厂用电切换失败原因分析及快速切换方式研究

中图分 类 号 ： Ｆ ４ ０ ３ ． ７； Ｔ Ｍ６ ２ １
１概 述
文 献标 志码 ： Ｂ
文章 编号 ： １ ０ ０ ８— ０ １ ５ ５ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ６— ０ １ ６ ９— ０ ２
某 电厂 ＃ ７ 、 群 ８机组 为新 扩建 ２台 ６ ３ ０ ＭＷ 超 临界 燃 煤发 电机 组 ， 发 电机 出 口电压 ２ ２ ｋ Ｖ， 主 接线 采用 发 电机 变 压器 组 型 式 ， 发 电机 出线 经 ７ ２ ０ ＭＶ Ａ 升压 双 卷 变 压器 升 压 至 ７ ５ ０ ｋ Ｖ 接入 西 北 电 网 ， 采用不完整 ３ ／ ２接 线方 式 ， 共 设 一 回 出线 。＃ ７机 组 设 置 一 台 ６ ３ ／ ３ ８— ３ ８ ＭＶ Ａ分裂 变 压器 引接 于发 电机 出 口主母 线 上作 为 高 厂变 ， 为６ ｋ Ｖ ７ Ａ、 ６ ｋ Ｖ ７ Ｂ段提 供 工作 电源 ； 禅 ４号 高压 启 动／ 备用 电源 由 高 压 备 用 变 压 器 （ 容量 为 ６ ３ ／ ３ ８— ３ ８ ＭＶ Ａ 的有 载 调压 型变 压 器 ） 从 １ １ ０ ｋ Ｖ 系 统 引 接 。 由 于 此种接 线 方 式 及 该 地 区潮 流分 布关 系 ， 导 致 工 作 电 压 与备用 电压存 在 一定 的相 角差 （ 最 大可 达 ２ ５ 。 左右） ， 且备 用 电压超 前 工作 电压 。舯 机组 配置 两 台江苏 金 智 科技 股份 有 限公 司生 产 的 ＭＦ Ｃ ２ ０ ０ ０—３ Ａ 型微 机 厂 用 电快 速切 换 装置 保证 ６ ｋ Ｖ ７ Ａ、 ６ ｋ Ｖ ７ Ｂ段厂 用 电在 正 常 方式 、 事 故方 式及 不 正常 方 式 下 的 电源 切 换 ， 均 使 用 串 联切 换 。 ２ ０ １ １ 年 １ ２月 １ ８日 １ ６ ： ３ ０ ， 灯 机组 试 运 过 程 中 由 控制 台手 动 进 行 ６ ｋ Ｖ ７ Ｂ段 厂 用 电工 作 电 源 切 换 至 备 用 电源试 验 ， １ ６ ： ３ ０ ： ２ ５ ： ６ ６ ６工 作 电源 开 关 跳 开 ， １ ６ ： ３ ０ ： ２ ６ ： ２ １ ５备用 电源合 闸 ，（ 用时 ５ ４ ９ ｍｓ ） 造成 ６ ｋ Ｖ ７ Ｂ段 上 引风机 Ｂ 、 送 风 机 Ｂ、 保 安 ＭＣ Ｃ段 油 配 风 机 跳 闸 ， 导 致 锅 炉 ＭＦ Ｔ动 作 跳 闸 。６ ｋ Ｖ ７ Ｂ段 厂 用 电快 速切 换 装 置动 作报 告 显 示 实 现 方 式 为 快 速 、 动 作 结 果 为 备 用 拒 合。 ２快 速 切换 原理 及判 据 对于 大容 量火 力 发 电机 组 ， 当厂 用 电消 失后 ， 结合 厂用母 线 残压 特性 ， 如果 希 望 合上 备 用 电源 时 ， 电动机
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既 当上式满 足 后 ， 快切 装 置 可 以对 备 用 开 关 发 合 闸命 令， 从 而实 现厂 用 电源 的快速切 换 。 从 理论 上讲 ， 如 果 得 出相 角 差 与 时 间 的关 系表 达 式， 并 结合 快速 切换 理论 判 据 ， 可经 过 微 机实 时 计算 动 态 确定 快速 切换 的边 界 位置 ， 并 结 合切 换 时频 差 、 相 角 差 等条 件 ， 来 判 断 是 否 能 实 现 快 速 切 换 。但 在 实 际 应 用 时 此方法 较 为 困难 ， 原 因 主要 为 相 角 差 与 时 间 的关 系表 达式很 难 得 出 ， 快 切 厂 家 一 般 会 采 用 其 他 判 据 来 实现 ， 如＃ ７机组 配 置 的 ＭＦ Ｃ ２ ０ ０ ０—３ Ａ型微 机厂 用 电快 速 切换 装置 则采 用 了在装 置 发 出合 闸命令 前 瞬 间将 实 测 值 与整定 值进 行 比较 ， 判 断是 否 满 足合 闸条 件 ， 快 速 切 换 的整定 值有 两个 ： 即频差 和 相 角差 ， 还 需 要 考虑 到 合 闸 回路 固有 时间 的影 响 ， 即应 有 一定 的提前 量 ， 提 前
厂 用电 切 换 失 败 原因 分 析 及 快 速 切 换 方 式 研 究
雷永强 （ 内蒙古 国电 电力工程技术 研究院 ， 内蒙古 呼和浩特 ０ １ ０ ０ ８ ０ ）
摘 要： 介绍了厂用 电快 速切 换的原理和判据 ， 并就某 电厂＃ ７机组试运 期间厂用电带负荷切换试验 中切换失 败的原因进行 了分 析， 发现备 用进线开关合 闸时间过 长是其主要原 因 ， 更换开关后快速 切换获得 成功。针对此 次切换所暴 露出快切装 置快速切换判据 的不严谨 ， 提出了更改建议 。通过 对快切装置相位差 录波曲线的数值模拟 ， 得 出相 位差与时间的二阶关系曲线 ， 使得理论计算和建 立 相 角差数学模型 充当快速切换判据 具有 可行性。对于存在较大初始相角 差的大容量火电机组厂用电切换提出了改进措施。 关键词 ： 厂 用电切换 ； 快速切换 ； 相角差
量 的大小取决于频差和合闸时间 ， 合 闸条件允许则发 延时 ５ ０ ０ ｍ ｓ 的合 闸脉 冲 。 ３故 障分 析及处 理措 施 下 图为 ＭＦ Ｃ ２ ０ ０ ０—３ Ａ 型微 机 厂 用 电快 速 切 换 装 置 录取 的 ６ ｋ Ｖ ７ Ｂ段 切 换 时 厂 用 母 线残 压 与 备 用 电源 间的频 率差 和相 角差 波形 。
不受较大 电流冲击 ， 不使转速下降过多 ， 就需要实现快 速 切换 ， 切换 时 间间 隔应控 制 在 ０ ． ２ ｓ以内 ， 且 要求 合 闸 瞬间母 线 残压 与备 用 电源 最 大允许 相 角差 为 ６ ３ 。 。 微 机 型厂 用 电快 速装 置 研 制所 关 心 的重 要 问题 是 速 度 和角 度 ， 对 连 续相 角 差 函数 进 行 泰 勒 展 开 ， 并 省 去 高 阶项 ， 得 出：