1、中國 南京 南瑞繼保廠用電系統廠用電系統( (快切裝置快切裝置) )第一章第一章 概述概述l在發電廠中。廠用電源的安全可靠關系到發動機組、電廠乃至整個系統的安全運行，在發電機正常運行過程中，由于異常或事故導致突然失去廠用電源時，應當迅速將廠用負荷切換至備用電源。所以說，廠用電源的切換是機組安全可靠運行的重要環節。 l在廠用電源消失后，母線殘壓存在一個衰減的過程。如果立即合上備用電源，會對電動機造成很大的沖擊；如果待母線殘壓衰減到一定幅值再合上備用電源，廠用電動機的自啟動電流很大，造成母線電壓難以恢復。不管是以上哪種情況都會對電廠系統運行的穩定性帶來嚴重的危害。 l以往廣泛采用的備用電源自投裝置

2、，一般都是用工作電源斷路器的輔助觸點直接(或經低壓繼電器、延時繼電器)啟動備用電源投入。這種方式缺乏相頻檢測，廠用電切換時功率低、切換時間長。 概 述l 為了保障機爐在廠用電源切換過程中的運行穩定性，維持電能生產過程的連續穩定，大容量機組采用了新型微機廠用電快切裝置。該裝置具有檢查同期的快速切換、同期捕捉切換和檢查殘壓的切換功能。優先檢同期，進行快速切換。快切裝置具有正常情況下的手動切換，事故和不正常情況下的自動切換功能、手動切換加閉鎖功能，可以在操作臺上進行，也可以在裝置面板上進行操作，自動切換由保護啟動或裝置檢測到不正常情況后自行啟動，不正常情況包括工作電源開關誤跳和廠用母線失壓。手動切換

3、方式可選并聯和串聯，自動切換方式可選串聯和并聯。 概 述l 為了保障機爐在廠用電源切換過程中的運行穩定性，維持電能生產過程的連續穩定，大容量機組采用了新型微機廠用電快切裝置。該裝置具有檢查同期的快速切換、同期捕捉切換和檢查殘壓的切換功能。優先檢同期，進行快速切換。l快切裝置具有正常情況下的手動切換，事故和不正常情況下的自動切換功能、手動切換加閉鎖功能，可以在操作臺上進行，也可以在裝置面板上進行操作，自動切換由保護啟動或裝置檢測到不正常情況后自行啟動，不正常情況包括工作電源開關誤跳和廠用母線失壓。手動切換方式可選并聯和串聯，自動切換方式可選串聯和并聯。 概 述l廠用電源快切裝置 l為了很好地解決

4、備用電源自投需解決的問題及克服原備用電源自投裝置存在的問題，從20世紀90年代之后，我國研制并在國內中大型發電機組上廣泛應用了一種新的廠用電源切換裝置廠用電源快切裝置。 l廠用電源快切裝置的主要優點是“快速切換”電源。即廠用母線無故障的情況下，若在工作電源跳開的同時合上備用電源，從而避免了在廠用母線殘壓與備用電源之間相位差很大工況下投入備用電源問題。 l另外，由于在廠用電動機失壓時間很短的工況下投入備用電源，沖擊電流小，大大提高了備用電源自投的成功率。 l在快切裝置中，為了避免在廠用母線故障的工況下進行備用電源的切換，在裝置中設置了閉鎖元件，即由表征廠用母線或母線聯絡線有故障的母線保護或廠高變

5、分支保護啟動閉鎖元件而閉鎖快切裝置。此外，尚有其他閉鎖元件。 概 述第二章第二章 快切裝置硬件快切裝置硬件l指示燈說明指示燈說明l“運 行”燈為綠色，裝置正常運行時點亮；l“報 警”燈為黃色，報警情況發生時點亮,情況消失時自動熄滅；l“切換 閉鎖”燈為紅色，裝置因任何情況不允許執行切換動作時點亮；l“切換 動作”燈為綠色，起動一次切換后點亮，復歸后熄滅；l“分支1電源”燈為綠色，母線1由分支1供電時點亮，否則熄滅；l“分支2電源”燈為綠色，母線2由分支2供電時點亮，否則熄滅；l“并聯 允許”燈為綠色，并聯切換條件滿足時點亮，不滿足時熄滅；l“就 地”燈為綠色，“投遠控”開入退出時點亮，投入時熄

6、滅；l交流輸入變換插件交流輸入變換插件：l交流輸入變換插件為本裝置的第三個插件，槽號為2、3。l本插件提供4路電流輸入、8路電壓輸入。lU1bsa，U1bsa，U1bsb，U1bsb，U1bsc，U1bsc：母線1電壓（三相），取相電壓。lU2bsa，U2bsa，U2bsb，U2bsb，U2bsc，U2bsc：母線2電壓（三相），取相電壓。lU1，U1：分支1電壓，可取線電壓或相電壓。lU2，U2：分支2電壓，可取線電壓或相電壓。lI1a，I1a，I1c，I1c：分支1的a相、c相電流輸入。lI2a，I2a，I2c，I2c：分支2的a相、c相電流輸入。l325端子為裝置的接地點，應將該端子接至

7、接地銅排。l交流插件中電流輸入，按額定電流可分為1A、5A兩種，訂貨時請注明，投運前注意檢查。第三章第三章 快切原理快切原理基本原理基本原理l熱備方式下，切換是在工作電源側開關CB1與備用電源側開關CB2間進行；冷備方式下，切換是在工作電源側開關CB1與備用電源高低壓側開關CB3、CB2間進行切換。l下文中的“目標分支”概念解釋：若供電電源由工作電源側切換至備用電源側，則備用電源側為目標分支，CB3、CB2為目標分支開關；若由備用電源側切換至工作電源側，則工作電源側為目標分支，CB1為目標分支開關。快切基本原理示意圖：快切基本原理示意圖：l切換功能簡單說明如下表。切換類型切換類型起動方式起動方

8、式切換方式切換方式切換判定條件切換判定條件正常手動切換通過裝置菜單就地就地起動或通過控制臺/DCS遠方遠方起動并聯自動切換并聯切換并聯半自動切換串聯切換快速切換、越前相角切換、越前時間切換、殘壓切換、長延時切換同時切換事故切換保護接點起動串聯切換快速切換、越前相角切換、越前時間切換、殘壓切換、長延時切換同時切換非正常切換母線失壓自動起動串聯切換快速切換、越前相角切換、越前時間切換、殘壓切換、長延時切換同時切換開關偷跳起動串聯切換快速切換、越前相角切換、越前時間切換、殘壓切換、長延時切換(一一)、正常手動切換正常手動切換l正常手動切換是指正常情況下進行的廠用電源切換。通過裝置屏幕菜單或控制臺開關

9、或ECS/DCS系統手動起動切換，完成從工作電源到備用電源，或由備用電源到工作電源的雙向切換。l正常手動切換可以遠方起動切換也可以就地起動切換。l起動條件如圖 所示。l“投遠控”開入退出時，手動切換控制權限為“就地控制”，只能通過裝置屏幕菜單起動切換，操作過程詳見6.2.5節“本地命令”的“手動切換”部分。切換方式由“就地切換方式”定值決定；l“投遠控”開入投入時，手動切換控制權限為“遠方控制”，通過控制臺開關、屏上按鈕或ECS/DCS系統接入“手動切換”開入，手動起動切換。切換方式分為兩組：“手動切換方式選擇”開入投入時，切換方式為串聯切換或同時切換，由“遠方串同切換方式”定值決定；“手動切

10、換方式選擇”開入退出時，切換方式為并聯自動切換或并聯半自動切換，由“遠方并聯切換方式”定值決定。l切換過程簡述如下：l1）并聯自動切換l手動起動切換，并聯切換條件滿足時，合備用(工作)電源開關，延時滿足“并聯跳閘延時”定值，并確認備用(工作)電源開關合閘成功后，自動跳開工作(備用)電源開關。l2）并聯半自動切換l手動起動切換，并聯切換條件滿足時，合上備用(工作)電源開關，跳開工作(備用)電源開關的操作人工完成。若25s內工作(備用)電源開關仍未跳開，裝置告警閉鎖；l無論上述哪種方式，并聯切換條件均指：l(1)母線與目標分支間壓差=“并聯切換壓差”定值；l(2)母線與目標分支間頻差=“并聯切換頻

11、差”定值；l(3)母線與目標分支間相差=“并聯切換相差”定值；l(4)裝置未閉鎖。l若起動后并聯切換條件不滿足，裝置將閉鎖切換，等待復歸。l3）串聯切換）串聯切換l手動起動切換，發出跳工作(備用)電源開關命令，待工作(備用)電源開關跳開且切換條件滿足時，合上備用(工作)電源開關。切換條件包括：快速切換、越前相角切換、越前時間切換、殘壓切換、長延時切換。快速切換不成功時自動轉入越前相角切換、越前時間切換、殘壓切換、長延時切換。l3）串聯切換）串聯切換l快速切換條件為：起動切換后，母線電壓與目標分支電壓的頻差小于“快切頻差”定值、相差小于“快切相差”定值時快速切換條件滿足。l越前相角切換條件為：母

12、線電壓與目標分支電壓的相差等于“同捕越前相角”定值，且母線電壓與目標分支電壓的頻差小于“同捕允許頻差”定值時越前相角切換條件滿足。l越前時間切換條件為：根據當前母線電壓與目標分支電壓的頻差及相角差變化速度，實時計算“同捕越前時間”定值設定的延時后母線電壓與目標分支電壓間的相差，相差為零且且母線電壓與目標分支電壓的頻差小于“同捕允許頻差”定值時越前時間切換條件滿足。l殘壓切換條件為：當母線電壓幅值低于“殘壓切換幅值”定值時，殘壓切換條件滿足。l長延時切換條件為：在“長延時時間”定值設定的延時內，如果上述四種切換條件均不滿足，則延時結束后長延時切換條件滿足。l下文中的“快速切換、越前相角切換、越前

13、時間切換、殘壓切換、長延時切換”切換條件均與上述描述一致。l4）同時切換）同時切換l手動起動切換，發出跳工作(備用)電源開關命令，經定值“同時切換合閘延時”后，無論工作(備用)電源開關是否跳開，切換條件滿足時即發合備用(工作)電源開關命令。切換條件包括：快速切換、越前相角切換、越前時間切換、殘壓切換、長延時切換。快速切換不成功時自動轉入越前相角切換、越前時間切換、殘壓切換、長延時切換。l(二二)、事故切換事故切換l事故切換是指由于工作電源側故障而引起的切換。將發電機、變壓器或發-變組保護出口接點接入本裝置的“保護起動”開入，由保護出口起動切換，只能由工作電源側切換至備用電源側。l事故切換分為串

14、聯切換和同時切換兩種方式，由“事故切換方式”定值決定。起動條件如圖 所示。l切換過程簡述如下：l1）串聯切換l由反映工作電源側故障的保護出口起動，發出跳工作電源開關命令，待工作電源開關跳開且切換條件滿足時，合上備用電源開關。切換條件包括：快速切換、越前相角切換、越前時間切換、殘壓切換、長延時切換。快速切換不成功時自動轉入越前相角切換、越前時間切換、殘壓切換、長延時切換。l2）同時切換l由反映工作電源側故障的保護出口起動，發出跳工作電源開關命令，經定值“同時切換合閘延時”后，無論工作電源開關是否跳開，切換條件滿足時即發合備用電源開關命令。切換條件包括：快速切換、越前相角切換、越前時間切換、殘壓切

15、換、長延時切換。快速切換不成功時自動轉入越前相角切換、越前時間切換、殘壓切換、長延時切換。l切換過程簡述如下：l1）串聯切換l由反映工作電源側故障的保護出口起動，發出跳工作電源開關命令，待工作電源開關跳開且切換條件滿足時，合上備用電源開關。切換條件包括：快速切換、越前相角切換、越前時間切換、殘壓切換、長延時切換。快速切換不成功時自動轉入越前相角切換、越前時間切換、殘壓切換、長延時切換。l2）同時切換l由反映工作電源側故障的保護出口起動，發出跳工作電源開關命令，經定值“同時切換合閘延時”后，無論工作電源開關是否跳開，切換條件滿足時即發合備用電源開關命令。切換條件包括：快速切換、越前相角切換、越前

16、時間切換、殘壓切換、長延時切換。快速切換不成功時自動轉入越前相角切換、越前時間切換、殘壓切換、長延時切換。 (三三)、不正常切換不正常切換l不正常切換是由母線非故障性低壓引起的切換。不正常切換分為以下兩種情況：l(1) 母線失壓切換母線失壓切換l母線電壓均持續低于“失壓起動幅值”定值的時間超過“失壓起動延時”定值，裝置自動起動切換。l母線失壓切換分為串聯和同時兩種方式，由“失壓切換方式”定值決定，切換過程與事故切換相同，只能由工作電源側切換至備用電源側。l起動條件如圖 所示。(2)、開關偷跳切換開關偷跳切換l因誤操作、開關機構故障等原因造成工作電源開關誤跳開時，裝置自動起動切換，切換條件滿足時

17、，合上備用電源開關。只能由工作電源側切換至備用電源側。切換條件包括：快速切換、越前相角切換、越前時間切換、殘壓切換、長延時切換。快速切換不成功時自動轉入越前相角切換、越前時間切換、殘壓切換、長延時切換。l起動條件如圖 所示。l快切裝置的快切裝置的輔助功能輔助功能：l低壓減載功能低壓減載功能l裝置共設置兩段低壓減載出口，“減載I”和“減載II”，兩段出口動作過程相同，以低壓減載一段為例：在切換過程中，當母線電壓均持續低于“低壓減載一段幅值”定值，滿足定值“低壓減載一段延時”的設定延時后，為利于重要輔機自起動，低壓減載一段出口，切除次要輔機。出口接點為1s的閉合脈沖信號。l兩段延時定值和電壓幅值可

18、分別設定，以目標分支開關合上為延時起始時間。此功能只在本裝置進行切換時且目標分支開關合上后自動投入，投入1s后自動退出。l后加速保護功能后加速保護功能l在切換時為防止目標分支誤投故障母線，本裝置將輸出兩副脈沖信號接點，與分支后加速保護配合，快速切除故障。該接點為1s的閉合脈沖信號。l對于無分支保護的場合，本裝置提供后加速保護功能。目標分支開關合上后，在后加速有效時間內監視目標分支電流，如任一相電流超過“后加速電流幅值”定值，滿足“后加速延時”定值后跳目標分支開關。l 第四章第四章 裝置裝置定值及整定說明定值及整定說明序號定值名稱整定范圍單位備注 1失壓起動幅值20.090.0% 2失壓起動延時

19、0.1005.000s 3并聯切換壓差0.020.0% 4并聯切換頻差0.020.50Hz 5并聯切換相差0.520.0deg 6并聯跳閘延時0.0105.000s 7同時切換合閘延時0.0010.500s 8快切頻差0.102.00Hz 9快切相差0.560.0deg 10同捕允許頻差0.105.00Hz 11同捕越前相角-120.0-30.0deg 12同捕越前時間0.0010.150s 13殘壓切換幅值20.060.0% 14長延時時間0.50010.000s15低壓減載一段幅值20.080.0%16低壓減載二段幅值20.080.0%17低壓減載一段延時0.00020.000s18低壓減

20、載二段延時0.00020.000s19后加速電流幅值10.04000.0%20后加速延時0.0000.500s21后備失電幅值50.090.0%22后備失電延時0.2000.500s23備用高低側合閘延時0.0000.150s24TA二次額定1,5A25工作分支TV二次額定57.74,100或63.51,110V26備用分支TV二次額定57.74,100或63.51,110V27工作側轉角0,30,60,90,120，150deg分支1TV電壓與母線電壓Uab初始夾角28備用側轉角0,30,60,90,120，150deg分支2TV電壓與母線電壓Uab初始夾角29分合閘脈沖最大展寬時間0.10

21、010.000sl定值序號1和2：用于母線失壓切換。母線電壓均持續低于定值1的時間超過定值2的設定延時，母線失壓切換起動。l定值序號3、4、5：用于并聯切換條件判定。當母線電壓與目標分支電壓的壓差、頻差、相差小于定值3、4、5時并聯切換條件滿足。l定值序號6：用于并聯自動切換方式。手動并聯自動切換起動后，合備用(工作)電源開關，延時定值6設定的時間，自動跳開工作(備用)電源開關。l定值序號7：用于同時切換方式。為避免兩電源分支并列，發出跳工作(備用)電源開關命令后，滿足定值7設定延時且切換條件滿足時發合備用(工作)電源開關命令。l定值序號8、9：用于快速切換條件判定。起動切換后，母線電壓與目標

22、分支電壓的頻差、相差小于定值8、9時快速切換條件滿足，否則快速切換條件判定失敗。l定值序號10：用于越前相角切換和越前時間切換條件判定。越前相角切換和越前時間切換條件判定過程中，母線電壓與目標分支電壓的頻差大于定值10時，越前相角切換和越前時間切換條件判定失敗。l定值序號11：用于越前相角切換條件判定。母線電壓與目標分支電壓的相差等于定值11時，越前相角切換條件滿足。l定值序號12：用于越前時間切換條件判定。根據當前母線電壓與目標分支電壓的頻差及相角差變化速度，實時計算定值12設定的延時后母線電壓與目標分支電壓間的相差，相差為零時越前時間切換條件滿足。l定值序號13：用于殘壓切換條件判定。當母

23、線電壓幅值低于定值13時，殘壓切換條件滿足。l定值序號14：用于長延時切換條件判定。在定值14設定的延時內，如果其它切換條件均不滿足，則延時結束后長延時切換條件滿足。l定值序號15、16、17、18：用于低壓減載功能。切換起動，目標分支開關合上后, 母線電壓幅值持續低于定值15 (二段為定值16)，滿足定值17(二段為定值18)的設定延時后，低壓減載出口。l定值序號19、20：用于后加速保護功能。切換起動，目標分支開關合上后，目標分支電流幅值持續大于定值19，滿足定值20的設定延時后，后加速動作。l定值序號21、22：用于后備失電功能。當目標電源分支電壓幅值持續低于定值21的時間超過定值22的

24、設定延時，后備失電條件滿足，裝置報警。若“后備失電閉鎖”定值為投入，則同時閉鎖切換。l定值序號23：用于備用電源分支備變冷備用方式時，高低壓側開關的合閘延時。l定值序號24：用于電流量顯示。根據TA的二次額定值設定。l定值序號25：用于電壓量顯示。工作側電壓Uwk取相電壓時，定值設定為57.74或63.51；工作側電壓Uwk取線電壓時，定值設定為100或110。l定值序號26：參考定值25。l定值序號27：用于調整因工作側電壓Uwk接線方式的不同而產生的初始角差，以母線電壓Uab為基準。定值整定為工作側電壓Uwk與母線電壓Uab初始夾角。l定值序號28：參考定值27。l定值序號29：跳、合閘脈

25、沖發出后，超過定值29設置的時間，開關輔助接點位置與預期不一致，裝置報開關拒動。控制字定值及整定說明控制字定值及整定說明序號定值名稱整定范圍備注1正常切換0,10:退出；1:投入2就地切換方式030:串聯；1:同時2:并聯自動3:并聯半自動3遠方串同切換方式0,10:串聯；1:同時4遠方并聯切換方式0,10:并聯自動1:并聯半自動5事故切換0,10:退出；1:投入6事故切換方式0,10:串聯；1:同時7失壓切換0,10:退出；1:投入8失壓切換方式0,10:串聯；1:同時9偷跳切換0,10:退出；1:投入10快速切換0,10:退出；1:投入11越前時間切換0,10:退出；1:投入12越前相角切換0,10:退出；1:投入13殘壓切換0,10:退出；1:投入14長延時切換0,10:退出；1:投入15低壓減載一段0,10:退出；1:投入16低壓減載二段0,10:退出；1:投入17后加速0,10:退出；1:投入18后備失電閉鎖0,10:退出；1:投入19備變狀態0,10:冷備；1:熱備20切換