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1、中国 南京 南瑞继保 厂用电系统(快切装置) 第一章 概述 l在发电厂中。厂用电源的安全可靠关系到发动机组、电厂 乃至整个系统的安全运行，在发电机正常运行过程中，由 于异常或事故导致突然失去厂用电源时，应当迅速将厂用 负荷切换至备用电源。所以说，厂用电源的切换是机组安 全可靠运行的重要环节。 l 在厂用电源消失后，母线残压存在一个衰减的过程。 如果立即合上备用电源，会对电动机造成很大的冲击；如 果待母线残压衰减到一定幅值再合上备用电源，厂用电动 机的自启动电流很大，造成母线电压难以恢复。不管是以 上哪种情况都会对电厂系统运行的稳定性带来严重的危害 。 l 以往广泛采用的备用电源自投装置，一般都
2、是用工作 电源断路器的辅助触点直接(或经低压继电器、延时继电器) 启动备用电源投入。这种方式缺乏相频检测，厂用电切换 时功率低、切换时间长。 概 述 l 为了保障机炉在厂用电源切换过程中的运行稳定性， 维持电能生产过程的连续稳定，大容量机组采用了新型微 机厂用电快切装置。该装置具有检查同期的快速切换、同 期捕捉切换和检查残压的切换功能。优先检同期，进行快 速切换。快切装置具有正常情况下的手动切换，事故和不 正常情况下的自动切换功能、手动切换加闭锁功能，可以 在操作台上进行，也可以在装置面板上进行操作，自动切 换由保护启动或装置检测到不正常情况后自行启动，不正 常情况包括工作电源开关误跳和厂用母
3、线失压。手动切换 方式可选并联和串联，自动切换方式可选串联和并联。 概 述 l 为了保障机炉在厂用电源切换过程中的运行稳定性， 维持电能生产过程的连续稳定，大容量机组采用了新型微 机厂用电快切装置。该装置具有检查同期的快速切换、同 期捕捉切换和检查残压的切换功能。优先检同期，进行快 速切换。 l快切装置具有正常情况下的手动切换，事故和不正常情况 下的自动切换功能、手动切换加闭锁功能，可以在操作台 上进行，也可以在装置面板上进行操作，自动切换由保护 启动或装置检测到不正常情况后自行启动，不正常情况包 括工作电源开关误跳和厂用母线失压。手动切换方式可选 并联和串联，自动切换方式可选串联和并联。 概
4、 述 l厂用电源快切装置 l 为了很好地解决备用电源自投需解决的问题及克服原备用电源自 投装置存在的问题，从20世纪90年代之后，我国研制并在国内中大型 发电机组上广泛应用了一种新的厂用电源切换装置厂用电源快切 装置。 l 厂用电源快切装置的主要优点是“快速切换”电源。即厂用母线无 故障的情况下，若在工作电源跳开的同时合上备用电源，从而避免了 在厂用母线残压与备用电源之间相位差很大工况下投入备用电源问题 。 l 另外，由于在厂用电动机失压时间很短的工况下投入备用电源， 冲击电流小，大大提高了备用电源自投的成功率。 l 在快切装置中，为了避免在厂用母线故障的工况下进行备用电源 的切换，在装置中设
5、置了闭锁元件，即由表征厂用母线或母线联络线 有故障的母线保护或厂高变分支保护启动闭锁元件而闭锁快切装置。 此外，尚有其他闭锁元件。 概 述 第二章 快切装置硬件 l指示灯说明 l“运 行”灯为绿色，装置正常运行时点亮； l“报 警”灯为黄色，报警情况发生时点亮,情况消失时自动熄灭； l“切换 闭锁”灯为红色，装置因任何情况不允许执行切换动作时点亮； l“切换 动作”灯为绿色，起动一次切换后点亮，复归后熄灭； l“分支1电源”灯为绿色，母线1由分支1供电时点亮，否则熄灭； l“分支2电源”灯为绿色，母线2由分支2供电时点亮，否则熄灭； l“并联 允许”灯为绿色，并联切换条件满足时点亮，不满足时熄
6、灭； l“就 地”灯为绿色，“投远控”开入退出时点亮，投入时熄灭； l交流输入变换插件： l交流输入变换插件为本装置的第三个插件，槽号为2、3。 l本插件提供4路电流输入、8路电压输入。 lU1bsa，U1bsa，U1bsb，U1bsb，U1bsc，U1bsc：母线1电压（三 相），取相电压。 lU2bsa，U2bsa，U2bsb，U2bsb，U2bsc，U2bsc：母线2电压（三 相），取相电压。 lU1，U1：分支1电压，可取线电压或相电压。 lU2，U2：分支2电压，可取线电压或相电压。 lI1a，I1a，I1c，I1c：分支1的a相、c相电流输入。 lI2a，I2a，I2c，I2c：分
7、支2的a相、c相电流输入。 l325端子为装置的接地点，应将该端子接至接地铜排。 l交流插件中电流输入，按额定电流可分为1A、5A两种，订货时请注明 ，投运前注意检查。 第三章 快切原理 基本原理 l热备方式下，切换是在工作 电源侧开关CB1与备用电源 侧开关CB2间进行；冷备方 式下，切换是在工作电源侧 开关CB1与备用电源高低压 侧开关CB3、CB2间进行切 换。 l下文中的“目标分支”概念解释 ：若供电电源由工作电源侧 切换至备用电源侧，则备用 电源侧为目标分支，CB3、 CB2为目标分支开关；若由 备用电源侧切换至工作电源 侧，则工作电源侧为目标分 支，CB1为目标分支开关。 快切基本
8、原理示意图： l切换功能简单说明如下表。 切换类换类 型起动动方式切换换方式切换换判定条件 正常手动切换通过装置菜单 就地起动或通 过控制台/DCS 远远方起动 并联自动切换并联切换 并联半自动切换 串联切换快速切换、越前相角切换、 越前时间 切换、残压切换 、长延时切换 同时切换 事故切换保护接点起动串联切换快速切换、越前相角切换、 越前时间 切换、残压切换 、长延时切换 同时切换 非正常切换母线失压自动 起动 串联切换快速切换、越前相角切换、 越前时间 切换、残压切换 、长延时切换 同时切换 开关偷跳起动串联切换 快速切换、越前相角切换、 越前时间 切换、残压切换 、长延时切换 (一)、正
9、常手动切换 l正常手动切换是指正常情况下进行的厂用电源切换。通过装置屏幕菜单或控制台开关 或ECS/DCS系统手动起动切换，完成从工作电源到备用电源，或由备用电源到工作电 源的双向切换。 l正常手动切换可以远方起动切换也可以就地起动切换。 l起动条件如图 所示。 l“投远控”开入退出时，手动切换控制权限为“就地控制”，只能通过装置屏幕菜 单起动切换，操作过程详见6.2.5节“本地命令”的“手动切换”部分。切换方式由 “就地切换方式”定值决定； l“投远控”开入投入时，手动切换控制权限为“远方控制”，通过控制台开关、屏 上按钮或ECS/DCS系统接入“手动切换”开入，手动起动切换。切换方式分为
10、两组：“手动切换方式选择”开入投入时，切换方式为串联切换或同时切换，由 “远方串同切换方式”定值决定；“手动切换方式选择”开入退出时，切换方式为 并联自动切换或并联半自动切换，由“远方并联切换方式”定值决定。 l切换过程简述如下： l1）并联自动切换 l手动起动切换，并联切换条件满足时，合备用(工作)电源开关，延时满足“并 联跳闸延时”定值，并确认备用(工作)电源开关合闸成功后，自动跳开工作(备 用)电源开关。 l2）并联半自动切换 l手动起动切换，并联切换条件满足时，合上备用(工作)电源开关，跳开工作( 备用)电源开关的操作人工完成。若25s内工作(备用)电源开关仍未跳开，装置 告警闭锁；
11、l无论上述哪种方式，并联切换条件均指： l(1)母线与目标分支间压差=“并联切换压差”定值； l(2)母线与目标分支间频差=“并联切换频差”定值； l(3)母线与目标分支间相差=“并联切换相差”定值； l(4)装置未闭锁。 l若起动后并联切换条件不满足，装置将闭锁切换，等待复归。 l3）串联切换 l手动起动切换，发出跳工作(备用)电源开关命令 ，待工作(备用)电源开关跳开且切换条件满足时 ，合上备用(工作)电源开关。切换条件包括：快 速切换、越前相角切换、越前时间切换、残压切 换、长延时切换。快速切换不成功时自动转入越 前相角切换、越前时间切换、残压切换、长延时 切换。 l3）串联切换 l快速
12、切换条件为：起动切换后，母线电压与目标分支电压的频差小于 “快切频差”定值、相差小于“快切相差”定值时快速切换条件满足。 l越前相角切换条件为：母线电压与目标分支电压的相差等于“同捕越 前相角”定值，且母线电压与目标分支电压的频差小于“同捕允许频差” 定值时越前相角切换条件满足。 l越前时间切换条件为：根据当前母线电压与目标分支电压的频差及相 角差变化速度，实时计算“同捕越前时间”定值设定的延时后母线电压 与目标分支电压间的相差，相差为零且且母线电压与目标分支电压的 频差小于“同捕允许频差”定值时越前时间切换条件满足。 l残压切换条件为：当母线电压幅值低于“残压切换幅值”定值时，残压 切换条件
13、满足。 l长延时切换条件为：在“长延时时间”定值设定的延时内，如果上述四 种切换条件均不满足，则延时结束后长延时切换条件满足。 l下文中的“快速切换、越前相角切换、越前时间切换、残压切换、长 延时切换”切换条件均与上述描述一致。 l4）同时切换 l手动起动切换，发出跳工作(备用)电源开关命 令，经定值“同时切换合闸延时”后，无论工作( 备用)电源开关是否跳开，切换条件满足时即 发合备用(工作)电源开关命令。切换条件包括 ：快速切换、越前相角切换、越前时间切换、 残压切换、长延时切换。快速切换不成功时自 动转入越前相角切换、越前时间切换、残压切 换、长延时切换。 l(二)、事故切换 l事故切换是
14、指由于工作电源侧故障而引起的切换。将发电机、变压器或发-变 组保护出口接点接入本装置的“保护起动”开入，由保护出口起动切换，只能由 工作电源侧切换至备用电源侧。 l事故切换分为串联切换和同时切换两种方式，由“事故切换方式”定值决定。起 动条件如图 所示。 l切换过程简述如下： l1）串联切换 l由反映工作电源侧故障的保护出口起动，发出跳工作电源开关命令，待工作 电源开关跳开且切换条件满足时，合上备用电源开关。切换条件包括：快速 切换、越前相角切换、越前时间切换、残压切换、长延时切换。快速切换不 成功时自动转入越前相角切换、越前时间切换、残压切换、长延时切换。 l2）同时切换 l由反映工作电源侧
15、故障的保护出口起动，发出跳工作电源开关命令，经定值“ 同时切换合闸延时”后，无论工作电源开关是否跳开，切换条件满足时即发合 备用电源开关命令。切换条件包括：快速切换、越前相角切换、越前时间切 换、残压切换、长延时切换。快速切换不成功时自动转入越前相角切换、越 前时间切换、残压切换、长延时切换。 l切换过程简述如下： l1）串联切换 l由反映工作电源侧故障的保护出口起动，发出跳工作电源开关命令，待工作 电源开关跳开且切换条件满足时，合上备用电源开关。切换条件包括：快速 切换、越前相角切换、越前时间切换、残压切换、长延时切换。快速切换不 成功时自动转入越前相角切换、越前时间切换、残压切换、长延时切
16、换。 l2）同时切换 l由反映工作电源侧故障的保护出口起动，发出跳工作电源开关命令，经定值“ 同时切换合闸延时”后，无论工作电源开关是否跳开，切换条件满足时即发合 备用电源开关命令。切换条件包括：快速切换、越前相角切换、越前时间切 换、残压切换、长延时切换。快速切换不成功时自动转入越前相角切换、越 前时间切换、残压切换、长延时切换。 (三)、不正常切换 l不正常切换是由母线非故障性低压引起的切换。不正常切换分为以下两种情 况： l(1) 母线失压切换 l母线电压均持续低于“失压起动幅值”定值的时间超过“失压起动延时”定值，装 置自动起动切换。 l母线失压切换分为串联和同时两种方式，由“失压切换方式”定值决定，切换过 程与事故切换相同，只能由工作电源侧切换至备用电源侧。 l起动条件如图 所示。 (2)、开关偷跳切换 l因误操作、开关机构故障
