厂用快速切换装置在发电厂中的应用与分析

段玉强

摘 要：人们生活水平的提高，加大了电量的使用量，这对于发电厂来说，既是一种挑战也是一种机遇，快速切换装置在发电厂中的应用，既可以提高输电量，又可以对电路进行有效的保护。该文通过对东大金智厂家生产的MFC2000-2型微机厂用电快速切换装置的介绍，对快速切换装置的应用模式进行研究，从原理、切换方式以及在切换过程中发生的问题、故障分析、装置技术改进等方面进行论述，进而确保电力系统安全、稳定、可靠的运行。

关键词：快速切换装置 发电厂 应用 分析

中图分类号： TM621 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（a）-0083-02

1 前言

对于大部分发电厂而言，其供电系统一般有两个独立的供电电源，即母线工作电源和备用电源，发电厂整体电源运行水平会直接影响到发电厂安全稳定发电状况，基于此，发电厂的电源必须要具备即时切换装置，可以根据发电厂对电量的输送需求，维持整个电路的稳定性。东大金智厂家生产的MFC2000-2型微机厂用电快速切换装置的应用，实现了同一段母线工作电源和备用电源之间的切换，保证了供电的连续性。

2 快速切换装置的原理

东大金智厂家生产的MFC2000-2型微机厂用电快速切换装置适用于发电厂厂用电切换中，在电源切换时，MFC2000-2型微机厂用电快速切换装置不会产生运行中断或者对设备造成损坏。MFC2000-2型微机厂用电快速切换装置采用工作开关辅助接点直接起动备用电源投入的形式运行，采样计算工作电源和备用电源的压差、频差、相差，借鉴发电机准同期的同期捕捉原理。母线工作电源和备用电源可以在同一时段进行电源切换，母线反馈电压与备用电源电压间相角差比较大，可以达到180°，这时将会对电动机造成很大的合闸冲击，需要加固定延时的切换方式，也因切换时系统运行方式对故障类型进行判断。

3 快速切换装置的切换方式

3.1 按开关动作顺序对切换方式进行分类

按照MFC2000-2型微机厂用电快速切换装置开关动作顺序可以把切换方式分为三类，分别是：并联切换、串联切换、同时切换，并联切换需要在MFC2000-2型微机厂用电快速切换装置应用之前，关闭备用电源，母线工作电源和备用电源出现短时间的并联。然后，跳开母线工作电源，这种方式多用于正常切换，在起、停机过程中，可以合理控制开关顺序。串联切换需要在MFC2000-2型微机厂用电快速切换装置应用之前跳开母线工作电源，然后确认工作开关跳开后，关闭备用电源的开关，母线断电时间至少要与备用开关合闸时间相同，串联切换方式多用于事故处理中。同时切换介于并联切换和串联切换之间，合备用电源命令需要在跳工作命令发出之后，工作开关跳开之前发出，并保障母线断电时间要大于0 ms，而小于备用电源开关合闸的时间。

3.2 按起动原因对切换方式进行分类

按照起动原因对MFC2000-2型微机厂用电快速切换装置切换方式进行分类，主要包括：正常手动切换、事故自动切换、不正常情况自动切换，正常手动切换由操作人员手动控制，快速切换装置按照事先设定的手动切换模式进行分合闸处理。事故自动切换由保护接点起动，发变组、厂变和其他保护出口跳工作电源开关的同时，起动快速电源切换装置，并可以按照设定的方式进行切换，不正常情况的自动切换主要体现在母线失压和工作电源开关失误跳闸中。如果出现母线失压情况，母线电压会低于额定电压，出现延时，这时装置会自动启动，并按照设定的方式进行切换，如果工作电源开关误跳，工作开关辅助接点起动装置，在切换条件满足时，合上备用电源。

3.3 按切换速度分类

快速切换

短延时切换

同期捕捉切换

残压切换

4 快速切换装置切换过程中经常出现的问题

4.1 开关位置异常

MFC2000-2型微机厂用电快速切换装置起动切换的必要条件是母线工作电源和备用电源必须有一个处于关闭有一个处于打开状态，同时PT隔离开关必须合上，这样才能起动MFC2000-2型微机厂用电快速切换装置。但是在快速切换的过程中，总是容易出现开关位置异常的现象，在正常监测时，发现MFC2000-2型微机厂用电快速切换装置根本无法起动，装置会发出闭锁中控信号，并进入等待复归状态。这时，MFC2000-2型微机厂用电快速切换装置无法根据不同的切换方式分别处理并给出位置异常的闭锁信号，跳开的开关未能跳开，开关位置出现异常，MFC2000-2型微机厂用电快速切换装置将会失去耦合功能，降低装置综合控制性能[2]。

4.2 备用电源失电监测

当MFC2000-2型微机厂用电快速切换装置的工作电源或者备用电源投入时，备用电源出现失电，装置将无法进行切换操作，报警系统无法根据信号模式对装置进行处理。备用电源如果长期处于失电监测状态，电源系统将无法正常进入到等待复归状态以及运行，备用电源出现失电监测主要由复归状态设置不合理引起。后备电源失电监测会使MFC2000-2型微机厂用电快速切换装置丧失快速、同捕切换功能，只可以进行残压切换，根据MFC2000-2型微机厂用电快速切换装置实际运行的效果来看，可以对母线工作电源和备用电源进行合理的切换，但是出现的失电监测情况也大大影响了切换的效率。

5 厂用电切换注意事项

根据开关位置异常带来的由于厂用母线上电动机的特性有较大差异，合成的母线残压特性曲线与分类的电动机相角、残压曲线的差异也较大，因此安全区域的划定严格来说需根据各类电动机参数、特性、所带负荷等因素通过计算确定。实际运行中，可根据典型机组的试验确定母线残压特性。试验表明，母线电压和频率衰减的时间、速度和达到最初反相的时间，主要取决于试验前该段母线的负载。负载越多，电压、频率、下降得越慢，达到首次反相和再次同相的时间越长。而相同负载容量下，负荷电流越大，则电压、频率下降得越快，达到最初反相和同相的时间越短。

注意快速切换时间：快速切换时间涉及到两个方面，一是开关固有跳合闸时间，二是快切装置本身的动作时间。就开关固有跳合闸时间而言，当然是越短越好，特别是备用电源开关的固有合闸时间越短越好。快速开关的合闸时间一般小于100 ms，有的甚至只有40～50 ms左右，这为实现快速切换提供了必要条件。假定事故前工作电源与备用电源同相，并假定从事故发生到工作开关跳开瞬间，两电源仍同相，则若采用同时方式切换，且分合闸错开时间（断电时间）整定得很小（如10 ms），则备用电源合上时相角差也很小，冲击电流和自起动电流均很小。

6 结语

在上文研究的内容中，笔者对MFC2000-2型微机厂用电快速切换装置的原理、切换方式以及在切换过程中发生的问题及注意事项等方面进行了研究，进而明确了发电厂用电系统安全可靠性的重要性。所以发电厂要合理设置电源切换的模式，技术人员要能准确发现快速切换装置的故障，采取有效的措施进行处理，使其可以全面控制管理发电厂厂用电系统的安全性和可靠性。

参考文献

[1] 马洪礼，高丽杰，胡世燕，等.快速切换装置在岳城矿主要通风机供电中的应用[J].煤炭科学技术，2011，6（12）：258-260.

[2] 张俊宝，莫思琪，李思雨，等.电源快速切换装置在变电所系统中的应用[J].冶金动力，2011，4（10）：100-112.

[3] 徐向东，杨世鑫，宫严彬，等.快速切换装置在供电系统中的应用与分析[C]//全国发电机组技术协作会.全国火电大机组（600MW级）竞赛第十二届年会论文集（下册）.全国发电机组技术协作会，2012.

[4] 刘亮，修志刚，刘福水，等.HST-100厂用电快速切换装置在吉林松原热电厂的应用[J].科技传播，2012，5（18）：102-106.

[5] 崔偉，盛伟丽，李金阳，等.微机备用电源快速切换装置在发电厂的应用[J].煤矿现代化，2013，2（18）：157-158.