厂用电快速切换

厂用电快速切换（共8篇）

厂用电快速切换 篇1

我公司为某电厂进行了电气工程改造, 该工程的范围为8#机组主厂房及公用系统 (不包括煤仓间33米输煤皮带层) 、凝结水精处理室及除尘综合楼等附属车间的电气设备安装及电缆工程。完成的主要工程量为:电缆敷设240公里 (其中高压动力电缆5公里、低压动力电缆51公里、控制电缆184公里) , 电缆桥架安装210吨, 动力、控制盘柜安装239面, 干式变安装8台, 主变压器、启备变及高压厂用变压器安装3台, 发电机及引出线安装1台, 封闭母线安装270米, 共箱母线安装470米, 主变压器启备变出线及构架安装2回, 全厂防雷接地线母线安装27584米。由于该电厂的扩建工程新增了不少用电负荷, 有必要通过微机厂用电快速切换装置来保障生产用电安全。

1 微机厂用电快速切换装置概述

微机厂用电快速切换装置能够很好的适用于发电厂的厂用电源的快速切换。该种装置具有如下功能:1) 在发电厂正常的工作情况下, 能够在工作电源与备用电源之间实现双向切换;2) 在发电厂发生事故或工作不正常的情况下, 通过该装置能够实现由工作电源向备用电源单向切换。一般的, 采用该装置可以有效地保障发电厂用电切换的成功率, 同时还能有效的避免同期切换带来的过大电流冲击电厂设备。除此之外, 该设备还能简化操作, 减少失误。

2 微机厂用电快速切换装置功能实现的原理

2.1 快速切换的实现

如图2-1所示, 在发电厂新改造的8#机组厂的用电系统中, 当工作正常时, 工作电源经由高压厂变供电, 而当高压厂变出现故障或者事故不能正常工作, 从而导致工作电源侧发生故障时, 工作电源侧开关快速跳开, 而备用电源侧开关则快速闭合。

当工作电源侧电源跳开时, 发电厂厂用电母线失电。这个时候, 因为发电厂的电动机是其主要负荷来源, 而发电厂的电机又大多数是异步电动机, 由于母线失电会出现惰走现象。此时, 母线电压即发电厂电动机群组的合成反馈电压 (残压) , 该反馈电压的频率和幅值将逐渐衰减。一般的, 在正常的运行过程中, 工作电源和备用电源基本上是同相的, 当故障发生时, 母线失电后反馈电压频率和幅值衰减, 在相量误差允许的范围之内, 快速的合上备用电源, 能够在保证电动机安全的前提下又兼顾了电动机的转速, 从而实现快速切换。

2.2 同期捕捉切换的原理

所谓的同期捕捉切换, 是指通过实时跟踪反馈电压的角差与频差的变化, 尽可能的在备用电源的电压与反馈电压向量第一次相位重合时快速合闸。

同期捕捉切换的实现一般可以通过计算设定提前量来实现:首先, 通过平时对发电厂的工作数据采样, 确定同期捕捉阶段相角变化的速度和两侧开关合闸回路的总时间。然后, 根据上述数据和装置的性能计算出合闸的提前角。最后, 通过微机厂用电快速切换装置的实时跟踪, 确定频差和相差, 依据之前得出的提前量, 在相差达到整定值并且频差在整定范围内时, 快速切换装置发出合闸命令, 从而实现同期捕捉切换。

3 微机厂用电快速切换装置的应用控制要点

3.1 关于同相和反向时间

关于首次反向然后在首次达到同相的时间是由母线的负载来决定的。一般的, 负载越多, 母线的电压和频率下降就越慢, 因此达到首次反相和同相的时间久越长;如果母线的负载越小, 则电压和频率的下降速度就越快, 首次达到反相和同相的时间就越短。此外, 如果在同等的负载容量下, 反相和同相时间受负载电流的影响。一般的, 负载的电流越大, 母线的电压和周波下降的速度也就越快, 首次达到反相和同相的时间也就越短;负载电流越小, 则手册达到反相和同相的时间也就越长。

3.2 快速切换的影响因素

要实现快速切换除了要考虑快速切换装置的性能之外, 还要考虑到开关的合闸时间。就目前而言, 市面上的快速开关合闸时间一般小于100毫秒, 性能较好的新产品甚至能达到40到50毫秒, 要实现快速切换, 需要高性能的微机与高性能的快速开关相配合。

快速切换是否能成功还与系统接线方式有关。我们可以假定在发电厂高压变事故或者故障发生之前, 厂用工作电源与备用电源是同相的, 同时从事故或者故障发生直到工作开关跳开的瞬间, 工作电源与备用电源电压仍然是相同的, 则若采用同时方式切换, 如果分合闸的错开时间较短, 备用电源开关合上时相差角度不大, 冲击电流相对较小, 对设备的危害很小;如果采用串联方式切换, 断电时间一般大于等于合闸时间, 此时备用电源合闸的冲击电流要略大于同时方式切换的电流, 对设备的危害也要稍大。

3.3 快速切换失败的后备方案

如果微机厂用电快速切换装置的快速切换没有成功, 此时应该有合适的后备方案以防出现生产用电中断的故障。从理论和实践两个角度来看, 同期捕捉切换方案都是较为合适的。从有关试验的结果来看, 反相后第一个同期点的时间大概约为0.4到0.6秒, 而残压衰减到允许值范围之内一般需要1到2苗的时间, 长延时需要的时间则更长。由此可见, 同期捕捉切换较之残压切换和长延时切换都有明显的优势。

较之以往的直接采用开关合闸引入备用电源的方式, 微机厂用电快速切换装置能够最大程度的减少合闸冲击, 能够较好的保护厂用电动机设备。同时, 使用这种装置还能够最大限度的缩短断电的时间, 保障生产供电。总之, 该设备在发电厂的运用能够有效地提高厂用电切换的成功率, 同时还能最大限度的确保电力设备的安全。

参考文献

[1]陈松林, 吴银福.利用微机实现的自动判别自投方式的备用电源自投方案.电力自动化设备, 1997.

[2]许正亚.电力系统安全自动装置.中国水利水电出版社, 2006.

厂用电快速切换 篇2

【关键词】水电站；PLC；厂用电自动切换控制系统；设计；应用

将PLC加入到厂用电自动切换控制系统中，既提高了运行的可靠性，其自动化水平也有效的提高，最重要的是其使用性效果非常好，除此之外，该系统结构非常简单，容易操作，这也是其可靠性提高的重要原因，再加之，该系统维护能力比较强，即使出现了差错，也能够通过程序的改变，对其进行维护，而不需要改变硬件系统，因此这种系统的设计具有非常大的推广价值。

1.水电站PLC厂用电自动切换控制系统的设计

我国某些水电设备已经呈现出老化的态势，因此需要对其进行系统的设计与改造，否则会影响系水电站的安全运行，在系统设计中，PLC是设计应用的重点，将其应用在自动化切换系统中，能够大大提高水电站的安全运行效果，而且因为PLC的特性，其维护能力也比较强，本文主要以莲花站水电站为例来具体的介绍一些对该系统的设计。

1.1水电站概况

莲花发电厂10.5kv厂用电系统自动切换为主线，莲花发电厂10.5kv厂用电分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段，其中Ⅰ、Ⅱ段分别通过电缆接至高压厂用变压器低压侧，且Ⅰ、Ⅱ段互为备用，Ⅲ段接至地方电网莲花变电所，Ⅲ段作为Ⅰ、Ⅱ段的后备电源厂用电系统自动切换。

1.2设计要点

针对莲花水电站的具体情况应该要对其PLC厂用电自动切换控制系统进行设计，其设计要点如下：

1.2.1系统软硬件的设计

首先要选择合适的PLC型号，一般情况下选择FXON-40MR-D型号即可，因为这个型号的可编程控制器属于小型结构，而且其输入利用的是光电隔离技术；输出利用是继电器，这种输入与输出方式，有很大的优势，其中最重要的优势就是抗干扰能力与其他方式相比很强，另外，这种型号PLC具有LED指示的功能，这种功能的运用，能够快速的查找与设备故障；其次，选择好型号之后，就要从硬件设施开始设计，绘制硬件接线图以及相关的逻辑框图，之后开始编程，在绘制相关图形时，一般设计人员会使用原水电站逻辑框图，之后再对其进行简单处理，这种方式最大的弊端就是设计人员需要对原水电站使用的自动切换装置非常熟悉与了解，对其动作逻辑掌握清楚，否则非常容易出现寄生回路，影响设计效果。而采用PLC编程的方式，出现寄生回路的情况就比较小，只要根据已经设计好的切换方式进行切换即可；最后，设计结束之后，要进行实际的检验，根据莲花站水电站的具体情况，利用PC机将设计人员设计的程序输入到PLC中，之后将利用相关设备进行调试，如果调试结果符合水电站现场的实际要求，就设计符合要求，可以对其进行安装。

在安装的过程中，安装人员要十分了解厂用电的运行模式，而且编制程序要与实际相符，主要注意的是，要对通电联进行验证，并对验证结果进行分析，如果符合要求之后，还要对设计回路进行检查，检查的主要目的就是为了降低调试的工作量，同时也能够降低电气切换出现差错的概率。通过这几方面工作的准备，设计出来的系统在安装结束之后就可以马山投入使用，而且其实用化水平也会非常高。

1.2.2抗干扰措施的设计

选择FXON-40MR-D型号的可编程控制器的主要目的就是其抗干扰能力比较强，但是因为各种因素的综合影响，不可能不会产生干扰，为了降低这种干扰能力，提高PLC的可靠性，需要对其进行优化设计。一般情况下，在设计过程中，主要就是PLC供电方式的选择，如果是220V直流电源来供电，就会降低干扰的概率。之后选择电源模块，针对莲花水电站的具体情况，选择的是DC24V供电模块，与此同时将开关电源方式选择好，实践证明这种设计方式，非常有效而且可靠。除了上述设备达到要求之外，控制电缆也要符合要求，一般情况下，使用的电缆是屏蔽电缆，并且保证电缆屏蔽层能够可靠接地。

1.2.3输出继电器选型

PLC输出模块内的小型继电器的接点容量较小。其输出性能指标是：负载交流电压240V时为80VA；负载直流电压30V时为100W。因此，不能直接用于发电厂的DC220V控制回路中，必须用PLC驱动外部继电器，用外部继电器的接点驱动DC220V的负载。在调试时发现PLC输出直接带DC220V的ST2-2A2B继电器不行，故改用DC24V的ST2-2A2B型中间继电器。

2.水电站PLC厂用电自动切换控制系统的应用

2.1厂变微机保护在电流互感器大变比下的测量精度问题

由于厂变10kV侧电流互感器变比为5000A/5A，太大，厂变过流保护二次电流整定仅为0.14 A，因此要求RCS-9621AⅡ保护装置满足此测量精度要求。若选RCS-9621AⅡ保护装置的额定电流为5A，其整定值范围为0.5A～100A，不能满足现场要求。在现场不更换电流互感器、不加装电流互感器的情况下，为避免存在保护死区及提高保护的灵敏度等问题，采用了额定电流1A的装置，其整定值范围为0.1A～20A，只要满足故障时装置二次电流不大于20A即可安全运行，在现场采用新型高压限流熔断器负荷开关时可以满足此条件。同时，将厂变低压侧中性线的电流互感器变比适当增大，由300A/5A更换为600A/5A。由于RCS-9621AⅡ微机保护装置的抗干扰性能很好，当保护的动作电流整定在很小的电流值情况下，仍能安全可靠地运行。

2.2厂变微机保护与高压限流负荷开关的整定值和操作回路配合问题

莲花水电站1号、2号厂变10.5kV开关的型号为SN4-10G，长期运行导致其运行可靠性降低，同时其遮断容量不满足现场要求。为此，将厂变高压开关更换为凯立FURN-01型高压限流熔断器负荷开关，其熔断器与氧化锌元件配合的电气特性能有效地限制一次短路电流值。电动机操作机构系ABB公司产品，合闸时间需4s。因此，RCS-9621AⅡ控制回路与FURN-01开关操作回路要进行配合，当开关操作把手KK合闸后，经4s负荷开关触头闭合，由FURN-01的辅助接点重动RCS-9621AⅡ中的KKJ，TWJ和HWJ；当开关操作把手KK分闸后，KK接点直接启动KKJ，以确保KKJ和TWJ及保护动作后才能发出保护动作事故信号。将RCS-9621AⅡ出口板TWJ-HBJ的407（1D30）到406（1D29）连线断开，并把出口跳闸接点与其他控制回路分开，以防止两个操作回路之间发生短路。RCS-9621AⅡ的其他控制回路不用，仅用开关本身的电机操作控制回路。

3.结语

综上所述，可知针对水电站的具体情况，对其进行PLC厂用电自动切换控制系统的设计实用价值非常高，其应用效果也非常好，尽管本文是以莲花水电站为例，但是其他水电站完全可以从中总结经验，根据自身水电站自动切换控制系统的要求来选择设计出更加科学合理的系统。 [科]

【参考文献】

[1]许德荣，邓东.飞来峡水利枢纽10kV厂用电PLC备自投试验[J].水电站机电技术，2003（01）.

[2]陈学杰，张军，申日海.MFC—2000—2型厂用电快切装置改造应用与分析[J].太原科技，2006（08）.

厂用电快速切换 篇3

随着电厂单台装机容量的不断增大，厂用电的可靠供给对整个电厂的安全运行起着至关重要的作用。HST-100厂用电快速切换装置于2008年在吉林松原热电厂成功投入运行，自投运用以来运行良好。并多次正确动作，保证了吉林松原热电厂的安全无事故运行，减少了企业经济损失并产生了较好的经济效益和社会效益。

2 吉林松原热电厂工程概况

本期工程新上的6kV厂用VII段、6kV厂用VIII段正常工作时，从66kV母线通过#4高厂变降压处理后分别由#4高厂变低压侧A分支和B分支供电，在电力系统因出现故障#4高厂变低压侧A分支断路器或B分支断路器跳开时，厂用电快速切换装置动作以毫秒级的延时，合上相应老厂6kV厂用备用段备用电源的断路器。从而保证发电机、锅炉、厂用电动机的用电安全。使发电机、电动机在没有感应到故障的情况下就又回复了稳定状态。根据工程实际情况和装置性能在工程设计中，采用了两台HST-100厂用电快速切换装置实现厂用电快速切换功能。

3 HST-100装置的现场调试

3.1 通电检查

通电后装置面板上的运行灯及液晶显示正常;测量装置24V电压输出正常;观察液晶显示装置型号、软件版本号相符。

装置参数整定中保护CT额定二次值额定电流5A与装置额定电流相同。

3.2 电气性能测试

3.2.1 接线检查

将调试插件(L)置为调试状态，检查外部辅助接点开入是否接入。

3.2.2 开入量检查

将主板插件端子D-20接电源插件端子M-6 (24V-)，将电源插件端子M-2 (24V)分别与端子主板插件D-4～D-15短接测试外部开入量。

装置液晶上正确显示各开入状态及开入代表的含义。液晶上显示的左边第一位为D1，最后一位为D12。

3.2.3 触点输出校验

装置在运行状态且无闭锁状态下进行开出传动。通过装置的开出传动菜单进行，每一路单独输出驱动。

3.3 交流输入检查

1)分别在端子排的每个电流输入端加入电流，在每对电压端子上加入电压。观察装置液晶显示器上显示的相对应的有效值，误差小于3%;2)在端子排电压相应端子上加入母线电压Ua:57.74V, 0°，工作电源电压U1a:57.74V, 30°，备用电源电压U2a:57.74V, 60°，观察装置液晶显示器上显示的工作母线电压相角差∠U1UA和备用母线电压相角差∠U2UA，误差小于1.5°;3)在相应端子加入50.00Hz电压，观察装置液晶显示器上显示的母线电压频率、工作电源电压频率、备用电源电压频率，误差小于0.01Hz。

3.4 通讯接口检查

确认装置的通讯接口配置为CAN和IEC60870-5-103通讯协议。然后，通过通讯接口将装置与调试电脑相连，检查装置通讯接口正常。

3.5 切换性能测试

首先检查以下各项：

1)按定值单输入各组定值及控制字;2)电流电压动作值平均误差的绝对值不大于3%整定值;3)定时限延时平均误差的绝对值不大于2%整定值与40ms之和;4)事故快速同时切换：<15ms+用户设定延时+备用开关合闸时间;5)事故快速串联切换：<15ms+工作开关跳闸时间+开入确认时间+备用开关合闸时间;6)装置固有时间延时不大于40ms;7)角差误差不大于1.5°;8)频差误差不大于0.05Hz。

3.5.1 并联切换功能测试

分别选择就地和远方切换，进行双向切换测试。根据不同的控制字组合方式，选择自动、半自动、同时方式，频差为0，改变角差进行测试，测试动作时间时加0.8倍角差。

3.5.2 快切方式切换功能测试

在相应端子输入三相母线电压Ua、Ub、Uc和工作电源电压U1a加入同相电压UA值100V，备用电源电压U2a加入另一相电压UB值100V。

快切方式控制字投入，选择不同的启动方式，频差为0，改变角差进行测试，测试动作时间时加0.8倍角差。

3.5.3 同期捕捉切换方式测试

在相应端子输入三相母线电压Ua、Ub、Uc和工作电源电压U1a加入同相电压UA值100V, 50Hz，备用电源电压U2a加入另一相电压UB值100V。

同期越前时间方式控制字投入，选择不同的启动方式，根据整定不同的定值，利用博电测试仪的同期测试输出项，改变频率滑差输入值进行测试。装置同期捕捉切换成功时同期表的角度在10度左右。

3.5.4 残压切换方式测试

在相应端子输入三相母线电压Ua、Ub、Uc和工作电源电压U1a加入同相电压UA值100V, 50Hz，备用电源电压U2a加入另一相电压UB值100V。

残压切换方式控制字投入，选择不同的启动方式，根据整定的残压切换电压定值，改变三相母线电压值使其低于残压启动定值进行测试。

3.6 闭锁功能测试

3.6.1 保护闭锁功能测试

将24V高电平接入保护闭锁开入端后延时50ms消失，装置给出“装置闭锁”信号(H-17, H-18)，任何切换启动被闭锁并进入等待复归状态。

3.6.2 PT断线闭锁功能测试

PT断线闭锁控制字投入，装置给出“PT断线”信号(H-5, H-6)和“装置闭锁”信号(H-17, H-18)，任何切换启动被闭锁并进入等待复归状态。

3.6.3 目标电源失电监测测试

“失电闭锁”控制字投入，备用电源失电或备用电源投入工作电源失电，都将无法进行切换操作，装置给出“失电闭锁”信号(H-7, H-8)和“装置闭锁”信号(H-17, H-18)，并进入等待复归状态。

以上各项功能逐项测试通过后投入运行，运行以来情况良好。

4 结论

HST-100厂用电快速切换装置在吉林松原热电厂的成功应用。体现了科学、有效地利用自动化装置对保证电力系统的安全运行的重要性。HST-100厂用电快速切换装置必将更多的服务于电力系统。

摘要：HST-100厂用电快速切换装置, 适用于发电厂或一些用电负荷较大的厂矿企业厂用电源的快速切换以保证重要负荷的用电安全, 从而提高经济效益。采用该装置能够提高厂用电切换的成功率和切换速度, 避免非同期切换对厂用设备的冲击损坏, 简化切换操作并减少误操作, 提高机组的安全运行和自动控制水平。本文阐述HST-100厂用电快速切换装置在吉林松原热电厂的具体应用。

关键词：电力工程,热电厂,厂用电快速切换

参考文献

[1]山西建筑.关于发电厂厂用电源快切需注意的问题, 2010 (34) .

厂用电大功角切换问题探讨 篇4

发电机组的备用电源与工作电源可以是同一系统,也可以是不同系统。一般在同一系统时,两者间功角为0°或者很小,厂用电正常切换可以采用并联方式,即“先合后跳”,两个电源之间可以短时间并联运行,切换期间厂用母线不失电;如果备用电源与工作电源在不同系统,两者间功角一般不为0°,当这个角度比较大的时候,厂用电正常切换就无法采用并联方式,而要采用串联方式,即“先跳后合”,备用电源跳开以后再合上工作电源,这样一来,厂用母线必然有短时的失电。很显然,前种切换方式的安全性高于后者。

然而,在有的特殊情况下,即便是同系统间,备用电源与工作电源也存在较大的功角。例如起备变与机组处于不同的电压等级,且在远端连接,在有些运行方式下,备用电源与工作电源间功角就很大。大功角情况下的并联切换,必然产生环流,环流可能导致保护误动,也会对变压器造成一定损坏。

对于这种情况的切换问题,本文结合上安电厂#5机组整套启动调试实践进行了研究,分析了并联切换时功角与环流的关系、运行方式与功角的关系,分析了串联切换的失电时间,得出了不同运行方式下的合理的切换方式。

1 上安电厂系统简介

上安电厂共三期工程,一期(2×350 MW)#1、#2机组送出为220 k V升压站,二期(2×300 MW)#3、#4机组和三期工程(2×620 MW)#5、#6机组送出为500 k V升压站。这两个升压站均经输电线(约40 km)接入河北南网,在保北变电站经联络变互联,所以220 k V升压站和500 k V升压站属于同一个系统。

#5、#6机组高压厂用电压采用6 k V,设1台分裂高压厂用变压器,两台机组设1台同容量的起动/备用变压器。#5、#6机组启动/备用电源为取自本厂220 k V母线,因此,高厂变低压侧与起备变低压侧也是同一个系统。

上安电厂电气一次接线如图1所示。

2 功角分析

由图1可见,虽然高厂变与起备变是同一个系统,但是经过3个电压等级的电压转换,以及一定距离、功率的输电电路传输以后,厂变低压侧电压与备变低压侧电压之间已经不再是0角度了,而是有一个功角θ。这个θ角度的大小与500 kV线路和220 kV线路的传输功率、运行方式、电压水平都有关系,其大小为:

式中:P为L1、L2、L3、L4、L5等值线路传输的有功功率;Xz为整个环路的电抗之和;Ugz为工作分支的电压;Uby为备用分支的电压。

不难看到,功角θ的取值范围为0°~90°,P和Xz越大,θ也越大。功角最大的情况出现在各发电机满负荷运行,而若干线路停运检修的时候,即电厂和电网联系比较弱的时候。

#5号机组厂用电切换采用的是并联手动切换。2008年4月#5号机整套启动期间,正好一回500 kV线路L2检修,只有一条线路L1投运,当机组负荷超过400 MW以后,厂变低压侧电压与备变低压侧电压之间角度差达到16°,超过15°的切换闭锁定值,导致厂用电无法手动切换。当#5机组出力达到满负荷以后,该θ角度最大值接近18°。当检修线路L2投运以后,在其它情况不变的情况下,θ角减小了2°。为了满足并联手动切换闭锁小于15°的要求,必须降负荷。实际试验表明,当#5机负荷降到约300 MW以后,θ角的数值可以减小到12°。#5机组试运期间记录的机组出力与功角对应关系见表1。

3 并联切换时功角、阻抗电压与环流的关系及负荷分配

厂用电正常切换时,为了保证安全性,一般都采取并联切换的方式,即“先合后跳”。这样以来,厂高变和起备变将有短时的并联运行。这两个变压器并联后是否会产生环流,环流大小如何,与什么因素有关?以下就此进行分析。

理想的变压器并联运行要满足下列条件:

(1)并联联接的各变压器必须有相同的接线组别。

(2)各变压器都应有相同的变比,在空载时各变压器的相应各相的副边电压相等且同相,因而在副绕组方所构成的任何闭合回路中都不会有环流产生。

(3)各变压器应有相等的短路电压值,在有负载时,各变压器所分担的负载电流才能按照它们的容量比例分配。

上安电厂#5厂高变和#3起备变的组别相同,由于起备变可以有载调压,因此两者副边电压也可以调整一致,但是两者短路电压不一样。这样以来,虽然厂高变和起备变容量一样,但是在并联期间,6 k V工作开关与备用开关的电流将不会平衡。

由于特殊运行方式下整个环路的电抗较大、无功比较小,并且当整个电厂、尤其是#5机组出力较大的时候,厂用电切换点两侧将会产生大的功角。在这个功角下进行#5厂高变和#3起备变的并联切换,必然在变压器低压侧产生环流。所谓环流,指的是并联运行的变压器流过原边和副边的附加电流,该电流要产生附加损耗。如果环流较大,再加上正常工作电流,有可能使其中某一台变压器的电流超过额定值,使这台变压器绕组因过载而发热,最终使得变压器继电保护动作发信或跳闸。并联变压器环流表达式为:

式中:IC为环流;Ugz为工作分支的电压;Uby为备用分支的电压;ZK1为高厂变短路阻抗;ZK2为起备变短路阻抗。

可以看出,该环流正比于压差,而压差又主要受角差影响,因此在大功角下切换,必然产生很大的环流。

还要指出,大功角下#5厂高变和#3起备变的并联运行,还存在这两个变压器之间的功率交换,还将产生一定的附加电流,这里不再详述。

4 并联切换试验

以上分析可见,影响两个变压器并联环流的因素较多,相互影响复杂,定量分析较难。在#5机组整套启动调试期间,在功角不大于12°的情况下,进行了多次并联切换试验。图2是典型的试验波形,几次试验的功角与冲击电流关系见表2。

由图2可见,切换后前几个周波的冲击电流远大于负荷电流,而且波形发生畸变,偏向坐标轴的一侧。在工作分支和备用分支短时并联过程中,环流也比正常负荷电流大得多。由表2可知,最大的冲击电流幅值达到负荷电流2倍多。

尽管在以上几次试验都很成功,切换期间厂用母线电压平稳无波动,#5机组和#3起备变保护无误动,#5机厂用系统无异常,说明变压器质量较好,过负荷能力强,保护系统也很可靠。但是要看到,变压器并联环流大小有随机性,有时其瞬时值相当大。虽然短时间内的该环流是允许的,但必然会对变压器造成一定的隐性损害,长期积累也不容小视。

如果环流过大,将会对变压器造成损坏,甚至导致保护误动。1998年5月20日和23日,上安电厂3#机正常运行带负荷200 MW以上,厂工作段由启动变带,当时同期条件满足,手动快速切换3A2段成功,当手动快速切换3A1段时,切换成功后单元变差动保护动作。事后从变压器保护录波图上看切换成功后瞬间冲击电流很大,3A1段B相电流有崎变,出现非周期分量,导致保护误动作。

5 串联切换试验

鉴于并联切换方式导致变压器产生环流的问题,有必要考虑采取不会产生环流的串联切换方式。

串联切换也是厂用电正常切换方式的一种,即切换装置自动跳开工作电源,经小延时同时合上备用电源。由于是“先跳后合”,厂用电母线会有短时间的失压。这个时间越短,对厂用电影响越小,但是由于开关跳合闸时间的离散性,如果时间太短可能会导致变压器并联;这个时间如果过长,则在失电期间厂用母线电压下降,一些厂用负荷可能会跳掉。因此,串联切换的关键问题是在保证变压器不会并联的前提下,尽量减小母线失电时间。

目前6 k V真空开关的跳闸时间在40 ms,合闸时间在50 ms,跳闸时间略小于合闸时间。为了防止开关跳合闸时间的离散性带来的误差,保证串联安全切换,在快切装置中设置串联切换延时为0.03 s。这样,理论上母线失电时间为40 ms左右。在#5机组带负荷情况下,进行了厂用电的手动串联切换,切换波形见图3,切换事件顺序记录见表3。

由图3及表3可见,工作开关跳闸到备用开关合闸时间为仅39 ms,时间极短。在此时间内,虽然母线上没有电源供电,但是由于电动机的反馈电势存在,实际上母线电压几乎没有下降,切换期间厂用母线电压基本平稳,#5机厂用负荷正常运行,#5机组和#3起备变保护无误动。试验结果说明串联切换方式可以满足正常切换的要求,串联切换延时的设置也是合理的。

需要指出的是,在某些非正常情况下,串联切换也存在切换失败的风险。例如当工作电源跳掉以后,备用电源开关故障拒合闸,将导致厂用失电。有的快速切换装置具备在这种情况下将已经跳开的工作开关再次合上的功能,但即使如此,这时候已经错过了快速切换的时机,只能进行同期切换或者残压切换,厂用电一般会受到影响,甚至全失。如果手动抢合工作开关,则母线失电时间更长。这种事件出现的几率非常小,但是在#5机组切换系统调试期间曾经发生过,也是采用串联切换时需要考虑到的一个问题。并联切换方式下,如果备用开关拒合,则切换装置不会跳工作开关,不会导致母线失电,这是并联切换比串联切换的一个优点。

6 厂用电的切换时机

为了减小并联切换期间的电流冲击,希望在小负荷、小功角的情况下及时进行厂用电切换。因此,机组并网后厂用电切换时机就至关重要。

一般来说,现行运行规程和启动方案都规定机组厂用电切换应该在机组并网后负荷25%以上进行。有一种观点认为,这是因为当厂用负荷(一般约为机组额定负荷的5%~8%)由备用电源切换到工作电源的过程,等于将厂用负荷由启备变转移到发电机,这样将会对发电机形成一个扰动,机组负荷越小,扰动越大,不利于启动初期的发电机稳定。当机组负荷比较大的时候,例如超过25%,进行厂用电切换对机组的扰动会比较小。目前的厂用电切换也都是在机组并网后带负荷25%以上进行的。实际情况是不是这样呢?

图4是上安#5机组厂用切换过程中的发电机、主变、高厂变功率曲线。由图中可见,当厂用电由备用电源切换到工作电源的过程中,主变输出功率瞬时减少了厂用负荷的数量,而发电机功率平稳无波动,即厂用电切换后厂用负荷并没有对发电机出力产生冲击作用。实际上,规定负荷大于25%进行厂用电切换的出发点,主要是考虑到负荷小于25%时机组运行不稳定,容易跳机。过早切换厂用电,当机组跳机以后又要切回备用电源,导致厂用电反复切换。

认识到这一点,就明白负荷大于25%进行厂用电切换的规定不是绝对的,只要并网后机组运行平稳,随时可以进行厂用电切换。这样一来,对于类似上安#5机组这种大负荷下厂用电功角过大的情况,就可以不必拘泥于“机组负荷大于25%进行厂用电切换”的常规,可以在小负荷、小功角的情况下及时切换。

7 结论

同系统间大功角下的厂用电切换采用何种切换方式宜具体问题具体分析,并联切换和串联切换各有利弊。

从保证厂用电安全的角度看,并联切换优于串联切换,但大功角带来的环流问题不容忽视,从试验数据来看,并联切换的功角宜限制在10°以内。因此,应从运行方式上尽量创造适合并联切换的有利条件。事实证明,有功功率大于25%才能进行厂用切换是不必要的,只要机组运行平稳,任何时候都可以切换。在低有功时候厂用电功角小,有利于并联切换进行。

当某些特殊运行方式下,如果功角超过切换限制定值,或者无法降低到安全范围以内,可以采取串联切换厂用电。为保证串联切换时开关动作可靠性,平时需加强对切换开关的检修维护。

摘要：发电厂厂用电工作电源与备用电源属于同一个大电网系统,在一些特殊情况下,两者之间也会有大的功角,导致厂用电切换无法采用并联方式。针对上述问题,结合上安#5机组启动试验,对同系统厂用电大功角切换问题进行了探讨,纠正了某些厂用电切换的不正确观点,提出了合理的切换方式,并经过试验验证其合理性。

关键词：厂用电,切换,功角

参考文献

[1]贺家李,宋从矩.电力系统继电保护原理[M].天津:天津大学出版社,2004.

[2]张兵海,刘继安.火力发电厂低压厂用电系统保护定值配合问题的探讨[J].继电器,2006,35(3):68-70.ZHANG Bing-hai,LIU Ji-an.Setting Guide Analysis of Relay Protection in Power Plant LV Auxiliary Power System[J].Relay,2006,35(3):68-70.

[3]盘学南.运行变压器分接开关档位的调整方法[J].变压器,2003,40(1):30-31.

微机厂用电切换装置在电厂的应用 篇5

一、微型电快速切换装置具有以下用途及特点

1.1 微机型厂用电快速切换装置具有以下特点

微机厂用电快速切换装置, 适用于发电厂或其他工业部门, 如化工、煤炭和冶金等有较多高压电动机负荷的场合的电源快速切换。采用该装置能够提高厂用电切换的成功率, 避免在电源切换时造成运行中断或设备冲击损坏, 简化切换操作并减少误操作, 提高机组的安全运行和自动控制水平。

采用双CPU架构, 主要完成模拟量及开关量测量、计算判断、出口动作等主要功能, 以及完成液晶显示、键盘操作、通信、打印等功能, 主从CPU进行数据交换。

采用320×240点阵超大液晶显示屏, 中文菜单, 能实时显示主接线、开关状态、母线电压、分支电流、频率差、相位差等各种运行参数和状态。

大容量存储芯片, 可记录装置在切换过程中包括分支电压、电流波形等全部信息, 可通过打印机输出, 同时也可将数据下载到计算机中进行显示或打印分支电流、电压录波曲线, 并作分析。

装置提供正常手动切换、事故及非正常情况的切换功能;有快速切换、同期捕捉和残压切换功能;有并联、串联和同时切换功能。

灵活的通讯方式, 配有RS-485、RS-232接口, 可方便接入DCS系统或电气监控系统, 实现远方操作和信息上送, 同时也将数据下载到计算机中进行显示或打印电流电压录波曲线, 并作分析。

1.2装置切换功能简表

二、微机型厂用电快速切换装置主要技术参数

2.1主要技术参数装置直流电源

额定电压:DC220V±20%或DC110V±20% (订货时需说明)

纹波系数:不大于5%

额定交流输入

交流电流:5A

交流电压:100 V或57.7 V

频率:50Hz

功率消耗

交流电流回路;当Ⅰ=5A时, 每相不大于0.3VA

交流电压回路:当U=100V时, 每相不大于0.3VA

直流电源回路:当正常工作时, 不大于20W, 切换时, 不大于30W。

2.2 过载能力

交流电流回路:

2倍额定电流下装置可连续工作

10倍额定电流下装置可连续运行10s

40倍额定电流下装置可连续运行1s

交流电压回路:1.5倍额定电压下装置可连续工作

2.3 测量精度

电压电流:≤0.5%

频率:≤0.02Hz

相角:≤0.20

延时:≤2ms

2.4 输出接点容量

跳合闸出口:DC220V 5A

信号:DC220V 5A

2.5 时钟精度

装置不仅自身带时钟, 还可通过通信进行对时, 而且有GPS天文时钟硬件同步接口, 与GPS进行精确对时, 误差≤1ms。

2.6 快速切换时间

事故同时切换:<11ms+用户设定延时+备用开关合闸时间

事故串联切换:<11ms+工作开关跳开时间+备用开关合闸时间

2.7 绝缘性能

装置带电部分和非带电部分及外壳之间以及电气上无关联的各电路之间开路电压500V的兆欧表测量其绝缘电阻值, 正常试验大气条件下, 各等级的回路电阻不小于100MΩ。

在正常试验大气条件下, 装置能承受频率50Hz, 电压2000V历时1分钟的工频耐压试验而无击穿闪络及元件损坏现象。试验过程中, 任一被试回路施加电压时, 其余回路等电位互联接地。

各输入输出端子对地, 交流回路与直流回路间, 交流电流与交流电压间能承受标准雷电冲击波试验。

2.8 抗干扰性能

能承受GB/T14598.14-1998 (idt IEC255-22-2) 标准规定的严酷等级Ⅳ的静电放电试验。

能承受GB/T14598.9-1995 (idt IEC255-22-3) 标准规定的严酷等级Ⅳ的辐射电磁场干扰试验。

能承受GB/T14598.13-1998 (idt IEC255-22-1) 标准规定的严酷等级Ⅳ的1MHz脉冲群干扰试验。

能承受GB/T14598.10-1996 (idt IEC255-22-4) 标准规定的严酷等级Ⅳ的快速瞬变干扰试验。

2.9 工作环境条件

环境温度:-30～+70℃

相对湿度:5%～95%

大气压力:80～110kPa

三、硬件说明

厂用电快速切换装置CPU, 分别完成测量、逻辑和切换等主要功能, 以及完成显示、通信、打印等辅助功能, 主从CPU间进行数据交换。

装置主要由CPU模件、电源模件、开关量模件、交流量模件、出口模件、信号模件、管理模件等组成。见示意图3-1。

四、切换原理、分类及功能

4.1 切换原理

由图4-1所示的厂用电系统, 正常运行时, 厂用工作电源由发电机端经厂用高压工作变压器提供, 备用电源由电厂高压母线或由系统经启动/备用变提供。当工作电源侧发生故障时, 工作电源开关lDL被跳开, 此时, 厂用母线失电, 由于惯性及存储的磁场能量, 电动机在短时间内将继续旋转, 并将磁场能转变为电能。由于各电动机的容量、参数不一致, 电动机之间将有电磁能与动能的交换, 此时部分异步电动机实际上已转入异步发电机运行工况, 因此厂用母线的电压即是多台异步发电机发出的反馈电压的合成, 称为母线残压。由于不存在原动力和励磁, 因此残压的幅值和频率将随时间逐渐衰减, 残压与备用电源电压间的相位差将逐渐增大。如图4-2所示, 以极坐标形式给出了母线残压相量变化特性。

图中VD—母线残压, VS—备用电源电压, XM—母线上电动机组和低压负荷折算到高压厂用电压后的等值电抗, XS—电源的等值电抗, △U—备用电源电压与母线残压间的差拍电压。

合上备用电源后, 电动机承受的电压UM为:

UM=XM/ (XS+XM) △U

令UM应小于电动机的允许启动电压, 设为1.1倍额定电压UDE, 确保电动机安全自启动。则:

UM=XM/ (XS+XM) △U<1.1UDe

令:K=XM/ (XS+XM)

U (%) <1.1/K

设K=0.67, 则△U (%) <1.64。

图4-2中, 以A为圆心, 以1.64为半径绘出弧线A—A”, 则A’—A”的右侧为备用电源允许合闸的安全区域, 左侧则为不安全区域。根据资料显示, K=0.67为允许极限值, 一般K值取较大值。如在A—B段内合上备用电源, 则既能保证电动机安全, 时间短, 即“快速切换”;如在C—D段内合上备用电源, 进行同期判别切换, 则既能保证电动机安全, 又使电动机转速下降不太多, 即“同期切换”;当残压衰减到20%～40%额定电压后实现的切换, 通常称为“残压切换”。

4.2 切换分类

4.2.1 正常切换

正常切换指电厂正常工作时, 人工切换工作电源与备用电源。

4.2.2 事故切换

事故切换指工作电源保护接点启动, 只能由工作电源单向切换至备用电源。事故切换分为事故串联和事故同时切换。

4.2.3 非正常工况切换

非正常工况切换由装置检测到非正常情况后自行启动, 只能由工作电源单向切换至备用电源。非正常情况指厂用母线失电和工作电源开关误跳两种工况。

4.3 切换功能

低压减载功能

启动后加速保护功能

保护闭锁

出口闭锁

开关位置异常及去耦合报警

装置异常报警

PT断线报警

后备电源失电监测

装置闭锁

装置失电

事件记录

事故记录

录波及输出

通信

GPS对时

摘要：以往厂用电切换采用工作开关辅助接点直接 (或经低压继电器、延时继电器) 启动备用电源投入。因切换时系统结构、运行方式、故障性质等因素, 不能可靠保证躲过反相点合闸, 甚至接近180°, 将对电动机造成很大的合闸冲击。微机型厂用电快速切换装置, 可避免母线电压 (残压) 与备用电源电压差压过大合闸而对电机造成冲击;尽量缩短断电时间, 可采用快速切换, 如失去快速切换的机会, 则装置自动转换为同期判别或残压判别的慢速切换, 同时在电压衰减的过程中, 可分段切除部分非重要负荷, 以利于重要辅机的自启动。不仅提高了厂用电切换的成功率, 而且确保发电厂设备安全。

关键词：微型电快速切换装置

参考文献

[1]电力工程电气设计手册[S].中国电力出版社, 2007.

[2]西北电力设计院编.发电厂变电所电气接线和布置[M].水利电力出版社, 1992.

[4]10-220kV变电所设计[M].辽宁科学技术出版社, 2006.

[5]电力设备过电压保护设计技术规程[M].水利电力出版社.

[6]发电厂电气部分[M].中国电力出版社, 2006.

6kV厂用电切换失败的原因分析 篇6

广州华润热电有限公司6 k V厂用电快切装置采用深圳智能出品的SID-8BT来实现厂用电源的自动切换, 6 k V厂用母线进线开关采用上海通用广电工程有限公司VB2-12真空开关。厂用电快切装置每次切换只动作一次。机组自2009年投产至今, #1、#2机组先后发生了6 k V厂用电快切装置切换失败和VB2-12真空开关机构合后又跳的情况, 造成了6 k V母线失压的事故, 对机组安全运行造成了一定的影响。

1 SID-8BT快切装置的主要特点

正常切换由手动起动, 按下DCS系统或快切屏上的“起动正常切换”按钮。正常切换是双向的, 可以由工作电源切向备用电源, 也可以由备用电源切向工作电源, 装置可自动识别工作、备用两路电源是差频同期性质还是同频同期性质。

事故切换由保护出口起动, 单向, 只能由工作电源切向备用电源。事故切换采用同时切换方式:保护起动, 先发跳工作电源开关命令, “事故切换允许电压相量差”满足整定条件时即发合备用电源开关命令。

不正常情况切换由装置检测到不正常情况后自行起动, 单向, 只能由工作电源切向备用电源。

因DCS中不能实现厂用电电源开关单侧无压合闸操作, 故此操作由快切装置完成。

2 SID-8BT快切装置和VB2-12真空开关出现的问题及处理

2.1 故障实例一

2010年9月17日, 6 k V 2B段因工作电源开关故障, 由启备变供电。检修完6 k V 2B段工作电源开关, 联系进行6 k V 2B段由备用切至工作电源操作过程中, 6 k V 2B段的工作电源开关未可靠合闸而备用电源开关跳闸, 造成6 k V 2B段失压, 10 s后备用电源开关又自动合上, 6 k V 2B段电压恢复。

2.2 故障实例二

2011年7月4日, #1汽机跳闸, 发电机联跳。厂用电6 k V 1B段切换成功, 厂用电6 k V 1A段报“切换成功”, 但6 k V 1A段电压为0, 6 k V 1A段工作电源进线开关、备用电源进线开关均在分闸位。

2.3 原因分析

由于两次事件类似, 现以故障实例一为例分析。

事后察看快切装置事件记录, 记录如表1、表2所示。

事后察看故障录波, 记录如图1所示。

从上述图表可以看出, 2010-09-17T17:29:47, 起动#2机6 k V 2B段正常快切, 快切装置检测为同频同期, 压差6 V>5 V (装置设定值5%Un) , 装置自动转为串联切换, 先断开2B段备用电源进线开关602BBY, 再合上2B段工作电源进线开关602BGZ。在合工作电源进线开关40 ms后, 工作电源开关跳闸 (备用电源开关已分开) , 此时造成#2机6 k V 2B段失压。

按照快切装置说明书描述, 不允许工作电源进线开关和备用电源进线开关长期都处在合闸状态, 是因在系统故障且相应保护拒动时会导致工作电源进线开关和备用电源进线开关因遮断容量不够而烧毁。故在装置检测同频时, 压差和功角超过定值时装置选择了先断开2B段备用电源进线开关602BBY, 再合上2B段工作电源进线开关602BGZ。

询问快切装置技术人员, 现在出厂的快切装置切换时有判别接点抖动功能, 在开关变位后装置自动开放元件计时400 ms, 如果400 ms内开关变位没有发生变化, 装置认为开关切换正常, 如果在400 ms内有开关变位则认为切换没有成功, 会加速合切换前供电电源开关。由于我厂SID-8BT型快切装置不具备接点去抖动判据功能, 不管是并联切换还是串联切换或同时切换, 只要开关存在异常不可靠合闸均会造成母线失压。如果我厂快切装置具有接点去抖动功能, 在切换过程中检测到工作电源进线开关没能可靠合闸会加速合备用电源进线开关, 这样就不会造成母线失压。

联系开关厂家现场对VB2-12真空开关做多次分合试验。在试验位置, 6 k V 1A段备用电源进线开关601ABY在18次分合闸试验中有2次合不上的现象;6 k V 2B段工作电源开关602BGZ在10次分合中有2次合不上的现象。确认是开关出厂时机构调整中合闸挚子扣接量偏小, 导致合闸不可靠, 偶尔会出现开关机构挂不住的情况。对VB2-12真空开关机构合闸挚子扣接量进行调整后, 6 k V 1A段备用电源进线开关601ABY试验分合30次无异常, 6 k V 2B段工作电源开关602BGZ试验分合40次无异常。

3改进措施

针对上述情况分析, 需对6 k V快切装置进行升级, 并对VB2-12真空开关机构进行调整。

(1) 联系厂家立即来调整4台备用电源开关的机构, 对VB2-12真空开关机构合闸挚子扣接量进行调整, 调整后做多次分合试验合格。

厂用电快速切换 篇7

1 感应电动机机械负荷模型及相关参数

单绕组绕线型感应电动机等值电路, 如图1所示, 其相关参数, Rs, Xs, Rr, Xr, Xm分别表示感应电动机定子电阻、定子电抗、转子电阻、转子电抗和励磁电抗[2,3]。

一般而言, 感应电动机包含不带变频装置的电动机和由变频装置驱动的电动机两类。对于不带有变频装置的电动机来说, 最关注的是它们的负载特性。这是因为负载特性的不同将直接影响电动机受到外加激扰动后的变动情况。

感应电动机负载特性主要有两种, 恒定转矩和随转速变化的转矩。本文假设随转速变化的机械转矩的大小与负载率和转速满足如下关系:

式中, Tl1为随转速变化的转矩, k1为随转速变化的负载比例系数 (负载率) , w为转子角转速, n为与转速有关的方次。属于这类负载的生产机械有通风机, 水泵、油泵等。

由变频装置驱动的电动机的有功、无功对电压、频率的特性不同于不带变频装置的电动机。变频装置的主要目的是通过调节变频器输出电压或者电流来控制电动机力矩、转速, 从而达到工艺上的要求。在负荷建模时, 若主要关注输入电压的变化如何影响感应电动机各参数, 则需要详细考虑不同变频器控制策略的影响。根据现场需要的不同, 变频器有不同的控制策略。为简化起见, 选择占空比调节率, 其目的是使加到电动机上的电压维持恒定, 从而保证整个负载运行在恒功率状态。同时考虑到这个控制调整的过程非常短, 因此对于带有变频器的电动机我们可以看作恒转矩负荷。恒转矩负载的特点是负载转矩恒定不变, 与转速无关, 即:

式中, Tl2为恒定转矩, k2为恒定转矩负载的比例系数。属于这一类的生产机械有提升机构、提升机的行走机构、皮带运输机、轧机以及金属切割机床等。

厂用工作母线端感应电动机群机械负载转矩的类型和大小各有不同, 本文结合以上分析, 采用恒转矩负载和随速度变化的转矩负载相结合的机械负载转矩类型, 其数学表达式如下:

式中, Tow为机械负载力矩;k为感应电动机的负载率系数;a为负载转矩中恒转矩部分所占比例;w为转子角速度;n为负载转矩中与转速有关部分的方次。

2 感应电动机负荷参数对厂用电切换方式的影响

2.1 厂用电切换方式

现有厂用电切换方式的种类和特点主要有以下3种切换方式:

(1) 快速切换

快速切换的特点主要体现在“快”字上, 要求既能保证电动机安全, 又不使电动机转速下降太多。备用电源快速切换的核心问题是速度和角度, 实际的自动切换装置中, 整定值通常为相角差。最理想的备用电源投入时间应在工作母线电源失去后相角差第一次出现的30°区间内, 此时, 残压下降不多, 相角差也不大, 对电动机启动极为有利。

(2) 同期捕捉切换

同期捕捉切换的定义是在实时跟踪残压相量变化过程中, 尽量做到在残压与备用电源电压相量第一次相位重合时合闸。若能实现同期捕捉切换, 特别是同相点合闸, 对电动机的自启动很有利, 因为此时差压最小, 冲击电流最小。

(3) 残压切换

残压切换通常是在工作母线电压 (残压) 衰减到20%～40%的额定电压后实现的切换, 本文为简单起见, 考虑残压为30%额定电压时进行切换。

随着发电厂机组容量的增大, 为保障厂用电系统的安全可靠性, 要求新型切换装置应具备快速切换, 同期捕捉切换和残压切换的功能, 并在一种切换方式失效时, 自动转为其他切换方式, 以提高切换成功率 (表1) 。

2.2 分析指标

对于厂用辅机系统, 厂用电源中断时间越短越有利。结合以上分析, 将采用如下指标参数来分析感应电动机参数对厂用切换方式的影响:

(1) 残压与备用电压相角差首次为30°时, 工作母线失电时间;

(2) 残压与备用电源电压相量第一次相位重合时工作母线的失电时间;

(3) 残压衰减至额定电压30%时工作母线失电时间;

3 算例分析

研究所用厂用电系统简图, 如图2所示, 6 kV工作母线上感应电动机由厂高变、启备变供电。图中, 工作、备用电源分别为两个独立电源, 且电压初始相量相同。感应电动机参数可参见表1。

仿真研究过程中, 每次只改变感应电动机某一参数, 使其在厂用感应电动机参数可信的变化范围之内变化, 而其它参数保持不变。机械负载转矩的初始值为采用30%恒转矩负载和70%与转速有关且速度方次为2的负载, 负载率为0.2。同时, 采用事故发生时的串联切换方式来进行仿真。本文只研究单台大型感应电动机参数对厂用电切换的影响。

通过对计算结果的深入分析, 可以得到如下规律:

(1) 对于残压与备用电源电压首次相角差时厂用母线失电时间, 其值随定子电阻、励磁电抗和惯性常数的值的增大而增大;随定子电抗、转子电阻和转子电抗的值的增大而减小。从数值上分析, 感应电动机定子电阻、电抗, 转子电阻、电抗和励磁电抗对快速切换的影响都很小, 而惯性常数则对这种切换方式的影响很大。惯性常数值越大, 残压与备用电源电压首次相角差时厂用母线失电时间会越长, 不利于进行快速切换和电动机启动, 实际操作中需根据情况将快速切换时的整定相角调小;

(2) 对于残压与备用电源电压相量第一次相位重合时工作母线的失电时间, 其值随定子电阻、励磁电抗和惯性常数的值的增大而增大;随转子电阻的值的增大而减少;而定子电抗、转子电抗的改变基本不引起其值的变化。从数值上分析, 感应电动机定子电阻、电抗, 转子电阻、电抗和励磁电抗对同期捕捉切换的影响都很小, 而惯性常数则对这种切换方式影响很大。惯性常数值越大, 残压与备用电源电压相量第一次相位重合时工作母线失电时间会越长, 此时母线电压会降得较低, 不利于进行同期捕捉切换及电动机启动;

(3) 对于残压为额定电压时工作母线失电时间, 其值随励磁电抗和惯性常数的值的增大而增大;随其余4参数 (定子电阻、电抗, 转子电阻、电抗) 的值的增大而减小。从数值上分析, 感应电动机定子电阻, 转子电抗对残压切换的影响很小;定子电抗和惯性常数对其影响较大;而转子电阻和励磁电抗对这种切30%换方式影响则更大。转子电阻、定子电抗越大, 工作母线失电时间越短, 有利于成功进行残压切换及电动机自启动成功, 而励磁电抗和惯性常数的影响则恰好相反。

4 结语

以某厂用电系统为例, 深入分析了工作母线端大型感应电动机关键参数的取值不同对电源切换的三种方式:快速切换、同期捕捉切换和残压切换的影响。研究发现, 快速切换、同期捕捉切换方式主要受电动机惯性时间常数和负荷转矩负载率的影响;而残压切换方式主要受转子电阻, 励磁电抗和负荷转矩负载率的影响。本文所研究的内容对于研制微机型快速切换装置和选择更有效的厂用电源切换方式, 具有一定的参考价值。

摘要：以某厂用电系统为例, 深入研究了感应电动机关键参数对快速切换、同期捕捉切换和残压切换3种常见厂用电切换方式的影响。研究发现快速切换、同期捕捉切换方式主要受电动机惯性常数和负荷转矩负载率的影响;而残压切换方式主要受转子电阻, 励磁电抗和负荷转矩的负载率的影响。

关键词：厂用电,感应电动机,快速切换,同期捕捉切换,残压切换

参考文献

[1]高爱云.蔡泽祥.基于EMTDC的异步电动机故障仿真.电力自动化设备, 2002, 22 (12) :32～34

厂用电快速切换 篇8

1.1 快切装置切换不成功现象

湛江某电厂#1机负荷为540MW,2007年1月28日,#1机汽机突然报警,10多秒后,汽机跳闸,手动解列发电机,6kV IB段工作电源开关611b不跳闸,厂用电快切装置切换不成功,6kV IB段备用电源开关061b不自动合闸,手动合闸备用电源开关061b。

1.2 快切装置切换不成功原因分析

检查发现6kV快切装置切换不成功的原因是6kV IB段母线TV隔离开关位置闭锁异常信号闭锁了快切装置。如图1所示,该异常信号取自母线TV的行程位置接点“811b-261”和电压回路断线中间继电器1ZJ常闭接点“261-801b”串接的信号。

在1#机组高负荷突然跳闸后,6kV IB段母线电压下降至低电压继电器1YJ、2YJ、3YJ的动作值,虽然低电压保护整定值相同,但是由于1YJ、2YJ、3YJ继电器动作特性不完全一致,因此中间继电器1ZJ动作,发母线TV隔离开关位置闭锁异常信号。此时,快切装置虽然达到了失压启动切换定值,但已不能切换。

2 6kV厂用电快切装置二次回路改进

MFC2000-2快切装置本体具备母线TV一相或二相断线检测功能,若6kV IB段母线TV电压回路断线,该装置则会自动闭锁,但母线TV柜二次回路重复设计了至快切装置的断线闭锁功能。因此,取消“261-801b”接线回路,仅保留“811b-261”接线回路,从而提高快切装置切换成功率。经试验,6kV IB段母线电压下降至1YJ、2YJ、3YJ低电压继电器的动作值时,快切装置也达到失压启动切换定值,6kV快切装置均能切换成功。

3 结束语