董胜军

[摘 要]本文根据某发电公司两台350MW机组6KV厂用电切换装置的功能、特性，分析了正常情况下与事故情况下厂用电切换的方法和注意事项。

[关键词]厂用电；同期；切换

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）21-0360-01

0.引言

厂用电切换问题关系到发电厂主设备安全、可靠、稳定运行，它直接影响着运行设备的等效可用时间。微机型厂用电快切装置的应用大大提高了厂用电的可靠性，简化了机组DCS控制系统，消除了常规捕捉同期切换造成部分厂用机械被切除的隐患，实现了厂用电的无忧切换，在生产实践中使用可靠，切换安全，工作稳定。

1.对厂用电切换装置的要求与操作分析

1.1 厂用电断路器的正常“合备用”操作

该操作是在发电机开机前，为了提供起动电源所要进行的操作。该操作为单侧无压合闸操作。在操作前，备用电源正常，工作分支和厂用母线均不带电，备用断路器和工作断路器均断开。如果工作断路器已在合状态，则装置先断开工作断路器，然后再将备用断路器合上。

1.2 厂用电断路器的正常“合工作”操作

该操作属单侧无压合闸操作。在操作前，工作分支和备用分支断路器均断开，工作分支电压正常。当装置接收到“合工作”命令后，若满足条件，则合工作分支断路器。

1.3 厂用电断路器的“起动正常切换”操作

发电机准备开机或停机时，将厂用母线电源由工作分支转换到备用分支，或由备用分支转换到工作分支所要进行的一项操作，属同期合闸操作。当快切装置接收到“起动正常切换”命令后，首先识别同期性质，若满足同期条件，则使两个分支断路器状态互换。“起动正常切换”操作如为合备用切工作，且选择起备变“冷备用”运行方式时，且起备变高压侧断路器为断开状态，则装置先经涌流抑制器自动合起备变高压侧断路器，合上后随即合低压侧备用分支断路器。如进行合工作切备用操作，则装置只切起备变低压侧备用分支断路器。

1.4 厂用电断路器的“事故切换”操作

装置在上电或复位前如无其他切换操作指令，则上电或复位后立即进入“事故切换”操作状态，该操作用于在事故发生时自动断开工作分支断路器，合上备用分支断路器，即投入备用电源。该过程是全自动的，不需人为介入。如选择起备变为“冷备用”运行方式时，在事故切换过程中的合备用是在确认起备变高压侧断路器在断开位置后先经涌流抑制器发出合起备变高压侧断路器命令，再经一定延时发合低压侧备用分支断路器命令。事故切换有2种方式：即同时切换和串行切换。同时切换是指在继电保护切工作分支断路器尚未完成时，如符合快切条件，则装置随即发出合备用命令。当选择“同时切换”方式时，如工作分支断路器拒动，未被继电保护装置断开，而备用分支断路器又合上了，装置将自动切断刚才合上的备用分支断路器。

1.5 厂用母线“低压切换”

该切换为非正常情况下的自动切换。切换前，工作分支断路器在合状态，备用分支断路器在分状态。当装置检测到厂用母线电压低于整定的“低压切换起动电压”且超过“母线低压切换延时”整定值时，装置自动切工作分支断路器，合备用分支断路器。该切换也分二种方式：同时切换和串行切换。如备用分支断路器投到故障母线上，则备用分支保护可经由装置提供的后加速接点跳闸。在厂用母线电压互感器二次断线时将闭锁“低压切换”功能。

1.6 厂用电工作分支断路器误跳后起动合备用

该切换为非正常情况下的自动切换。切换前，工作分支、厂用母线和备用分支电压应正常，工作分支断路器在合状态，备用分支断路器在分状态。当工作分支断路器因误跳由“合”变为“分”状态时，且工作分支电流小于0.1倍额定电流，装置根据快切的条件，立即合上备用分支断路器。装置是通过工作分支断路器的辅助接点及工作分支电流双重判据确认断路器状态的。

1.7 起备变高压侧断路器“冷备用”状态自动投入

厂用电的传统运行方式为起备变热备用状态，其原因有二：一是起备变带有正常运行的公用负荷，二是起备变高压侧断路器如正常断开进行事故切换时，因励磁涌流出现不能保证一次投入成功，起备变的继电保护可能误跳闸。然而起备变的热备用方式将因变压器空载损耗会增加厂用电消耗，特别是实行厂网分离体制后，发电厂将额外向电网公司支付一笔不小的费用。因此，实行起备变冷备用就显得非常必要。

2.微机同期快切复用装置的功能与应用分析

2.1 事故切换

需要使用计及互联点（即备用分支断路器）两侧电压差及频率差变化规律的快速算法来捕捉投入备用电源的时机。这个时机不是正常同期操作的压差、频差较小且相位差为0゜的时机，而是一个压差、频差及相角差值都能确保备用电源快速安全投入的时机，即不伤害厂用电动机、起备变及断路器，又保证失电的电动机能顺利的完成自起动过程。显然，这个最理想的时机只有一次。

因此，装置的事故切换在算法上必须确保实现捕捉到这次时机，除非出现了不可控的情况。基于厂用母线失电后大量异步电动机进入异步发电状态，是一种无动力及无励磁支持的发电状态，因此用捕捉电动机耐受电压的准则投入备用电源，比用捕捉同期的准则要合理得多。

2.2 正常切换

正常切换则是地道的同期操作，不论是工作分支断路器或是备用分支断路器都有可能在切换过程中碰上差频同期或同频同期（合环），因此，装置应能自动识别同期性质，并严格地按同期数学模型控制切换过程。当出现差频同期时应严格按同期操作准则捕捉相角差为零时投入待投入的电源。当出现同频同期时如压差或功角超出整定值，为尽快实现切换，应自动转为串行或同时切换。

2.3 起备变冷备用

厂用起动/备用变压器以往都为热备用状态，这将消耗可观的空载损耗，快切装置以独有的计及变压器剩磁影响的变压器励磁涌流抑制技术，彻底杜绝了空投变压器因励磁涌流导致变压器保护误动而跳闸的现象，从而实现快切装置完全支持起备变冷备用的运行方式，这不仅大大降低了厂用电消耗，而且解决了长期困惑运行人员的一个难题——空投变压器导致跳闸无法确认是励磁涌流引起的，还是变压器内部故障。

2.4 同期装置及快切装置的双重功能

该装置被赋予了双重功能，即既承担厂用电工作分支及备用分支断路器的正常切换、非正常切换及事故切换任务，又承担发电机机端断路器及发变组高压侧断路器的同期操作任务，把长期以来由同期装置及快切装置分开工作的方式合二而一，既减少了投资，还简化了控制系统。如果装置正在进行发变组某断路器的同期操作时厂用电失压，此时装置将立即中断同期操作，自动转入“非正常切换”或“事故切换”。

3 结论

通过几年的现场实际运行，厂用电切换采用的微机同期快切复用装置提高了发电厂厂用电切换速度及可靠性，用精确的同期算法取代繁锁的串联切换、同时切换、并列切换，提高了正常切换的安全性和快速性，安全可靠地实施不同性质的同期操作；提供起动/备用变压器保护后加速功能，加快切除起备变投到故障母线后的速度，使机组厂用电系统不论正常切换还是事故切换都能做到准确、快速，确保厂用电源安全、可靠。

参考文献：

[1]《电力系统运行技术》

[2]《多微机同期快切复用装置说明》

[3]《发电厂变电所电气设备》. 北京：中国电力出版社

[4]《电力系统继电保护》. 北京：中国电力出版社