廠用快切裝置工作原理及常見故障分析

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力這一經(jīng)濟(jì)發(fā)展和民眾生產(chǎn)生活的基礎(chǔ)性能源的需求量逐年上升。這一巨大的需求量為電廠帶來機(jī)遇的同時(shí)也對電廠帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。廠用快速切換裝置是一種能夠提高輸電量的同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)對于供電線路進(jìn)行有效保護(hù)的一種重要的裝置。文章在對東大金智廠家生產(chǎn)的MFC2000-2型微型廠用快速切換裝置進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上對廠用快速切換裝置的工作原理及廠用快速切換裝置較為常見的故障以及廠用快速切換裝置的技術(shù)改進(jìn)等方面的內(nèi)容進(jìn)行分析介紹，確保電廠供電的安全、可靠的進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：廠用快速切換裝置；電廠；應(yīng)用

前言

電廠是電力供應(yīng)的重要設(shè)施。為保障電力的正常供應(yīng)，一般在電廠中都設(shè)置有兩套獨(dú)立的供電電源。這兩套獨(dú)立的供電電源分別是母線工作電源和備用電源。在發(fā)電廠運(yùn)行的過程中發(fā)電廠的整體電源運(yùn)行水平會(huì)對發(fā)電廠的安全穩(wěn)定的運(yùn)行產(chǎn)生直接的影響，因此，需要使用廠用快速切換，裝置對發(fā)電廠中的電源進(jìn)行必要且及時(shí)的切換從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)發(fā)電廠對電量的輸送需求來對發(fā)電廠供電電路的穩(wěn)定。

1 廠用快速切換裝置的工作原理

文章以東大金智所生產(chǎn)的MFC2000-2型微機(jī)廠用快速切換裝置為例來對廠用快速切換裝置的工作原理進(jìn)行分析介紹。在發(fā)電廠使用廠用快速切換裝置進(jìn)行電源的切換時(shí)，由于采用微機(jī)控制切換，從而在切換過程中不會(huì)產(chǎn)生運(yùn)行中斷影響設(shè)備的正常運(yùn)行。在廠用快速切換裝置切換的過程中使用工作開關(guān)輔助接觸點(diǎn)直接啟動(dòng)備用電源的工作形式，通過對母線電源和備用電源之間的壓差、頻差、相差等進(jìn)行捕捉分析，從而實(shí)現(xiàn)在母線電源和備用電源之間進(jìn)行快速切換時(shí)可以在同一時(shí)段進(jìn)行電源的切換。此外，電廠母線電源與備用電源之間的相角差較大最大時(shí)兩者之間的相角差最大可以達(dá)到180°，當(dāng)在此時(shí)進(jìn)行切換時(shí)將會(huì)對發(fā)電廠的電動(dòng)機(jī)帶來較大的合閘沖擊，因此在廠用快速切換裝置中還具有固定延時(shí)的切換方式以保障電廠的順利切換。

2 廠用快速切換裝置的切換方式

廠用快速切換裝置根據(jù)其開關(guān)順序可以將廠用快速切換裝置的切換順序分為：并聯(lián)切換、串聯(lián)切換和同時(shí)切換兩大類。在使用廠用快速切換裝置的并聯(lián)切換時(shí)需要在廠用快速切換裝置的應(yīng)用之前進(jìn)行，首先需要關(guān)閉電廠的備用電源，電廠的母線工作電源和備用電源會(huì)出現(xiàn)短時(shí)間的并聯(lián)，而后，將電廠母線工作電源跳開，這種并聯(lián)切換方式多應(yīng)用于電廠母線電源和備用電源之間的正常切換。在電廠起停機(jī)的過程中使用廠用快速切換裝置可以合理的對切換裝置的開關(guān)順序進(jìn)行控制。當(dāng)進(jìn)行串聯(lián)切換時(shí)需要在廠用快速切換裝置應(yīng)用之前將母線工作電源跳開，當(dāng)檢測并確認(rèn)跳開后再行關(guān)閉備用電源的開關(guān)，對于電廠母線斷電的時(shí)間需要與開關(guān)合閘的時(shí)間相同，串聯(lián)切換的方式多應(yīng)用于電廠事故的處理線路切換中，當(dāng)采用串、并聯(lián)同時(shí)切換的切換方式時(shí)，合備用電源的控制需要在跳開工作的指令發(fā)出之后，工作開關(guān)跳開指令發(fā)出之前需要確保母線斷電時(shí)間至少超過一定的時(shí)間且這一時(shí)間要低于備用電源開關(guān)合閘的時(shí)間。同時(shí)在對廠用快速切換裝置切換的分離上還可以根據(jù)切換方式的不同將其分為正常手動(dòng)切換、事故自動(dòng)切換、不正常自動(dòng)切換以及正常手動(dòng)切換等的方式。當(dāng)廠用快速切換裝置工作時(shí)其按照事先預(yù)置好的手動(dòng)切換模式來進(jìn)行分合閘處理。事故自動(dòng)切換由保護(hù)接點(diǎn)起動(dòng)。在使用廠用快速切換裝置切換時(shí)發(fā)變組、廠變和其他的保護(hù)出口跳工作電源開關(guān)的同時(shí)，起動(dòng)快速電源切換裝置，從而按照預(yù)定的方式予以切換。

3 廠用快速切換裝置工作中常見故障分析

3.1 廠用快速切換裝置開關(guān)位置偏差

在使用廠用快速切換裝置進(jìn)行切換時(shí)，廠用快速切換裝置起動(dòng)切換的前提條件是電廠的母線電源和備用電源兩者中只能有一個(gè)處于閉合狀態(tài)，而另一個(gè)則必須處于打開開合狀態(tài)。同時(shí)廠用快速切換裝置中的PT隔離開關(guān)則必須要處于閉合狀態(tài)，只有在上述條件下廠用快速切換裝置才能進(jìn)行快速切換。但是在廠用快速切換裝置工作的過程中較為常見的是開關(guān)位置出現(xiàn)一定的偏差，當(dāng)出現(xiàn)此類故障時(shí)，廠用快速切換裝置將處于無法啟動(dòng)的狀態(tài)且廠用快速切換裝置會(huì)發(fā)出閉鎖中控信號(hào)，只有等待到復(fù)歸狀態(tài)完成后廠用快速切換裝置才能進(jìn)行工作。當(dāng)出現(xiàn)此類故障時(shí)，廠用快速切換裝置將無法對不同的切換方式予以響應(yīng)，同時(shí)發(fā)出位置異常的閉鎖信號(hào)，在故障發(fā)生時(shí)，廠用快速切換裝置將會(huì)無法進(jìn)行耦合的功能，從而使得電廠無法正常工作。

3.2 電廠備用電源失去監(jiān)測

在廠用快速切換裝置的工作過程中當(dāng)廠用快速切換裝置的工作電源或是備用電源投入使用時(shí)如備用電源出現(xiàn)失電將會(huì)使得廠用快速切換裝置無法進(jìn)行相應(yīng)的切換操作。廠用快速切換裝置中的報(bào)警系統(tǒng)無法根據(jù)信號(hào)模式對廠用快速切換裝置進(jìn)行復(fù)歸處理。而當(dāng)備用電源長期處于失電監(jiān)測狀態(tài)時(shí)，電源系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)故障無法進(jìn)入到故障復(fù)歸狀態(tài)恢復(fù)正常運(yùn)行。廠用快速切換裝置出現(xiàn)備用電源失電監(jiān)測故障主要是由于復(fù)歸狀態(tài)設(shè)置不當(dāng)所造成的。廠用快速切換裝置出現(xiàn)備用電源失電監(jiān)測會(huì)使得廠用快速切換裝置無法快速予以切換，此外廠用快速切換裝置的同捕切換功能也將喪失，此時(shí)廠用快速切換裝置只能進(jìn)行殘壓切換。在使用廠用快速切換裝置正常工作時(shí)快速切換裝置能夠?qū)﹄姀S的母線工作電源和備用電源進(jìn)行合理的切換，但是當(dāng)廠用快速切換裝置出現(xiàn)備用電源失電監(jiān)測故障時(shí)，將會(huì)使得廠用快速切換裝置的切換效率受到極大的影響。

4 廠用快速切換裝置應(yīng)用的注意事項(xiàng)

在廠用快速切換裝置的應(yīng)用過程中需要注意的是：發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)的特性之間的差異，進(jìn)而使得合成母線殘壓特性曲線與分類電動(dòng)機(jī)相角以及殘壓曲線的差異將會(huì)使得廠用快速切換裝置的開關(guān)控制受到較大的影響。因此在廠用快速切換裝置的應(yīng)用過程中需要注意廠用快速切換裝置的切換時(shí)間的控制。廠用快速切換裝置的快速切換時(shí)間的長短主要受到兩個(gè)方面的影響：（1）發(fā)電廠所使用的開關(guān)固有跳合閘的時(shí)間。（2）廠用快速切換裝置本身在切換時(shí)的動(dòng)作的時(shí)間。在使用廠用快速切換裝置進(jìn)行快速切換時(shí)，所使用的跳合閘的時(shí)間自然是越短越好，尤其是當(dāng)備用電源開關(guān)的固有合閘時(shí)間能夠最大限度地縮短。在使用廠用快速切換裝置時(shí)一般快速開關(guān)的合閘時(shí)間控制在100ms的范圍內(nèi)，一些切換速度較快的甚至于可以將切換的時(shí)間控制在50ms左右的范圍內(nèi)，從而為廠用快速切換裝置實(shí)現(xiàn)母線電源和備用電源之間的快速切換提供了必要的條件。當(dāng)廠用快速切換裝置工作時(shí)假定廠用快速切換裝置事故前母線電源與備用電源之間處于同一相，當(dāng)事故發(fā)生時(shí)到工作開關(guān)跳開的瞬間母線電源與備用電源之間仍然同相，在進(jìn)行事故切換時(shí)如采用的是同時(shí)切換方式并且分合閘錯(cuò)開時(shí)間整定的極小則備用電源合上時(shí)兩者之間的相角差也較小，合閘時(shí)所產(chǎn)生的沖擊電流和自啟動(dòng)電流也較小，從而對供電系統(tǒng)所造成的影響也較小。

5 結(jié)束語

廠用快速切換裝置是一種在發(fā)電廠中應(yīng)用較多的一種設(shè)備，其通過對母線電源與別用電源之間的快速切換保障了發(fā)電廠的正常、安全運(yùn)行。文章在分析廠用快速切換裝置工作原理及切換方式的基礎(chǔ)上對廠用快速切換裝置工作中較易出現(xiàn)的故障進(jìn)行了分析，從而能夠在故障發(fā)生時(shí)采用相應(yīng)的措施予以快速處理保障廠用快速切換裝置的正常運(yùn)行。此外，在發(fā)電廠的工作過程中需要對廠用快速切換裝置的電源切換模式進(jìn)行合理的設(shè)置以保障發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)的安全、可靠的運(yùn)行。

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作者簡介：田晨，內(nèi)蒙古包頭人，內(nèi)蒙古科技大學(xué)，碩士，中國華能北方聯(lián)合電力達(dá)拉特發(fā)電廠工作。

張飛，內(nèi)蒙古包頭人，內(nèi)蒙古科技大學(xué)，講師，博士，主要從事新能源發(fā)電技術(shù)，微電網(wǎng)方向的研究。