廠用快切裝置工作原理及常見故障分析

摘 要：隨著經濟的快速發(fā)展，電力這一經濟發(fā)展和民眾生產生活的基礎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遇的同時也對電廠帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)。廠用快速切換裝置是一種能夠提高輸電量的同時也可以實現(xiàn)對于供電線路進行有效保護的一種重要的裝置。文章在對東大金智廠家生產的MFC2000-2型微型廠用快速切換裝置進行分析的基礎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改進等方面的內容進行分析介紹，確保電廠供電的安全、可靠的進行。

關鍵詞：廠用快速切換裝置；電廠；應用

前言

電廠是電力供應的重要設施。為保障電力的正常供應，一般在電廠中都設置有兩套獨立的供電電源。這兩套獨立的供電電源分別是母線工作電源和備用電源。在發(fā)電廠運行的過程中發(fā)電廠的整體電源運行水平會對發(fā)電廠的安全穩(wěn)定的運行產生直接的影響，因此，需要使用廠用快速切換，裝置對發(fā)電廠中的電源進行必要且及時的切換從而實現(xiàn)根據發(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的MFC2000-2型微機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行分析介紹。在發(fā)電廠使用廠用快速切換裝置進行電源的切換時，由于采用微機控制切換，從而在切換過程中不會產生運行中斷影響設備的正常運行。在廠用快速切換裝置切換的過程中使用工作開關輔助接觸點直接啟動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、相差等進行捕捉分析，從而實現(xiàn)在母線電源和備用電源之間進行快速切換時可以在同一時段進行電源的切換。此外，電廠母線電源與備用電源之間的相角差較大最大時兩者之間的相角差最大可以達到180°，當在此時進行切換時將會對發(fā)電廠的電動機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其開關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)切換和同時切換兩大類。在使用廠用快速切換裝置的并聯(lián)切換時需要在廠用快速切換裝置的應用之前進行，首先需要關閉電廠的備用電源，電廠的母線工作電源和備用電源會出現(xiàn)短時間的并聯(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順序進行控制。當進行串聯(lián)切換時需要在廠用快速切換裝置應用之前將母線工作電源跳開，當檢測并確認跳開后再行關閉備用電源的開關，對于電廠母線斷電的時間需要與開關合閘的時間相同，串聯(lián)切換的方式多應用于電廠事故的處理線路切換中，當采用串、并聯(lián)同時切換的切換方式時，合備用電源的控制需要在跳開工作的指令發(fā)出之后，工作開關跳開指令發(fā)出之前需要確保母線斷電時間至少超過一定的時間且這一時間要低于備用電源開關合閘的時間。同時在對廠用快速切換裝置切換的分離上還可以根據切換方式的不同將其分為正常手動切換、事故自動切換、不正常自動切換以及正常手動切換等的方式。當廠用快速切換裝置工作時其按照事先預置好的手動切換模式來進行分合閘處理。事故自動切換由保護接點起動。在使用廠用快速切換裝置切換時發(fā)變組、廠變和其他的保護出口跳工作電源開關的同時，起動快速電源切換裝置，從而按照預定的方式予以切換。

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位置偏差

在使用廠用快速切換裝置進行切換時，廠用快速切換裝置起動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處于閉合狀態(tài)，而另一個則必須處于打開開合狀態(tài)。同時廠用快速切換裝置中的PT隔離開關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位置出現(xiàn)一定的偏差，當出現(xiàn)此類故障時，廠用快速切換裝置將處于無法啟動的狀態(tài)且廠用快速切換裝置會發(fā)出閉鎖中控信號，只有等待到復歸狀態(tài)完成后廠用快速切換裝置才能進行工作。當出現(xiàn)此類故障時，廠用快速切換裝置將無法對不同的切換方式予以響應，同時發(fā)出位置異常的閉鎖信號，在故障發(fā)生時，廠用快速切換裝置將會無法進行耦合的功能，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廠用快速切換裝置的工作電源或是備用電源投入使用時如備用電源出現(xiàn)失電將會使得廠用快速切換裝置無法進行相應的切換操作。廠用快速切換裝置中的報警系統(tǒng)無法根據信號模式對廠用快速切換裝置進行復歸處理。而當備用電源長期處于失電監(jiān)測狀態(tài)時，電源系統(tǒng)會出現(xiàn)故障無法進入到故障復歸狀態(tài)恢復正常運行。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歸狀態(tài)設置不當所造成的。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，此時廠用快速切換裝置只能進行殘壓切換。在使用廠用快速切換裝置正常工作時快速切換裝置能夠對電廠的母線工作電源和備用電源進行合理的切換，但是當廠用快速切換裝置出現(xiàn)備用電源失電監(jiān)測故障時，將會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用的注意事項

在廠用快速切換裝置的應用過程中需要注意的是：發(fā)電廠的發(fā)電機的特性之間的差異，進而使得合成母線殘壓特性曲線與分類電動機相角以及殘壓曲線的差異將會使得廠用快速切換裝置的開關控制受到較大的影響。因此在廠用快速切換裝置的應用過程中需要注意廠用快速切換裝置的切換時間的控制。廠用快速切換裝置的快速切換時間的長短主要受到兩個方面的影響：（1）發(fā)電廠所使用的開關固有跳合閘的時間。（2）廠用快速切換裝置本身在切換時的動作的時間。在使用廠用快速切換裝置進行快速切換時，所使用的跳合閘的時間自然是越短越好，尤其是當備用電源開關的固有合閘時間能夠最大限度地縮短。在使用廠用快速切換裝置時一般快速開關的合閘時間控制在100ms的范圍內，一些切換速度較快的甚至于可以將切換的時間控制在50ms左右的范圍內，從而為廠用快速切換裝置實現(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。當廠用快速切換裝置工作時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，當事故發(fā)生時到工作開關跳開的瞬間母線電源與備用電源之間仍然同相，在進行事故切換時如采用的是同時切換方式并且分合閘錯開時間整定的極小則備用電源合上時兩者之間的相角差也較小，合閘時所產生的沖擊電流和自啟動電流也較小，從而對供電系統(tǒng)所造成的影響也較小。

5 結束語

廠用快速切換裝置是一種在發(fā)電廠中應用較多的一種設備，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上對廠用快速切換裝置工作中較易出現(xiàn)的故障進行了分析，從而能夠在故障發(fā)生時采用相應的措施予以快速處理保障廠用快速切換裝置的正常運行。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行合理的設置以保障發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)的安全、可靠的運行。

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

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