《厂用电快切装置》PPT课件

1、厂用电快切装置李德凯2011年7月目录：1234快切装置概况快切装置的功能说明快切方式快切装置的闭锁条件1.快切装置的概况 厂用电系统的安全可靠性对整个机组乃至整个电厂运行的安全、可靠性有着相当重要的影响，而厂用电的切换则是整个厂用电系统的一个重要环节。采用厂用快切装置，可避免备用电源与母线残压在相角、频率相差过大时合闸而对电机造成的冲击。 我厂采用ABB公司SUE3000型备用电源快速切换装置。 如失去快速切换的机会，则装置自动转为同期判别或残压及长延时的慢速切换。同时在电压跌落过程中，可按延时甩去部分非重要负荷，以利于重要辅机自起动，提高厂用电切换的成功率。二、快切装置的功能说明 厂用电切

2、换原理 厂用电系统在多种场合下，需要进行工作电源与备用电源之间的互相切换。当工作电源侧发生故障时跳开工作开关，备用电源还未合上的过程中，厂用母线将失去电源。作为厂用母线主要负荷的异步电动机，此时将进入“异步发电机”工况，机端电压并不会完全消失，而厂用母线电压为各异步电动机机端电压的合成，一般称为残压。在备用电源合上之前，残压的频率和幅值都在衰减，当到一定低值时，就可以合上备用电源，恢复厂用电。手动方式下，工作电源与备用电源可以双向切换。厂用电切换原理简图自动切换过程电压矢量图厂用快切装置的主要功能：正常情况下实现工作电源与备用电源之间的双向切换。事故、母线低电压、工作电源开关偷跳情况下实现工作

3、电源至备用电源的单向切换。快速切换、同期判别切换、残压切换、长延时切换四种切换条件。串联、并联、事故同时三种切换方式可供选择。 两段式定时限低压减载。自带独立的备用分支后加速、过流保护功能；也提供一副接点以起动备用分支保护。支持备用电源高压侧开关冷态(不带电) 运行或热态(带电)运行。母线PT小车检修闭锁母线低电压切换功能。PT断线报警。多种闭锁功能。事故追忆、打印及完善的录波功能。支持多种通信方式和硬件GPS对时（GPS接点为分脉冲，Vce300V）。 厂用电切换起动方式 保护起动：指反映工作电源侧故障的发变组保护或高厂变保护动作时，跳开工作电源开关，同时起动厂用电切换装置。 低电压起动：厂

4、用母线三相电压持续低于定值时起动厂用电切换装置。 工作开关误跳起动：厂用母线由工作电源供电时, 工作开关误跳时起动厂用电切换装置。 厂用电切换方式 根据起动方式的不同，可以把厂用电切换方式分为以下几种：a）手动切换 当厂用母线由工作电源接带时要切换至备用电源，可以通过先手动合上备用电源开关、后手动断开工作电源开关的方式来切换厂用电。同样，当厂用母线由备用电源接带时要切换至工作电源，可以通过先手动合上工作电源开关、后手动断开备用电源开关的方式来切换。以上两种情况下切换成功的前提是工作电源与备用电源的相角差在规定范围内，这通过工作（备用）电源进线开关合闸回路中的同期继电器完成。 b）起动备自投自动

5、切换 以下任一种情况下，则起动备自投装置，切除工作进线开关，合上备用进线开关。 发变组保护或高厂变保护动作（高厂变A/B分支过流、分支零序过流保护除外）； 工作电源失电，工作进线开关在合位； 工作进线开关误跳；厂用快切装置切换原理说明一、正常手动切换功能 手动切换是指电厂正常工况时，手动切换工作电源与备用电源。这种方式可由工作电源切换至备用电源，也可由备用电源切换至工作电源。它主要用于发电机起、停机时的厂用电切换。该功能由手动起动，在控制台或装置面板上均可操作。手动切换可分为并联切换及串联切换：1、手动并联切换并联自动并联自动指手动起动切换，如并联切换条件满足要求，装置先合备用（工作）开关，经

6、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。如果手动起动后并联切换条件不满足，装置将立即闭锁且发闭锁信号，等待复归。并联半自动并联半自动指手动起动切换，如并联切换条件满足要求，装置先合备用（工作）开关，而跳开工作（备用）开关的操作则由人工完成。如果在规定的时间内，操作人员仍未跳开工作（备用）开关，装置将发告警信号。如果手动起动后并联切换条件不满足，装置将立即闭锁且发闭锁信号，等待复归。注意：1：手动并联切换只有在两电源并联条件满足时才能实现，并联条件可在装置中整定。2：两电源并联条件满足是指：两电源电压幅值差小于整

7、定值。两电源频率差小于整定值。两电源电压相角差小于整定值。工作、备用电源开关一个在合位、另一个在分位。目标电源电压大于所设定的电压值。母线PT正常。2、手动串联切换 手动串联切换指手动起动切换，先发跳工作电源开关指令，不等开关辅助接点返回，在切换条件满足时，发合备用（工作）开关命令。如开关合闸时间小于开关跳闸时间，自动在发合闸命令前加所整定的延时以保证开关先分后合。 切换条件：快速、同期判别、残压及长延时切换。快速切换不成功时自动转入同期判别、残压及长延时切换。注意： 由于厂用工作变压器和起动/备用变压器引自不同的母线和电压等级，它们之间往往有不同数值的阻抗及阻抗角，当变压器带上负荷时，两电源

8、之间的电压将存在一定的相位差，此相位差通常称作“初始相角差”。初始相角的存在，使手动并联切换时，两台变压器之间会产生环流，如环流过大，对变压器是十分有害的。初始相角在200时，环流的幅值大约等于变压器的额定电流。因此当初始相角差超过200时，慎用手动并联方式（此时可采用手动串联切换方式）。二、 事故切换 事故切换指由发变组、高压厂变保护（或其它跳工作电源开关的保护）接点起动，单向操作，只能由工作电源切向备用电源。事故切换有两种方式可供选择。 事故串联切换 由保护接点起动，先跳开工作电源开关，在确认工作电源开关已跳开且切换条件满足时，合上备用电源开关。 切换条件：快速、同期判别、残压及长延时切换

9、。快速切换不成功时自动转入同期判别、残压及长延时切换。 事故同时切换 由保护接点起动，先发跳工作电源开关指令，不等待工作开关辅助接点变位，一旦切换条件满足时，立即发合备用电源开关命令（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）。 “同时切换合备用延时” 定值可用来防止电源并列。 切换条件：快速、同期判别、残压及长延时切换。快速切换不成功时自动转入同期判别、残压及长延时切换。三、 非正常工况切换非正常工况切换是指装置检测到不正常运行情况时自行起动，单向操作，只能由工作电源切向备用电源。该切换有以下两种情况。母线低电压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，装置根

10、据选定方式进行串联或同时切换。切换条件：快速、同期判别、残压及长延时切换。快速切换不成功时自动转入同期判别、残压及长延时切换。工作电源开关偷跳因各种原因（包括人为误操作）引起工作电源开关误跳开，装置可根据选定方式进行串联或同时切换。切换条件：快速、同期判别、残压及长延时切换。快速切换不成功时自动转入同期判别、残压及长延时切换。四、低压减载功能本装置可提供两段式定时限低压减载出口功能。该功能的设置主要为了在厂用母线电压降低时，切除部分非重要辅机，以保证重要辅机能正常自起动。五、切换功能说明 快切装置包括快速切换、同期捕捉切换、残压切换和长延时切换4项功能。快速切换：快速切换是当母线电源中断后，立

11、刻合上备用电源。快速切换装置的一个特征就是连续跟踪计算同步判据的条件，在受到外部触发信号的同时，切换的模式就得到确定，快速切换的概率大大提高。快速切换UBusbarIFeeder 1IFeeder 2 厂用电快速切换时，母线残压和备用电源电压之间的相位差拉开不超过30。并联同时切换时，设置合理的“合备用延时”，系统实际无流时间仅为备用断路器合闸与工作断路器分闸的时间之差，一般在15ms-25ms范围；串联切换时，系统实际无流时间仅为备用断路器合闸的时间，一般在40ms-70ms范围。快速切换可达到极短的切换时间，切换全过程不超过100ms，完全满足系统对冲击电流的要求，安全性好。 正常运行情况

12、下，由于快速切换装置连续监视厂用母线电压与备用电源的电压、频率和相位，同时监视断路器的控制回路，当接到启动命令时，若快切的逻辑条件满足要求，立即执行快切功能，所以在实际应用中，快速切换的成功率几乎达到100%。 同期捕捉：当母线残压和备用电源电压相对旋转一周又回到同期点，这时角差为0，差压也较小，若在这一时刻合上备用电源，电气设备受到的冲击也较小，这种切换称为同期捕捉切换，有时的也称为首次同期点切换。切换装置根据采集的电压可计算母线残压向量相对于备用电源电压向量旋转到第一个同期点的时间，并设定备用电源合闸的导前时间。同期捕捉切换的电压差值主要取决于母线的残压，从实际的同期捕捉切换的录波图我们看

13、到，冲击电流比快速切换增大了许多，但还是在系统可接受的范围内。同期捕捉过程总的时间在250500ms范围。同相切换 (1)同相切换 (2)同相切换 (3)同相切换 (4)同相切换 (5) 残压切换：当快切和同捕不能满足时,当母线残压下降到设定电压值时合上备用电源，实现的切换为残压切换。残压切换无须判据相角差和频率差，一般来讲，当母线残压低于40的额定电压时进行切换，冲击电流已降到可接受的范围内，但需要注意的是，不同的系统容量和备用变压器容量都会影响冲击电流值。从残压切换的录波图中可看到，差压包络线的周期逐渐减小，反映了电动机减速的过程，残压切换引起的冲击电流较大。残压切换的时间一般在40012

14、00ms范围。残压切换UBusbarIFeeder 1IFeeder 2UDiff 长延时切换：在某些情况下母线上残压可能不容易衰减，或残压切换参数设置不合理，可能会推迟或不再进行合闸操作。当检测到母线电压低于母线允许电压参数设定值时，装置启动长延时允许切换记时，当累计时间大于长延时时间设定值时，装置发出合闸命令，装置中的长延时切换是其它切换方式的后备补充。一般可设定1.5s的等待时间。长延时切换的时间一般1700ms以上。切换过程中快速切换和同期捕捉方式是希望的理想方式，但当判断对象母线衰减较快时，所带负荷中的非重要辅机可能还来不及退出，此时合上备用电源，所有辅机将一起自起动，引起起动/备用

15、变压器过流，为此需要同时判断母线电压情况，当母线电压过低时将不再进行快速切换和同期捕捉的判断。不同切换方式所处的切换区域切换方式与平均切换时间 综合以上四种切换模式的分析，切换装置设计的基本原则是尽量减小切换过程产生的冲击电流，其中最主要而且最理想的是快速切换，所以机组正常启停的切换以及故障时的切换必须首先采用快速切换，除非快切失败，才继续执行备用切换模式。需要特别指出的是，切换装置的所有4种切换模式是在自动识别的。厂用快切装置闭锁及报警功能1、保护闭锁当某些判断为母线故障的保护动作时（如工作分支限时速断），为防止备用电源误投入故障母线，可由这些保护给出的接点闭锁装置。一旦该接点闭合，装置将自

16、动闭锁出口回路，发装置闭锁信号，面板闭锁、待复归灯亮，并等待人工复归。2、控制台闭锁装置当控制台闭锁装置时，装置将自动闭锁出口回路，发装置闭锁信号，面板闭锁、待复归灯亮，并等待人工复归。3、PT断线闭锁当厂用母线PT断线时，装置将自动闭锁低电压切换功能，发PT断线信号，面板断线、待复归灯亮，并等待人工复归。4、目标电源低压工作电源投入时，备用电源为目标电源；备用电源投入时，工作电源为目标电源。当目标电源电压低于所整定值时，装置将发目标电源低压信号，面板低压灯亮。当目标电源电压低于所整定值时，装置将自动闭锁出口回路，且发闭锁信号，直到电源电压恢复正常后，自动解除闭锁，恢复正常运行。5、母线PT检

17、修压板及PT位置接点闭锁功能快切柜内设有母线PT检修压板，当该压板断开或母线PT的位置接点断开时，装置将自动闭锁低电压切换功能，并发母线PT检修信号。当检修压板接通且母线PT位置接点接通时，自动恢复低电压切换功能。6、装置故障装置运行时，软件将自动地对装置的重要部件如CPU、FLASH、EEPROM、AD、装置内部电源电压、继电器出口回路等进行动态自检，一旦有故障将立即报警。7、开关位置异常装置在正常运行时，将不停地对工作和备用开关的状态进行监视，装置在正常运行时，工作、备用开关应一个在合位，另一个在分位。如检测到开关位置异常（工作开关误跳除外），装置将闭锁出口回路，发开关位置异常信号。8、去耦合由于在同时切换过程中，发跳工作开关指令后，不等待其辅助接点断开后就发合备指令，如果工作开关跳不开，势必将造成两电源并列。此时如去耦合功能投入，装置将自动将刚合上的备用开关再跳开