厂用电快切原理和整定计算讲课笔记1

讲课笔记

讲课内容：厂用电快切原理及整定计算

讲课日期：讲课人：吕亮

五、厂用电快切原理

基本概念

5.1.1 厂用电系统

为确保对厂用系统供电的可靠性，脱硫厂用电源均由两路电源

图10－1脱硫压厂用电系统

如图10－1所示，在运行时，有进线I、II供电。此时3DL分闸。故称单母分段方式供电。

正常运行时，断路器1DL、2DL闭合，3DL处于“热备用”状态。当工作电源出现问题时，1DL、2DL互为备用，3DL合闸。

5.1.2 厂用电源的切换

。

正常工况下进行两路电源的相互切换，可由人工切换。当工作电源故障时（发变组故障或异常）的切换，必须由自动装置进行。将该自动装置称之为备用电源自投装置。当然，备用电源自投装置也可进行正常工况下的切换。

5.1.3 备用电源自投需解决的几个问题

为确保发电机组的安全运行，厂用电系统安全可靠尤为重要。当工作厂用电源出现问题时，为确保备用电源自投成功，需要解决以下几个问题。

5.1.3.1 厂用母线残压与备用电源之间的相角差问题

当工作电源被切除后，由于电动机是电感元件，其蓄积的能量不会使厂用母线电压立即消失，但是由于电动机的隋转，厂用残压的相位在发生变化，若在厂用残压与备用电源之间的相位差为1800时合上备用电源，将造成对电动机很大的冲击。另外，由于两电源的相位差为1800，相当于非同期合闸，备用电源的电流过大，对备用变压器也很不利。

5.1.3.2 切换速度问题

工作电源跳开之后，若备用电源投入过晚，厂用母线电压很低，电动机转速下降过多。备用电源合上后，由于电动机群自启动电流太大，母线电压难以恢复，备用电源自投失败，危及重要设备的安全。另外，若备用电源自投过快，当厂用工作母线发生瞬间故障，工作电源切除之后，故障点的介质绝缘未恢复的工况下备用电源投入，必定又引起故障。使备用电源自投失败。

5.1.3.3 自投于故障母线问题

当厂用母线上发生永久故障时，工作电源跳开。此时，若再自动投入备用电源，使备用电源曾受短路电流冲击，有害于变压器，同时也有害于故障设备。扩大事故。

基本功能

5.2.1 启动方式

5.2.1.1 正常切换

正常切换也叫手动切换，是指电厂正常工况时，手动切换工作电源与备用电源。这种方式可由工作电源切换至备用电源，也可由备用电源切换至工作电源。

（1）手动并联切换

a：并联自动

并联自动指手动起动切换，如并联切换条件满足要求，装置先合备用（工作）开关，经一定延时后再自动跳开工作（备用）开关。如果在该段延时内，刚合上的备用（工作）开关被跳开，则装置不再自动跳开工作（备用）开关。如果手动起动后并联切换条件不满足，装置将立即闭锁且发闭锁信号，等待复归。

b：并联半自动

并联半自动指手动起动切换，如并联切换条件满足要求，装置先合备用（工作）开关，而跳开工作（备用）开关的操作则由人工完成。如果在规定的时间内，操作人员仍未跳开工作（备用）开关，装置将发告警信号。如果手动起动后并联切换条件不满足，装置将立即闭锁且发闭锁信号，等待复归。

注意：

手动并联切换只有在两电源并联条件满足时才能实现，两电源并联条件满足是指：

I、两电源电压幅值差小于整定值。

II、两电源频率差小于整定值。

III、两电源电压相角差小于整定值。

IV、工作、备用电源开关一个在合位、另一个在分位。

V、目标电源电压大于所设定的电压值。

VI、母线PT正常。

（2）手动串联（同时）切换

手动串联切换指手动起动切换，先发跳工作电源开关指令，不等开关辅助接点返回，在切换条件满足时，发合备用（工作）开关命令。如开关合闸时间小于开关跳闸时间，自动在发合闸命令前加所整定的延时以保证开关先分后合。

（3）开关的单独操作

在厂用电源倒送电及其它情况下需对工作分支进线开关及备用分支进行单独操作，因而应在快速切换装置内增设单独的对单一开关进行操作的接口，此时应在工作母线与相应开关合闸回路中增设同步继电器判别功能，在母线无压或同步的情况下允许合闸。

5.2.1.2 事故切换

事故切换指由保护（或其它跳工作电源开关的保护）接点起动，单向操作，只能由工作电源切向备用电源。事故切换有两种方式可供选择。

（1）事故串联切换

由保护接点起动，先跳开工作电源开关，在确认工作电源开关已跳开且切换条件满足时，合上备用电源开关。

（2）事故同时切换

由保护接点起动，先发跳工作电源开关指令，不等待工作开关辅助接点变位，一旦切换条件满足时，立即发合备用电源开关命令（或经整定的短延时“同时切换合备用延时”发合备用电源开关命令）。其中：“同时切换合备用延时”定值可用来防止电源并列。

5.2.1.3 非正常切换

非正常工况切换是指装置检测到不正常运行情况时自行起动，单向操作，只能由工作电源切向备用电源。该切换有以下三种情况。

（1）母线低电压

当工作母线三线电压均低于整定值且时间大于所整定延时定值时，装置根据选定方式进行串联或同时切换。

（2）工作电源开关偷跳

因各种原因（包括人为误操作）引起工作电源开关误跳开，装置根

据选定方式进行串联或同时切换。

5.2.2 切换原理

由图1所示，正常运行时，厂用母线电源由1DL,2DL提供，当一路电源侧故障时，工作分支开关1DL将被跳开，此时连接在厂用母线上的旋转负载部分电机将作为发电机方式运行，部分电机将惰行，此时母线上电压（残压）的频率和幅值将逐渐衰减，此时如3DL 合上，不可避免地将对厂用母线上的电机造成冲击，严重威胁厂用旋转负载的自起动及安全运行。图2所示为电动机重新接通电源时的等值电路图和相角图，从图中可以看出，不同的θ角（电源电压和电动机残压二者之间的夹角），对应不同的ΔＵ值，如θ=180o时，ΔＵ值最大，如果此时重新合上电源，对电动机的冲击最严重。根据母线上成组电动机的