計(jì)算工作電源和備用電源的壓差、頻差、相差，借鑒發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期的同期捕捉原理。母線工作電源和備用電源可以在同一時(shí)段進(jìn)行電源切換，母線反饋電壓與備用電源電壓間相角差比較大，可以達(dá)到180°，這時(shí)將會對電動機(jī)造成很大的合閘沖擊，需要加固定延時(shí)的切換方式，也因切換時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行方式對故障類型進(jìn)行判斷。

3 快速切換裝置的切換方式

3.1 按開關(guān)動作順序?qū)η袚Q方式進(jìn)行分類

按照MFC2000-2型微機(jī)廠用電快速切換裝置開關(guān)動作順序可以把切換方式分為三類，分別是：并聯(lián)切換、串聯(lián)切換、同時(shí)切換，并聯(lián)切換需要在MFC2000-2型微機(jī)廠用電快速切換裝置應(yīng)用之前，關(guān)閉備用電源，母線工作電源和備用電源出現(xiàn)短時(shí)間的并聯(lián)。然后，跳開母線工作電源，這種方式多用于正常切換，在起、停機(jī)過程中，可以合理控制開關(guān)順序。串聯(lián)切換需要在MFC2000-2型微機(jī)廠用電快速切換裝置應(yīng)用之前跳開母線工作電源，然后確認(rèn)工作開關(guān)跳開后，關(guān)閉備用電源的開關(guān)，母線斷電時(shí)間至少要與備用開關(guān)合閘時(shí)間相同，串聯(lián)切換方式多用于事故處理中。同時(shí)切換介于并聯(lián)切換和串聯(lián)切換之間，合備用電源命令需要在跳工作命令發(fā)出之后，工作開關(guān)跳開之前發(fā)出，并保障母線斷電時(shí)間要大于0 ms，而小于備用電源開關(guān)合閘的時(shí)間。

3.2 按起動原因?qū)η袚Q方式進(jìn)行分類

按照起動原因?qū)FC2000-2型微機(jī)廠用電快速切換裝置切換方式進(jìn)行分類，主要包括：正常手動切換、事故自動切換、不正常情況自動切換，正常手動切換由操作人員手動控制，快速切換裝置按照事先設(shè)定的手動切換模式進(jìn)行分合閘處理。事故自動切換由保護(hù)接點(diǎn)起動，發(fā)變組、廠變和其他保護(hù)出口跳工作電源開關(guān)的同時(shí)，起動快速電源切換裝置，并可以按照設(shè)定的方式進(jìn)行切換，不正常情況的自動切換主要體現(xiàn)在母線失壓和工作電源開關(guān)失誤跳閘中。如果出現(xiàn)母線失壓情況，母線電壓會低于額定電壓，出現(xiàn)延時(shí)，這時(shí)裝置會自動啟動，并按照設(shè)定的方式進(jìn)行切換，如果工作電源開關(guān)誤跳，工作開關(guān)輔助接點(diǎn)起動裝置，在切換條件滿足時(shí)，合上備用電源。

3.3 按切換速度分類

快速切換

短延時(shí)切換

同期捕捉切換

殘壓切換

4 快速切換裝置切換過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題

4.1 開關(guān)位置異常

MFC2000-2型微機(jī)廠用電快速切換裝置起動切換的必要條件是母線工作電源和備用電源必須有一個(gè)處于關(guān)閉有一個(gè)處于打開狀態(tài)，同時(shí)PT隔離開關(guān)必須合上，這樣才能起動MFC2000-2型微機(jī)廠用電快速切換裝置。但是在快速切換的過程中，總是容易出現(xiàn)開關(guān)位置異常的現(xiàn)象，在正常監(jiān)測時(shí)，發(fā)現(xiàn)MFC2000-2型微機(jī)廠用電快速切換裝置根本無法起動，裝置會發(fā)出閉鎖中控信號，并進(jìn)入等待復(fù)歸狀態(tài)。這時(shí)，MFC2000-2型微機(jī)廠用電快速切換裝置無法根據(jù)不同的切換方式分別處理并給出位置異常的閉鎖信號，跳開的開關(guān)未能跳開，開關(guān)位置出現(xiàn)異常，MFC2000-2型微機(jī)廠用電快速切換裝置將會失去耦合功能，降低裝置綜合控制性能[2]。

4.2 備用電源失電監(jiān)測

當(dāng)MFC2000-2型微機(jī)廠用電快速切換裝置的工作電源或者備用電源投入時(shí)，備用電源出現(xiàn)失電，裝置將無法進(jìn)行切換操作，報(bào)警系統(tǒng)無法根據(jù)信號模式對裝置進(jìn)行處理。備用電源如果長期處于失電監(jiān)測狀態(tài)，電源系統(tǒng)將無法正常進(jìn)入到等待復(fù)歸狀態(tài)以及運(yùn)行，備用電源出現(xiàn)失電監(jiān)測主要由復(fù)歸狀態(tài)設(shè)置不合理引起。后備電源失電監(jiān)測會使MFC2000-2型微機(jī)廠用電快速切換裝置喪失快速、同捕切換功能，只可以進(jìn)行殘壓切換，根據(jù)MFC2000-2型微機(jī)廠用電快速切換裝置實(shí)際運(yùn)行的效果來看，可以對母線工作電源和備用電源進(jìn)行合理的切換，但是出現(xiàn)的失電監(jiān)測情況也大大影響了切換的效率。

5 廠用電切換注意事項(xiàng)

根據(jù)開關(guān)位置異常帶來的由于廠用母線上電動機(jī)的特性有較大差異，合成的母線殘壓特性曲線與分類的電動機(jī)相角、殘壓曲線的差異也較大，因此安全區(qū)域的劃定嚴(yán)格來說需根據(jù)各類電動機(jī)參數(shù)、特性、所帶負(fù)荷等因素通過計(jì)算確定。實(shí)際運(yùn)行中，可根據(jù)典型機(jī)組的試驗(yàn)確定母線殘壓特性。試驗(yàn)表明，母線電壓和頻率衰減的時(shí)間、速度和達(dá)到最初反相的時(shí)間，主要取決于試驗(yàn)前該段母線的負(fù)載。負(fù)載越多，電壓、頻率、下降得越慢，達(dá)到首次反相和再次同相的時(shí)間越長。而相同負(fù)載容量下，負(fù)荷電流越大，則電壓、頻率下降得越快，達(dá)到最初反相和同相的時(shí)間越短。

注意快速切換時(shí)間：快速切換時(shí)間涉及到兩個(gè)方面，一是開關(guān)固有跳合閘時(shí)間，二是快切裝置本身的動作時(shí)間。就開關(guān)固有跳合閘時(shí)間而言，當(dāng)然是越短越好，特別是備用電源開關(guān)的固有合閘時(shí)間越短越好?？焖匍_關(guān)的合閘時(shí)間一般小于100 ms，有的甚至只有40～50 ms左右，這為實(shí)現(xiàn)快速切換提供了必要條件。假定事故前工作電源與備用電源同相，并假定從事故發(fā)生到工作開關(guān)跳開瞬間，兩電源仍同相，則若采用同時(shí)方式切換，且分合閘錯(cuò)開時(shí)間（斷電時(shí)間）整定得很?。ㄈ?0 ms），則備用電源合上時(shí)相角差也很小，沖擊電流和自起動電流均很小。

6 結(jié)語

在上文研究的內(nèi)容中，筆者對MFC2000-2型微機(jī)廠用電快速切換裝置的原理、切換方式以及在切換過程中發(fā)生的問題及注意事項(xiàng)等方面進(jìn)行了研究，進(jìn)而明確了發(fā)電廠用電系統(tǒng)安全可靠性的重要性。所以發(fā)電廠要合理設(shè)置電源切換的模式，技術(shù)人員要能準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)快速切換裝置的故障，采取有效的措施進(jìn)行處理，使其可以全面控制管理發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)的安全性和可靠性。

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