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1、火力发电厂厂用电快切装置的应用在火力发电厂厂用电的切换是否正确可靠，直接影响着机组设备的安全。早期火力发电厂厂用电的切换主要是采用备自投技术，其存在切换时间长可靠性低等缺陷，随着技术的发展，快切技术在火力发电厂厂用电的切换得到了广泛应用，下面就嵩屿电厂二期厂用电快切装置（ABB SUE3000）作个简介。1 操作方式本章包括了SUE3000快速切换装置的功能方面上的介绍。然而，由于项目上客户的特殊要求，不是所有的特殊要求的说明都被包含在本文档内。 1.1 需要的接口以下接口在快速切换装置安装连接时候需要被考虑到（如果适用）1断路器间隔（见4.1.1和4.1.2）a)断路器的位置指示b)断路器合
2、分闸控制回路c)可抽出的断路器单元中，弹簧储能状态和断路器的试验运行位置2.测量（见4.1.3）a)母线，主进线和备用进线的电压b)两个进线的相应的电流3.启动(见4.1.4)保护或手动启动a)快速保护启动b)在设备或控制室上启动快速切换（就地/远方选择）c)内部低电压（相对相电压）或外部低电压继电器（相对相电压或3相电压采集）启动低电压保护4.远方控制（见4.1.5）快速切换设备的所有功能都可以远方控制5.远方信号（见4.1.6）所有相应的快切操作进行的模式可以由SUE3000的无源信号接点来表示。在相应的工程图纸中可以找到信号输入输出相对应的二进制输入输出模块。以上的接口在以下各条中能被更
3、仔细的考虑。1.1.1 断路器的位置指示为了监视断路器的位置，每一个断路器需要提供其常开和常闭的无源不带延时的接点，快速切换装置执行一个异或的操作来保证操作的安全性，如果断路器的位置无法正确指示，快速切换装置将不能被执行任何操作。对于可以抽出的断路器的设计，SUE3000通常需要一个位置触头来指示断路器处于工作位置。在断路器的弹簧储能机构被监视的时候，需要把一个表示电动机储能已满的无源接点串联到断路器的工作位置的接点上，为了保证SUE3000在完成切换操作后，在电动机的储能过程中不发出“NoReady”的信息。在内部需要确定一定时间，来延迟该信息的显示，在调试的过程中可以设置该时间参数。和切换
4、有关的断路器状态（分/合，工作位置）会在快速切换装置的人机界面上显示。 图4-1 断路器的状态指示在母线有过电流故障的时候，需要通过在进线上的过电流保护继电器的保护动作信号闭锁快速切换装置，为了进行下一次切换，快速切换装置需要在切换操作前被复归。在低电压启动快速切换装置的功能被激活的时候，为了防止一些不必要的切换，以下信号将被考虑，在每个低电压保护回路中，需要提供相应的进线柜的过电流保护的启动信号，在母线有故障的时候，快切装置将通过这些过电流保护信号来闭锁低电压启动信号。为了保证在PT回路上MCB跳闸时候低电压不启动快切，相应的MCB跳闸的辅助接点将接到快切装置中被监视。1.1.2 断路器控制
5、断路器可以用单极或双极控制，命令回路应该被连接到相应的开关量输入输出模块的重载输出模块中。1.1.3 测量电压SUE3000的切换功能主要由测量电压（模拟量信号处理）和断路器的位置指示状态（切换方向）来实现。断路器的位置决定了现在的切换方向（1-2或2-1）也决定了哪个馈线为备用的馈线。注：快速切换设备需要得到断路器的确定位置，一次快速切换操作只能在一个断路器分闸，另外一个断路器合闸的情况下进行。如果相应的备用进线的电压低于80Un（默认设置值）,对于快速切换装置来说，备用进线被认为没有准备好。如果母线电压低于70Un（默认设置值），其快速切换的原理已经不再满足了，由于在母线电压和备用电压的差
6、异，快速切换装置将不再执行快速切换操作，它将执行首次同相切换，残压切换或延时切换。快速切换装置在持续的监视进线的低电压，对于这种低电压是否在快速切换装置内启动切换操作，可以在项目的设计阶段决定。快速切换装置由相应的备用进线的电压和母线的残压来动态决定进行哪种模式的切换。1.1.4 启动快速切换装置由以下三个不同的方式来启动，它们是相互不兼容的。他们有不同的外部闭锁条件和不同的内部处理时间1.手动启动手动启动的快速切换装置可以从设备上或远方通过设备的二进制口输入进行，取决于就地/远方的电子钥匙的设置，手动切换是不受方向限制的。即启动切换操作在任何一个方向上都是可能的。2.保护启动 快速切换装置的
7、保护启动信号通过单元保护，变压器保护或其它方式输入（带方向控制）。3.低电压启动如果没有快速保护的输入信号存在，相应的进线低电压信号可以启动快速切换装置，相应馈线的低电压保护监视电压的模拟信号，其测量电压是相对相的电压，在项目设计的过程中，低电压启动的信号将被包括在快切控制的逻辑中，低电压监视能包括在切换过程中，另外在两个不同的切换方向，可以有外部的低电压继电器不带延时的输入到快切装置，快切装置内部带了一个延时的设置。注：在低电压启动的时候，必须要注意没有快速切换可以发生，由于母线电压通常总是低于70Un(典型的UUmin2的判据将不再满足。在低电压启动被激活时候，过电流保护信号和MCB的跳闸
8、信号在控制逻辑中也被考虑进去。1.1.5 远方控制 SUE3000快速切换装置的所有功能都可以由远方控制(在电子钥匙设置为远方控制时)，远方通过二进制输入进行控制。 快速切换装置提供了以下单独的操作控制远方控制的选项1SUE3000投入(控制菜单)2SUE3000退出(控制菜单)3手动启动(控制菜单)4复归闭锁(控制菜单)以上的控制功能如果由控制系统激活，需要提供最小100ms的控制脉冲（由于SUE3000的内部循环时间决定了）。1.1.6 远方信号 所有的相应的操作，功能显示和报警信息可以由SUE3000快速切换装置的常开的无源接点或可选的可复归的接点上来指示。在项目设计或现场可以决定相应的
9、信号输出。以下的操作和报警信息可以作为远方的控制信号输出。操作显示1SUE3000运行2SUE3000退出运行3切换准备就绪4同步（快速切换允许）切换过程和切换成功的信号1每次切换的信号2残压或延时切换的信号3进行快切的信号4执行了残压切换5执行了首次同相切换6手动切换启动故障或报警信息1未准备好2闭锁3母线残压低4备用馈线电压低5控制回路故障6手动启动执行具体的信号输出见相应的工程图纸1.2 通讯功能SUE3000可以通过通讯和上层控制系统连接，可以采用以下的通讯协议 SPABUS接口 LON通讯协议 IEC-60870-5-103通讯协议 MODBUSRTU通讯协议1.3 切换模式 决定切
10、换模式的关键是启动快切装置的瞬间电力系统的状态，根据系统的物理状态选择最优的切换模式。 另外，断路器的位置指示和外部的闭锁条件对切换的决定也是很重要的，模拟信号的监视也是非常重要，由于在SUE3000在不同的外部条件下执行不同的切换模式，在以下有更清晰的解释给出。1.3.1 信号处理的操作方式SUE3000快速切换装置提供了一个逻辑信号处理模块，它考虑到了馈线的状态和操作特性。另外，它监视相应回路的低电压，使SUE3000装置提供了一个内部的低电压启动切换的可选功能母线电压和备用馈线电压在被持续监视，并且和逻辑处理模块进行通讯，这意味者，当前的测量值在每次快切启动的都已经存在了，并在切换的时候
11、决定了切换的模式以下几个判据被快切装置进行单独的监视和测量1jjmax（相角判据）该相角指母线电压和备用馈线电压之间的相角差，构成同步判据的角度差限值，可以根据超前或滞后的母线电压进行调整，典型的设定值是jmax=20只有在两个监视回路中的相角都在规定的范围内，快速切换才可以被进行，相角差直接影响到两个回路的的电压差。2DfUmin1(备用电压正常判据)备用馈线电压也被监视，备用回路的电压是否正常也非常重要，通常Umin被整定为正常电压Unormal的80Un，只有在启动的时候，备用馈线的电压正常，SUE3000才可以进行快速切换。4UbusbarUmin2(母线电压判据)母线电压监视来判断快
12、切是否可以正常进行，它和相角和频差一样也被视为快切的一个条件Umin2的限值厂内被设置为70%Un如果母线电压低于设定值，切换时候将会产生暂态效应，母线和备用电压的差值将超过限值，甚至在同步的网络中，快速切换操作也不能被进行。1.3.2 快速切换 对于不间断的切换，快速切换装置进行了快速切换，在母线和备用馈线同步的情况下（见4.3.1的条件），合分闸命令同时被快速切换装置发出到断路器。如果一个断路器固有的合闸时间大于分闸时间，将有一段的无电流时间发生，其时间长度由断路器的操作时间决定。如果断路器的分闸时间大于合闸时间，在两个进线中将产生一个短时间的耦合时间，其时间长度由相应的断路器动作的时间差
13、决定。SUE3000的快速切换装置，可以设置最大30ms的时间，使断路器操作命令延时,这个经常为了缩短无流时间（或耦合时间），该设置在断路器合分闸的时候。分别补偿合分闸时间。图4-2快速切换的波形图 1母线电压2母线和备用进线的电压差3主进线电流4备用进线电流5切换时间1.3.3 首次同相切换首次同相切换发生在快切启动的时候网络没有同步的时候，对于这种切换，分闸命令是立刻发生的，合闸命令在备用网络和母线电压差值最小的时候发出。 图4-3首次同相点切换的相量图 Ustand-by备用电源电压Ubusbar母线电压jUstand-by和Ubusbar的相角dj/dt角度的速度 断路器的合闸窗口快速
14、切换装置决定首次同相点，为了补偿固定过程时间（SUE3000装置操作时间，断路器合闸操作时间）合闸命令在实际的最小差压发生前的一个固定的超前时间窗口发出，对首次同相切换，项目设计的细节（例如，断路器操作时间，允许的频差，合闸窗口）必须被一一考虑，由于这个原因，这个功能需要非常仔细的工程设计和小心的调试。 图4-4首次同相点切换的波形图 1母线电压2母线和备用进线的电压差3主进线电流4备用进线电流5切换时间为了使首次同相切换可能，需要快速断路器，其总的合闸时间小于100ms(SUE3000的快切装置的动作时间和断路器的操作时间)失电母线的频率变换率不应超过最大的频差dmax/dt=15Hz/s，甚至在那些首次同相切换判据满足的时候，首次同相切换并不是都可以成功的。它取决于每个不
