廠用快速切換裝置在發電廠中的應用與分析

段玉強

摘 要：人們生活水平的提高，加大了電量的使用量，這對于發電廠來說，既是一種挑戰也是一種機遇，快速切換裝置在發電廠中的應用，既可以提高輸電量，又可以對電路進行有效的保護。該文通過對東大金智廠家生產的MFC2000-2型微機廠用電快速切換裝置的介紹，對快速切換裝置的應用模式進行研究，從原理、切換方式以及在切換過程中發生的問題、故障分析、裝置技術改進等方面進行論述，進而確保電力系統安全、穩定、可靠的運行。

關鍵詞：快速切換裝置 發電廠 應用 分析

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

1 前言

對于大部分發電廠而言，其供電系統一般有兩個獨立的供電電源，即母線工作電源和備用電源，發電廠整體電源運行水平會直接影響到發電廠安全穩定發電狀況，基于此，發電廠的電源必須要具備即時切換裝置，可以根據發電廠對電量的輸送需求，維持整個電路的穩定性。東大金智廠家生產的MFC2000-2型微機廠用電快速切換裝置的應用，實現了同一段母線工作電源和備用電源之間的切換，保證了供電的連續性。

2 快速切換裝置的原理

東大金智廠家生產的MFC2000-2型微機廠用電快速切換裝置適用于發電廠廠用電切換中，在電源切換時，MFC2000-2型微機廠用電快速切換裝置不會產生運行中斷或者對設備造成損壞。MFC2000-2型微機廠用電快速切換裝置采用工作開關輔助接點直接起動備用電源投入的形式運行，采樣計算工作電源和備用電源的壓差、頻差、相差，借鑒發電機準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段進行電源切換，母線反饋電壓與備用電源電壓間相角差比較大，可以達到180°，這時將會對電動機造成很大的合閘沖擊，需要加固定延時的切換方式，也因切換時系統運行方式對故障類型進行判斷。

3 快速切換裝置的切換方式

3.1 按開關動作順序對切換方式進行分類

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

3.2 按起動原因對切換方式進行分類

按照起動原因對MFC2000-2型微機廠用電快速切換裝置切換方式進行分類，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定的手動切換模式進行分合閘處理。事故自動切換由保護接點起動，發變組、廠變和其他保護出口跳工作電源開關的同時，起動快速電源切換裝置，并可以按照設定的方式進行切換，不正常情況的自動切換主要體現在母線失壓和工作電源開關失誤跳閘中。如果出現母線失壓情況，母線電壓會低于額定電壓，出現延時，這時裝置會自動啟動，并按照設定的方式進行切換，如果工作電源開關誤跳，工作開關輔助接點起動裝置，在切換條件滿足時，合上備用電源。

3.3 按切換速度分類

快速切換

短延時切換

同期捕捉切換

殘壓切換

4 快速切換裝置切換過程中經常出現的問題

4.1 開關位置異常

MFC2000-2型微機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處于關閉有一個處于打開狀態，同時PT隔離開關必須合上，這樣才能起動MFC2000-2型微機廠用電快速切換裝置。但是在快速切換的過程中，總是容易出現開關位置異常的現象，在正常監測時，發現MFC2000-2型微機廠用電快速切換裝置根本無法起動，裝置會發出閉鎖中控信號，并進入等待復歸狀態。這時，MFC2000-2型微機廠用電快速切換裝置無法根據不同的切換方式分別處理并給出位置異常的閉鎖信號，跳開的開關未能跳開，開關位置出現異常，MFC2000-2型微機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 備用電源失電監測

當MFC2000-2型微機廠用電快速切換裝置的工作電源或者備用電源投入時，備用電源出現失電，裝置將無法進行切換操作，報警系統無法根據信號模式對裝置進行處理。備用電源如果長期處于失電監測狀態，電源系統將無法正常進入到等待復歸狀態以及運行，備用電源出現失電監測主要由復歸狀態設置不合理引起。后備電源失電監測會使MFC2000-2型微機廠用電快速切換裝置喪失快速、同捕切換功能，只可以進行殘壓切換，根據MFC2000-2型微機廠用電快速切換裝置實際運行的效果來看，可以對母線工作電源和備用電源進行合理的切換，但是出現的失電監測情況也大大影響了切換的效率。

5 廠用電切換注意事項

根據開關位置異常帶來的由于廠用母線上電動機的特性有較大差異，合成的母線殘壓特性曲線與分類的電動機相角、殘壓曲線的差異也較大，因此安全區域的劃定嚴格來說需根據各類電動機參數、特性、所帶負荷等因素通過計算確定。實際運行中，可根據典型機組的試驗確定母線殘壓特性。試驗表明，母線電壓和頻率衰減的時間、速度和達到最初反相的時間，主要取決于試驗前該段母線的負載。負載越多，電壓、頻率、下降得越慢，達到首次反相和再次同相的時間越長。而相同負載容量下，負荷電流越大，則電壓、頻率下降得越快，達到最初反相和同相的時間越短。

注意快速切換時間：快速切換時間涉及到兩個方面，一是開關固有跳合閘時間，二是快切裝置本身的動作時間。就開關固有跳合閘時間而言，當然是越短越好，特別是備用電源開關的固有合閘時間越短越好。快速開關的合閘時間一般小于100 ms，有的甚至只有40～50 ms左右，這為實現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，并假定從事故發生到工作開關跳開瞬間，兩電源仍同相，則若采用同時方式切換，且分合閘錯開時間（斷電時間）整定得很小（如10 ms），則備用電源合上時相角差也很小，沖擊電流和自起動電流均很小。

6 結語

在上文研究的內容中，筆者對MFC2000-2型微機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生的問題及注意事項等方面進行了研究，進而明確了發電廠用電系統安全可靠性的重要性。所以發電廠要合理設置電源切換的模式，技術人員要能準確發現快速切換裝置的故障，采取有效的措施進行處理，使其可以全面控制管理發電廠廠用電系統的安全性和可靠性。

參考文獻

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