微机厂用电快切装置在发电厂中的应用
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摘 要：厂用电的安全可靠关系到发电厂乃至整个电力系统的安全稳定运行。快切装置作为保障发电厂正常生产的重要技术措施，是实现发电厂厂用母线电源快速切换的关键设备。在厂用电源切换过程中厂用电系统的任何设备不能由于厂用电源切换而承受不必要的过载和冲击，必须保证机组的连续输出功率且在切换之后保证机组连续工作或安全停机。因此，厂用电系统安全快速切换对减少事故损失，保护人身与设备安全至关重要。本文将就微机厂用电快切装置的工作原理及应用中存在的问题进行探讨，并提出相关对策。
关键词：快切装置；厂用电系统；存在问题；相关对策
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.145
在本文中，通过分析具体案例，对论文题目展开研究和阐述。某发电厂将原有的通过触发工作开关的辅助接点启动备用电源投入的切换方式改造为微机型厂用电源快速切换装置。但是在使用过程中发现该装置PT二次回路断线逻辑存在问题，导致机组出现甩负荷的现象。经过具体分析和判断，发生事故的原因是由于小动物爬行到屏顶端的小母线上，导致PT二次回路之间发生短路现象，致使PT断线，快切装置启动保护机制，导致相关配置低电压保护的开关断开。
1 微机厂用电快切装置切换方式分类
1.1 切换原因
根据切换的原因，微机厂用电快切装置切换方式可分为事故切换、正常切换和非正常切换三类。事故切换是指由于工作电源故障，将自动启动备用电源，以保障事故前后母线电压的连续和稳定。正常切换是指在机组启动和停止过程中，工作电源与备用电源之间实现相互切换。非正常切换是由母线非故障性低压引起的切换，当母线电压出现急速下降或者工作电源跳闸而进行的切换，它是单向的，只能由工作电源切换至备用电源。
1.2 开关动作顺序
根据开关动作顺序，微机厂用电快切装置可分为：并联切换、串联切换和同时切换。并联切换指先合上备用电源，两电源短时进入并联状态，再跳开工作电源。这种方式多用于正常切换。串联切换指先跳开工作电源，确认工作开关跳开后，再合上备用电源，母线断电时间至少为备用开关合闸时间。此方式多用于事故切换。同时切换既包含并联切换也包含串联切换，此时备用开关合闸的时间比母线断电时间短，可以用延时装置进行调节，这种方式在正常切换和事故切换中都有所应用。
1.3 切换速度
以切换速度为区分标准，可将微机厂用电快切装置的切换方式分为快速切换、短延时切换、同期捕捉切换、残压切换等。一般当快切不成功时最佳的后备方案是同期捕捉切换。在此笔者将重点阐述其中两种。快速切换是指当启动切换后，母线电压和目标分支电压的频差小于快切频差定值。残压切换是当母线电压下降到20%-40%额定电压时实现的切换，可作为快速切换及同期捕捉功能的后备，以提高厂用电切换的成功率。
2 厂用电快切装置在发电厂中应用出现的问题
2.1 装置逻辑设计存在问题
在此次事例中，工作人员对装置的工作原理、功能和切换逻辑没有一个透彻的了解，导致微机厂用电快切装置中的逻辑设计出现问题。通常，传统的PT二次回路包含两层逻辑：低电压保护和PT断线闭锁。此次事故发生的原因就是由于低电压保护开启而造成6kV的开关断开。经过分析发现快切装置其他硬件并不存在反常，因此，说明事例中微机厂用电快切装置没有应有的保护功能。
2.2 快切装置投入生产之前存在疏漏
在微机厂用电快切装置进行调试之前，由于缺乏适当的设备操作检查说明和参考书，因此只能根据设备本身出厂自带的调试大纲进行探索和检查。调试大纲中涉及的相关描述并不准确，因此无法在微机厂用电快切装置中找出PT断线的原因，在PT断开之后，不可能准确地确定用电快切装置的操作中是否存在错误。
3 解决用电快切装置在发电厂中应用出现问题的相关对策
3.1 再次试验
事故发生后，相关专业人员迅速地进行了关于微机厂用电快切装置PT断线闭锁功能检查的实验。检测结果是在厂用母线PT断线之后，快切装置自发关闭低电压切换，同时向集控室发送信号，快切装置面板显示出相应指示，以引起相关工作人员的注意。这其中发生的低电压切换是异常状态切换。在母线所有电压值都不正常，同时消耗时间也超过了指定的延迟值时，装置会自动选择切换方式。此时所需的切换方式包括快速切换、残压切换、长延时切换和同期判别切换。经过分析，发现该快切装置没有当PT断线时，母线低电压减载保护功能。
3.2 改良逻辑程序
为解决案例中发生的事故，可以将快切装置本身包含的CPU电路板改良，修改相关逻辑程序，实现低压减载的PT断线闭锁功能，增加断线提示时间。由于之前逻辑程序中出现PT断线时自动快速返回，而经过改良的逻辑程序将在装置重新启动或者归回原位时返回。判断PT断线的依据包括母线电压和最大的母线二次电压之差、工作电源二次电压和最大的母线二次电压之差、工作电源侧二次电压频率的大小和各个条件之间的“与”和“或”的关系。若上述条件有一个成立，则说明快切装置中的PT断线。
3.3 改良厂用电切换逻辑后整组检验
此次检验包括PT断线闭锁功能和低压减载功能两部分测试。在进行PT断线闭锁功能的检测时，需要先明确工作开关和备用开关的正确位置，并且分析二次回路的界限是否正确。将目标电压设置为退出，同时闭合母线PT辅助接点和PT检修压板。通过对照上文所提的PT断线依据来检验快切装置的闭锁是否起作用。在进行低压减载功能试验时，要取消低压减载的相关功能，再将被试验开关置于“试验”位，最后闭合开关。然后关闭PT断线闭锁信号，经过不同的延时，将开关分别送入低压减载一段和二段出口功能中。
对测试结果可以看出：如果PT断线，快切装置会自发地使用低电压切换和低压减载功能，同时触发PT断线信号，直至复归灯变亮；若闭锁条件解除，此时信号灯将在人工复位后才返回。
4 总结
本文讨论了快速切换装置的功能和实现方式，通過分析具体案例，对厂用电快切装置工作中较易出现的故障进行了分析，旨在故障发生时采取相应的必要措施，消除今后运行中存在的风险和隐患，避免同样的事故再次发生，保障发电厂厂用电系统的安全可靠运行。
参考文献：
[1]符建.微机厂用电快切装置在现场运用中出现的问题分析[J].机电信息，2012（03）.
[2]李盛伟.6kV厂用电快切装置并、串联信号引至DCS在运行中的应用[J].内燃机与配件，2018（04）.
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