廠用電快切裝置不能實現全自動切換原因分析

王春雨    

摘要：在薩拉齊電廠的2次廠用電切換過程中,，出現工作、備用電源開關同時合閘,，即原工作電源開關未跳開情況,。分析原因為在目標電源開關合上后，通過開關的電流未達到快切裝置中設定的開關有電流定值,。根據廠用切換過程中工作分支電流與備用分支電流均會發(fā)生變化的特點,，將原來有電流定值只考慮目標開關改為同時考慮原工作開關和目標開關，降低了有電流定值,，既能保證設備安全運行,，又能保證切換裝置的可靠切換。改進后的廠用切換裝置在操作過程中再未發(fā)生類似故障,，效果較好,。

關鍵詞： 廠用電快切裝置     工作開關     目標開關     有電流定值     開關電流相關性    

Analysis of Reasons that Power Plant Fast Cutting Device cannot Changeover Automatically

Wang Chunyu    

Abstract:In the condition that working and backup power supply switch on at the same time during the process of auxiliary power changeover at Salaqi power plant, which means the power supply is not out of the original work. The reasons are analyzed, when the target power supply closed, the current through the switch does not meet the setting values of the fast cutting device. According to the characteristics of working branch current and backup branch current are changed during process of auxiliary power changeover, taking into account the original work switch and the target switch together when setting the original current value, instead of only considering the target switch, reduce the current setting values, not only ensure the safety running of the equipments, but also the reliability of the switching devices. The improved device never fail in the operation process, which effects better.

Key words: fast cutting device used in power plant     working switch     target switch     current setting     correlation of switch current    

1 薩拉齊電廠廠用電源切換存在的問題

神華國能神東電力有限責任公司薩拉齊發(fā)電 廠（以下簡稱薩拉齊電廠）接入蒙西電網，機組容量 2×300MW,，一回出線,，送入500kV包北變電站，而 啟動備用容量由所在地土默特右旗220kV變電站 中110kV電壓等級供電,，該電廠在蒙西電網中所處 位置見圖 1所示^[1],。

從圖 1可以看出,，由于薩拉齊電廠與包北變電 站聯系經過了三級降壓,，并受到地區(qū)負荷影響，廠 用備用電源不存在頻差,，但存在一定的角差,、壓 差。在廠用電快切裝置切換過程中由于土右變電 站110kV側接帶地方負荷較多（110kV側共有5條 線路）,，地方負荷較大,，并且土右變電站220kV與 110kV聯絡變壓器容量僅為120kVA,，110kV側所 帶負荷均通過聯絡變壓器接帶，機組啟動期間廠用 電容量占用較多,，因此在機組啟動過程中線路末端 電壓降低較多,。同時由于電廠接帶負荷多為感性 負荷，高壓廠用變壓器與啟動備用變壓器低壓側兩 電壓間角差也較大,。在機組啟動并網后,，雖然可以 用啟動備用變壓器分接頭進行調壓，但兩電壓相位 角難以改變,，且隨著機組負荷的增加,，110kV側負 荷增加，相角差也在加大,，最大時超過廠用電快切 裝置角度差設定值15° ^[2],。這樣會導致廠用電快切 裝置閉鎖切換功能，廠用電無法切換,，尤其是在電 網用電高峰期,，土右變電站也易產生過負荷。為了 使廠用電能夠順利切換,，根據運行經驗,，通常應在 機組負荷不高時（約50MW）進行廠用電切換。對 于循環(huán)流化床機組,，在負荷為50MW時機組運行穩(wěn) 定,，床溫在800℃左右，廠用電切換條件較為成熟,。

薩拉齊電廠300MW機組采用的廠用電快切裝 置切換方式為全自動快速切換方式,。在2013年1 月的連續(xù)2次廠用電源切換過程中發(fā)生了切換目標 電源開關合上后，原帶廠用負荷開關未斷開故障,， 給機組的安全運行造成威脅,，急需處理。 2 廠用電切換故障原因分析

對于快切裝置,，為保證廠用電切換的可靠性,， 切換后目標電源開關應在有一定電流的情況下才 允許斷開原工作電源開關。薩拉齊電廠廠用電快 切裝置目標電源開關有電流定值為0.54A,，廠用分 支及備用分支電流互感器變比均為4000/5,，折算到 一次側定值為432A。即如果廠用電切換后,，目標 電源開關電流達不到432A ^[3],，原工作電源開關就不 會斷開。以下對切換過程中各參數及廠用電快切 裝置動作情況進行分析（均以電流互感器二次側值 為基準）^[4]。 2.1 6kV廠用ⅠA段工作電源切換至備用電源

2013-01-16,，1號機組由于鍋爐返料腿冒火需 壓火,，將廠用電源由工作電源切換至備用電源，在 廠用電切換過程中發(fā)現6kVⅠA段工作電源進線開 關未斷開,，后手動斷開,。快切裝置動作過程如表 1,。

由表 1顯示的廠用電快切裝置切換報告看出,， 在備用電源開關合上后，廠用電快切裝置未發(fā)出斷 工作分支開關指令,。廠用電快切裝置動作前后廠 用工作及備用分支電流,、電壓參數如表 2所示。

從表 2可以看出，切換后由于備用分支電流小 于備用分支有流定值（0.54A）,，所以快切裝置未發(fā) 出斷開工作分支開關指令,，同時在切換過程中，即 在工作分支和備用分支兩開關同時合上情況下,，工 作分支不僅向原廠用負荷供電,，而且向110kV土神 線反送電，基本上原負荷電流與備用分支電流之和 為切換過程中工作分支電流,。 2.2 6kV廠用ⅠB段工作電源切換至備用電源

2013-01-16,，在6kV廠用ⅠB段電源切換過程 中，廠用電快切裝置動作成功,，裝置動作過程如表 3,。

由表 3顯示的廠用電快切裝置切換報告看出， 在備用電源開關合上后,，廠用電快切裝置發(fā)出斷工 作分支開關指令,，切換成功。廠用電快切裝置動作 前后廠用工作及備用分支電流,、電壓參數如表 4所 示,。

通過表 4可以看出,，在切換過程中，即在工作分 支和備用分支兩開關同時合上情況下,，工作分支不 僅向原廠用負荷供電,，而且向110kV土神線反送 電，基本上原負荷電流與備用分支電流之和為切換 過程中工作分支電流,。工作電源倒備用電源,，雖然 壓差、頻差,、角差非常小,，同時工作段電流也非常小 （折算到一次側約為200A），但在切換過程中備用 段的電流仍達0.75A,，且切換成功,。同第一次切換 相比，頻差,、壓差,、角差雖然也較小，但由于6kV廠 用ⅠA段負荷大,，廠用備用分支電流小,，導致快切裝 置不能完成切換。 2.3 6kV廠用ⅠA段備用電源切換至工作電源

2013-01-16,，在6kV廠用ⅠA段電源切換過程 中,，廠用電快切裝置動作成功。廠用電快切裝置動 作過程如表 5,。

由表 5顯示的廠用電快切裝置切換報告看出,，在備用電源開關合上后，廠用電快切裝置發(fā)出斷工 作分支開關指令,，切換成功,。廠用電快切裝置動作 前后廠用工作及備用分支電流、電壓參數如表 6所 示,。

通過表 6可以看出,，在切換過程中,，即在工作分 支和備用分支兩開關同時合上情況下，原備用分支 電流為工作分支電流與備用分支電流之和,，說明在 切換過程中由工作與備用分支共同接帶廠用負荷,。 2.4 6kV廠用ⅠB段備用電源切換至工作電源 2013-01-16，6kV廠用ⅠB段電源切換過程中,， 廠用電快切裝置切換不成功,。廠用電快切裝置動 作過程如表 7。

由表 7顯示的廠用電快切裝置切換報告看出,， 在工作分支電源開關合上后,，廠用電快切裝置未發(fā) 出斷備用分支開關指令,，切換不成功。廠用電快切裝置動作前后廠用工作及備用分支電流,、電壓參數 如表 8所示,。

通過表 8可以看出，在切換過程中,，即在工作分 支和備用分支兩開關同時合上情況下,，原備用分支 電流為工作分支電流與備用分支電流之和，說明在 切換過程中由工作與備用分支共同接帶廠用負荷,。 2.5 結論

通過對1號機組的2次廠用電源切換過程,，以 及4次廠用工作與備用分支電源切換情況分析可以 看出，切換過程存在以下問題：

（1）在切換過程中由工作分支接帶廠用負荷 的同時向備用分支反送電,，即工作分支電流等于原 廠用負荷電流與通過啟備變向110kV變電站反送 電電流之和,。這種情況下，如將廠用電由工作分支 切換至備用分支,，則工作分支原電流越大,，切換時 備用分支電流就越小，不利于切換的正常操作,，如 由備用電源切換至工作電源則正好相反,，備用分支 電流大，切換過程中工作分支電流也越大,，利于切 換,。

（2）在切換過程中，由工作和備用電源共同接 帶原廠用負荷,，即工作分支與備用分支電流之和等 于原廠用負荷電流,，在這種情況下原來工作分支電 流越大越利于切換。

（3）理論分析還可能出現由備用電源向工作 電源端反送電情況,，但通常這種情況存在的可能性 極小,。由于廠用6kV工作電源是電源端且與500 kV系統(tǒng)相聯，一般不存在低于其電壓等級的地方站 向其送電的情況,。 3 采取的措施

通過上述分析可以看出,，在電源切換過程中， 廠用分支電流存在不確定性,，且無論采取哪種切換 方式,，工作分支與備用分支電流變化密切相關，即 不論是由工作分支帶全部負荷或是工作,、備用分支 共同帶廠用負荷,，電流變化情況為：

（1）由工作分支接帶廠用負荷的同時向備用 分支反送電情況下,，工作分支增加的電流與備用分 支增加的電流相等；

（2）由工作和備用電源共同接帶原廠用負荷,， 工作分支增加的電流等于備用分支減少的電流,。 針對上述分析，決定把2個分支電流的變化量 作為目標開關有電流的判據,，并降低有電流定值,， 即將工作及備用分支開關并列時電流變化值設定 得小一些,，根據廠用快切裝置的有電流定值最低門 檻值（0.1A）,，設定為二次側0.1A，對應一次側為80 A,，可保證廠用快切裝置的可靠操作,。由于開關有 電流值取兩分支電流變量，所以降低有電流定值不 會降低裝置動作的可靠性,，有電流值雖小,，但由于 兩段均設定值，安全性依然能得到保障,。 4 結語

通過上述分析可以看出,，在廠用電切換過程 中，在工作與備用電源壓差,、角差,、頻差都較小的情 況下，存在切換目標電源電流小的情況,，即小于電 流定值,，且具有較大的不確定性，導致廠用電快切 裝置不能實現全自動切換,。通過對2次切換失敗的 原因分析,，找出其中的電流變化規(guī)律，將裝置定值 設置改為取工作開關與目標開關電流變化量,，同時 降低工作及備用開關有電流定值方法,，成功解決了 廠用電切換故障問題。改進后的廠用電切換裝置 在操作過程中未再發(fā)生類似故障,，效果較好,。

參考文獻

[1]	內蒙古電力科學研究院.蒙西網潮流圖[R].呼和浩特:內蒙古電力科學研究院,2013.
[2]	國電南京自動化股份有限公司.微機備用電源快速切換裝置說明書[R].南京:國電南京自動化股份有限公司, 2006:12-14.
[3]	趙巖,陳軍,張百舸.霍煤電廠6 kV廠用電源快切裝置雙向切換的研究與利用[C]//中國電機工程學會,2006年中國電機工程學會年會論文集.北京:中國電機工程學會, 2006.
[4]	宋利明,高利濤,安振軍,等.200 MW機組高壓廠用電切換問題探討[J].內蒙古電力技術,2005,23(6):17-20.