厂用电快切装置可靠性改造探讨

厂用电快切装置可靠性改造探讨

杨泳鑫

广东大唐国际潮州发电有限责任公司 广东潮州515723

摘要：厂用电供电的可靠性对于火力发电厂的安全运行至关重要，因而厂用电自动快速切换装置成为火力发电厂的重要自动控制设备，在工作电源因故障切除时能快速地进行自动切换。本文主要介绍了大唐潮州电厂对输煤、码头厂用电快速切换装置进行升级改造，实现了输煤、码头厂用电快切装置安全可靠运行。

关键词：快切装置；快切工作原理；可靠性改造

引言

火电厂厂用电系统一般有两个供电电源,为厂用工作（厂高变）电源和备用（启备变）电源。发电机组正常运行时厂用电由机组（厂高变）供电，停机状态由备用（启备变）电源供电，机组在启动和停机过程都必须带负荷进行厂用电切换。同时，当机组厂用工作电源发生故障时，为保证厂用电不中断及机组安全有序地停机不扩大事故，须尽快把厂用电电源从工作电源切换到备用电源。厂用电快速切换装置对发电厂乃至整个电力系统的安全稳定运行有着重大影响。对厂用电切换的基本要求是安全可靠，其安全性体现为切换过程中不能造成设备损坏或人身伤害，而可靠性则体现为保障切换成功，避免保护跳闸、重要辅机跳闸等造成机炉停运的事故。因此，有必要对输煤、码头厂用电快速切换装置进行可靠性改造，保证设备运行安全可靠。

一、快切装置的优点

以往的厂用电切换大都采用工作电源的辅助接点直接（或经低压继电器、延时继电器）起动备用电源投入。现今使用的的微机型备用电源快速切换装置，则是通过对工作电源和备用电源的压差、频差、角差、开关位置、电流判据等参数设定值进行判定，当各项参数符合快切装置设定值范围时，方可手动或者自动进行快切装置切换，从而避免备用电源电压与母线残压在相角、频率相差过大时合闸而对电机造成冲击；如失去快速切换的机会，则装置自动转为同期判别或判残压及长延时的慢速切换，以利于重要辅机的自起动，提高切换的成功率。

二、快切装置的原理

厂用电切换装置按切换方式一般可分为正常切换、事故切换及非正常工况切换。

2.1正常切换是指机组正常运行时，手动正常切换工作电源与备用电源，主要用于机组启停机时的厂用电切换。该切换功能由手动起动，在控制室控制台或快切装置处均可操作。故正常切换又可以称之为手动切换。以下为常见的几种手动切换方式：

1）手动并联切换是指手动起动切换，当并联切换条件满足要求时，装置先合备用（工作）开关，经一定延时后再自动跳开工作（备用）开关。如果在该段延时内，刚合上的备用（工作）开关被跳开，则装置不再自动跳开工作（备用）开关。

2）手动串联切换是指由手动切换接点起动，先发跳工作（备用）电源开关指令，待辅助接点返回后，在切换条件满足时，发合备用（工作）开关指令，此切换方式需判断跳开开关的辅助接点。

3）手动同时切换是指由手动切换接点起动，先发跳工作（备用）电源开关指令，不等待开关辅助接点返回，在切换条件满足时，发合备用（工作）指令。如开关合闸时间小于开关跳闸时间，自动在发合闸指令前增加“同时切换合备用延时”定值中设定的延时，以保证开关先分后合。

2.2事故切换是通过发变组、高压厂变保护（或其它跳工作电源开关的保护）接点起动的切换方式。事故切换有串联切换、同时切换两种切换模式。

1）事故串联切换是指由保护接点起动，先跳开工作（备用）电源开关，在确认工作（备用）电源开关已跳开且切换条件满足时，合上备用（工作）电源开关。

2）事故同时切换是指由保护接点起动，先跳开工作（备用）电源开关，不等待工作（备用）开关辅助接点变位，一旦切换条件满足，立即发合备用（工作）电源开关指令（或经整定的短延时“同时切换合备用延时”发合备用电源开关命令）。

2.3非正常工况切换是指快切装置检测到不正常运行情况时自行起动的切换方式。非正常工况切换有母线低电压切换和电源开关偷跳切换两种切换模式。

1）母线低电压切换是指当母线三线电压均低于整定值且时间大于所整定延时定值时，装置可根据选定方式进行串联或同时切换。

2）电源开关偷跳切换是指因各种原因（包括人为误操作）引起工作电源开关误跳开，快切装置可根据选定方式进行串联切换或同时切换。

三、快切装置换型改造实例分析

3.1快切装置改造概况

大唐潮州电厂输煤、码头6kV厂用电快切装置于2005年2月投入运行，生产厂家为金智科技，经长周期运行，电子板卡及元器件老化，设备可靠性降低，设备已升级换代，厂家已不再提供备品备件，元器件故障将导致设备无法发挥应有作用，影响机组稳定运行。因此本次对输煤、码头6kV厂用电快切装置进行可靠性改造，装置型号由MFC2000-2升级为MFC2000-6。

3.2改造方案

在快切装置改造换型时，考虑到施工的工期及快切屏外部回路拆接线的便捷性和安全性，仍使用原来的快切屏柜，外部接线不动，只更换内部装置，并对内部线进行现场配置。安全措施的实施简单，二次图纸的设计也简单，不存在重新敷设电缆的情况。

3.3改造工作的关键点

1）施工前需要对施工需要的材料、工具、技术资料、施工具体方案、图纸及执行的继电保护安全措施方案提前准备。将改造前的设备回路核实清楚，确认电流回路处于末端，防止电流回路安全措施执行时导致下级电流回路断开而引起其他装置电流采样异常，造成次生事故。同时核实清楚原快切装置启动切换回路端子号，保证执行安全措施时准确无误，避免因少打线或打错线而误启动厂用电切换。

2）认真做好继电保护安全措施：将快切装置端子排外侧各电流回路短接，确保电流回路不开路，将端子连片打开。将快切装置端子排外侧各电压回路外接线打下，用绝缘胶带包好，确保电压回路不短路。进行此项工作时，一定要正确履行继电保护安全措施票，避免出现未完全执行电流回路安全措施，没有将电流回路全部短接；或则未全部恢复电流回路，遗留部分电流回路短接片未拆除。前着可能造成人员伤害，而后者可能导致厂用电无法正常切换，损坏设备。其次，短接或者拆除电流回路短接片时，一定两人一同执行，一人操作，一人在快切装置处观察对应回路的电流二次值是否消失或者显示，必要时使用精度较为精确的钳形电流表对电流回路进行测量确认。

3）对屏柜内的电源做好安全措施，防止厂家技术人员配线时误碰触电。使用此类快切装置改造方案时，一定先将快切屏内交流电源提前进行安全处理，防止改造过程中人员误碰带电部位而造成人员受伤。

3.4改造验收

当快切装置改造工作完成后，需对整个新快切装置回路和装置功能进行全面检查验收，对快切装置的交流电流、电压回路进行源端通流通压，确认改造后采样回路不变；核对快切装置开入量、开出量与实际一致，及时修改不一致的告警命名，保证远方就地信息一致；对新改造的快切装置进行全面校验，逐一核实各类切换方式的动作可靠性。

四、结语

综上所述，现今微机型快切装置应用广泛。装置逻辑设置简单，通过监测厂用工作电源和备用电源的电压值、电流值、压差、频差、角差、开关位置等参数，判定不同切换方式下的快切条件，没有复杂的操作回路，不需要逻辑判断等待时间，只要满足装置定值设定值即以最小的扰动完成厂用电系统的切换。有利于重要辅机的自起动，提高切换的成功率。从而更好保证发电机组的安全运行。

参考文献

[1]贾少波.浅谈火电厂厂用电系统快切装置的改造[C]//中国电力技术市场协会.2023年电力行业技术监督工作交流会暨专业技术论坛论文集（上册）.华电新疆发电有限公司乌鲁木齐分公司;,2023:4.DOI:10.26914/c.cnkihy.2023.049773.

[2]谭伟盛.云浮C发电厂厂用电系统改造方案研究[D].华南理工大学,2018.