厂用快切装置工作原理及常见故障分析

【摘要】文章以东大金智所生产的MFC2000-2型微机厂用快速切换装置为例来对厂用快速切换装置的工作原理进行分析介绍。在发电厂使用厂用快速切换装置进行电源的切换时，由于采用微机控制切换...

摘 要：随着经济的快速发展，电力这一经济发展和民众生产生活的基础性能源的需求量逐年上升。这一巨大的需求量为电厂带来机遇的同时也对电厂带来了严峻的挑战。厂用快速切换装置是一种能够提高输电量的同时也可以实现对于供电线路进行有效保护的一种重要的装置。文章在对东大金智厂家生产的MFC2000-2型微型厂用快速切换装置进行分析的基础上对厂用快速切换装置的工作原理及厂用快速切换装置较为常见的故障以及厂用快速切换装置的技术改进等方面的内容进行分析介绍，确保电厂供电的安全、可靠的进行。

关键词：厂用快速切换装置；电厂；应用

前言

电厂是电力供应的重要设施。为保障电力的正常供应，一般在电厂中都设置有两套独立的供电电源。这两套独立的供电电源分别是母线工作电源和备用电源。在发电厂运行的过程中发电厂的整体电源运行水平会对发电厂的安全稳定的运行产生直接的影响，因此，需要使用厂用快速切换，装置对发电厂中的电源进行必要且及时的切换从而实现根据发电厂对电量的输送需求来对发电厂供电电路的稳定。

1 厂用快速切换装置的工作原理

文章以东大金智所生产的MFC2000-2型微机厂用快速切换装置为例来对厂用快速切换装置的工作原理进行分析介绍。在发电厂使用厂用快速切换装置进行电源的切换时，由于采用微机控制切换，从而在切换过程中不会产生运行中断影响设备的正常运行。在厂用快速切换装置切换的过程中使用工作开关辅助接触点直接启动备用电源的工作形式，通过对母线电源和备用电源之间的压差、频差、相差等进行捕捉分析，从而实现在母线电源和备用电源之间进行快速切换时可以在同一时段进行电源的切换。此外，电厂母线电源与备用电源之间的相角差较大最大时两者之间的相角差最大可以达到180°，当在此时进行切换时将会对发电厂的电动机带来较大的合闸冲击，因此在厂用快速切换装置中还具有固定延时的切换方式以保障电厂的顺利切换。

2 厂用快速切换装置的切换方式

厂用快速切换装置根据其开关顺序可以将厂用快速切换装置的切换顺序分为：并联切换、串联切换和同时切换两大类。在使用厂用快速切换装置的并联切换时需要在厂用快速切换装置的应用之前进行，首先需要关闭电厂的备用电源，电厂的母线工作电源和备用电源会出现短时间的并联，而后，将电厂母线工作电源跳开，这种并联切换方式多应用于电厂母线电源和备用电源之间的正常切换。在电厂起停机的过程中使用厂用快速切换装置可以合理的对切换装置的开关顺序进行控制。当进行串联切换时需要在厂用快速切换装置应用之前将母线工作电源跳开，当检测并确认跳开后再行关闭备用电源的开关，对于电厂母线断电的时间需要与开关合闸的时间相同，串联切换的方式多应用于电厂事故的处理线路切换中，当采用串、并联同时切换的切换方式时，合备用电源的控制需要在跳开工作的指令发出之后，工作开关跳开指令发出之前需要确保母线断电时间至少超过一定的时间且这一时间要低于备用电源开关合闸的时间。同时在对厂用快速切换装置切换的分离上还可以根据切换方式的不同将其分为正常手动切换、事故自动切换、不正常自动切换以及正常手动切换等的方式。当厂用快速切换装置工作时其按照事先预置好的手动切换模式来进行分合闸处理。事故自动切换由保护接点起动。在使用厂用快速切换装置切换时发变组、厂变和其他的保护出口跳工作电源开关的同时，起动快速电源切换装置，从而按照预定的方式予以切换。

3 厂用快速切换装置工作中常见故障分析

3.1 厂用快速切换装置开关位置偏差

在使用厂用快速切换装置进行切换时，厂用快速切换装置起动切换的前提条件是电厂的母线电源和备用电源两者中只能有一个处于闭合状态，而另一个则必须处于打开开合状态。同时厂用快速切换装置中的PT隔离开关则必须要处于闭合状态，只有在上述条件下厂用快速切换装置才能进行快速切换。但是在厂用快速切换装置工作的过程中较为常见的是开关位置出现一定的偏差，当出现此类故障时，厂用快速切换装置将处于无法启动的状态且厂用快速切换装置会发出闭锁中控信号，只有等待到复归状态完成后厂用快速切换装置才能进行工作。当出现此类故障时，厂用快速切换装置将无法对不同的切换方式予以响应，同时发出位置异常的闭锁信号，在故障发生时，厂用快速切换装置将会无法进行耦合的功能，从而使得电厂无法正常工作。

3.2 电厂备用电源失去监测

在厂用快速切换装置的工作过程中当厂用快速切换装置的工作电源或是备用电源投入使用时如备用电源出现失电将会使得厂用快速切换装置无法进行相应的切换操作。厂用快速切换装置中的报警系统无法根据信号模式对厂用快速切换装置进行复归处理。而当备用电源长期处于失电监测状态时，电源系统会出现故障无法进入到故障复归状态恢复正常运行。厂用快速切换装置出现备用电源失电监测故障主要是由于复归状态设置不当所造成的。厂用快速切换装置出现备用电源失电监测会使得厂用快速切换装置无法快速予以切换，此外厂用快速切换装置的同捕切换功能也将丧失，此时厂用快速切换装置只能进行残压切换。在使用厂用快速切换装置正常工作时快速切换装置能够对电厂的母线工作电源和备用电源进行合理的切换，但是当厂用快速切换装置出现备用电源失电监测故障时，将会使得厂用快速切换装置的切换效率受到极大的影响。

4 厂用快速切换装置应用的注意事项

在厂用快速切换装置的应用过程中需要注意的是：发电厂的发电机的特性之间的差异，进而使得合成母线残压特性曲线与分类电动机相角以及残压曲线的差异将会使得厂用快速切换装置的开关控制受到较大的影响。因此在厂用快速切换装置的应用过程中需要注意厂用快速切换装置的切换时间的控制。厂用快速切换装置的快速切换时间的长短主要受到两个方面的影响：（1）发电厂所使用的开关固有跳合闸的时间。（2）厂用快速切换装置本身在切换时的动作的时间。在使用厂用快速切换装置进行快速切换时，所使用的跳合闸的时间自然是越短越好，尤其是当备用电源开关的固有合闸时间能够最大限度地缩短。在使用厂用快速切换装置时一般快速开关的合闸时间控制在100ms的范围内，一些切换速度较快的甚至于可以将切换的时间控制在50ms左右的范围内，从而为厂用快速切换装置实现母线电源和备用电源之间的快速切换提供了必要的条件。当厂用快速切换装置工作时假定厂用快速切换装置事故前母线电源与备用电源之间处于同一相，当事故发生时到工作开关跳开的瞬间母线电源与备用电源之间仍然同相，在进行事故切换时如采用的是同时切换方式并且分合闸错开时间整定的极小则备用电源合上时两者之间的相角差也较小，合闸时所产生的冲击电流和自启动电流也较小，从而对供电系统所造成的影响也较小。

5 结束语

厂用快速切换装置是一种在发电厂中应用较多的一种设备，其通过对母线电源与别用电源之间的快速切换保障了发电厂的正常、安全运行。文章在分析厂用快速切换装置工作原理及切换方式的基础上对厂用快速切换装置工作中较易出现的故障进行了分析，从而能够在故障发生时采用相应的措施予以快速处理保障厂用快速切换装置的正常运行。此外，在发电厂的工作过程中需要对厂用快速切换装置的电源切换模式进行合理的设置以保障发电厂厂用电系统的安全、可靠的运行。

参考文献

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[3]崔伟，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.

作者简介：田晨，内蒙古包头人，内蒙古科技大学，硕士，中国华能北方联合电力达拉特发电厂工作。

张飞，内蒙古包头人，内蒙古科技大学，讲师，博士，主要从事新能源发电技术，微电网方向的研究。