論廠用電切換方法的研究及應(yīng)用

竇道娟

(江蘇省新沂中等專業(yè)學(xué)校，江蘇 新沂 221400)

1 廠用電切換

廠用電是發(fā)電廠或者變電所在生產(chǎn)過程中，自身所使用的電能，它是電廠正常運(yùn)行的保障。廠用電系統(tǒng)指由機(jī)組高、低壓廠變和停機(jī)/檢修變及其供電網(wǎng)絡(luò)和廠用負(fù)荷組成的系統(tǒng)，也是電廠自用的供電系統(tǒng)。廠用電切換是在對電源以及設(shè)備的啟動(dòng)、停機(jī)、消缺或者電源故障等情況下必須進(jìn)行的，它是一個(gè)非常復(fù)雜的機(jī)電動(dòng)態(tài)過程，主要在發(fā)生事故的切換中，電流、電壓、頻率等都會(huì)發(fā)生快速的變化，一旦切換出現(xiàn)問題就會(huì)造成切換的失敗和設(shè)備的損壞。

2 廠用電切換的現(xiàn)狀分析

2.1 當(dāng)前我國廠用電切換方法

隨著技術(shù)的更新，我國的切換主要有：(1)開關(guān)設(shè)備，切換是對設(shè)備以及電源的操作控制，那么就會(huì)有開關(guān)設(shè)備，當(dāng)前的開關(guān)設(shè)備主要有少油開關(guān)和真空開關(guān)。首先少油開關(guān)，它的分閘的時(shí)間大概是0.1s，合閘的時(shí)間差不多是0.2s，離散性比較大，這種開關(guān)現(xiàn)在基本上已經(jīng)淘汰，是早期電廠經(jīng)常使用的。另外真空開關(guān)，它的分閘合閘的時(shí)間在40～60ms、50～80ms，這也是現(xiàn)代最常用的開關(guān)。(2)廠用電切換方式，現(xiàn)在自動(dòng)化系統(tǒng)的研究，主要使用的自動(dòng)切換方式，一是電廠的工作電源開關(guān)跳開后，經(jīng)過檢定立即合備用開關(guān)的快速切換方式；二是殘壓檢定或者延時(shí)的慢速切換方式。(3)切換的裝置，在最開始的發(fā)電廠，是沒有專門的廠用電切換裝置，廠用電的切換都是通過繼電器來實(shí)現(xiàn)順序邏輯、殘壓檢定、延時(shí)，后來隨著大型機(jī)組的適應(yīng)，就研發(fā)采用了集成型專用切換裝置，它把手動(dòng)切換、自動(dòng)切換以及低壓減載于一體，功能比較齊全。

2.2 廠用電切換的問題分析

通過切換的原理可以發(fā)現(xiàn)，廠用電切換與廠用電系統(tǒng)所受到的沖擊有關(guān)，與斷電時(shí)間、電動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)穩(wěn)定性有一定的關(guān)系，那么當(dāng)前所存在的主要問題有：(1)殘壓延遲慢速切換的時(shí)間比較長，每一次進(jìn)行開合閘都需要1～2s，對機(jī)爐的運(yùn)行會(huì)造成一定的影響，采用慢速切換的方法，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)停爐的情況，造成機(jī)組停止運(yùn)行，帶來損失。(2)快速切換方法沒有同期閉鎖，通過上述的分析，在備用電源合上的時(shí)候，其之間的相位差比較大，合閘的沖擊電流也就會(huì)增大，導(dǎo)致切換失敗。內(nèi)蒙古的某電廠有過相應(yīng)的切換失敗分析，因?yàn)榍袚Q時(shí)間的不當(dāng)，讓其相位差達(dá)到了180度，而沖擊電流達(dá)到了3.75,最終導(dǎo)致切換失敗。(3)因?yàn)椴顗骸㈩l率差、相位差等原因，導(dǎo)致切換的失敗，主要是對應(yīng)的繼電器、電子型以及集成型的相關(guān)問題。一是以在工作電源斷開之前，母線電壓與備用電源電壓之間的電壓差、相位差等的比較結(jié)果作為依據(jù)，但是實(shí)際上，卻應(yīng)該是在工作電源斷開之后的比較結(jié)果作為依據(jù)，才能避免不對稱的故障造成的判斷錯(cuò)誤。二是動(dòng)態(tài)特性比較差，計(jì)算相位差以及頻率差的方式只能適合在穩(wěn)態(tài)的情況下，如果在動(dòng)態(tài)的情況下，其就會(huì)達(dá)不到對應(yīng)的計(jì)算要求，存在較大的誤差。(4)因?yàn)槌跏枷嘟堑膯栴}，導(dǎo)致切換失敗。

3 廠用電切換方法的創(chuàng)新研究

現(xiàn)代的電廠，真空開關(guān)已經(jīng)取代了少油開關(guān)，這對廠用電切換有著很大的積極作用，對于上述問題，如何提高切換的成功率，實(shí)現(xiàn)新型切換方法的應(yīng)用，確保切換方法的可靠性，提出了同期捕捉切換，為了保證安全，電動(dòng)機(jī)的承受電壓不能超過1.1倍額定電壓，如果在相位差為0度的時(shí)候合上備用電源，其電壓差最小，沖擊電流也就最小，不僅能確保相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行安全，還能保證切換的成果。就以此展開研究，對其中試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，在300MW機(jī)組以相位差為0度合上的目標(biāo)展開，最終確定工作電源斷開廠用母線電壓與備用電壓相同，斷開0.45～0.65s之后，殘壓與備用電壓相同，證明同期捕捉切換方法的實(shí)現(xiàn)，斷電的時(shí)間0.45～0.65s。同期捕捉切換方法的應(yīng)用，更加安全可靠，能夠解決初始角、時(shí)間、故障等問題，避免造成切換失敗。

4 結(jié)束語

本章通過對廠用電切換動(dòng)態(tài)的闡述，對一些廠用電切換的相關(guān)的開關(guān)設(shè)備、切換方法以及切換裝置進(jìn)行了詳細(xì)的分析，根據(jù)現(xiàn)代的電廠，發(fā)現(xiàn)主要影響廠用電切換的開關(guān)的設(shè)備、切換的條件和方式、切換的裝置、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行的方式和故障的情況，提出了新型的切換方式同期捕捉切換方法，其安全可靠，又在很大程度上降低了相位差、頻率差幅值的誤差，提高了精準(zhǔn)度。