MFC2000快切装置设计及原理

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置内蒙古京能康巴什热电设备部池慧勇四、设计说明

三、使用说明二、切换方式原理说明一、装置主要功能内蒙古京能康巴什热电设备部一、装置主要功能内蒙古京能康巴什热电设备部内蒙古京能康巴什热电设备部

切换功能

启动方式正常切换（手动双向）事故切换（自动单向）不正常切换（自动单向）切换方式串联并联同时实现方式快速切换同期捕捉残压切换长延时内蒙古京能康巴什热电设备部

去耦合

切换过程中如发现整定时间内该合上的开关已合上但该跳开的开关未跳开，装置将执行去耦合功能，跳开刚合上的开关，以防止两个电源长时并列。如：同时切换或并联自动切换中，工作切换到备用，备用开关正常合上，但是工作开关没有能跳开。到达整定延时后，装置将执行去耦合功能，跳开刚刚合上的备用开关。反之亦然。

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切换投/退、闭锁/解除

为了确保装置切换启动、切换顺序、切换结果的正确性，防止误动、拒动等行为发生，MFC2000系列装置设计了完善的异常情况检测、信号反响和处理逻辑，使得运行操作人员对装置切换功能的投入、退出、闭锁、闭锁解除等状况了如指掌。

当装置切换功能处于以下“退出”或“自行闭锁”状态时，将不能进行切换。

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低压减载功能

切换过程中的短时断电将使厂用母线电压和电动机转速下降，备用电源合上后电动机成组自启动成功与否将主要取决于备用变压器容量、备用电源投入时的母线电压以及参加自启动的负载数量和容量。在不能保证全部负载整组自启动的情况下，切除一些不必须参加自启动的负载，将对其他重要辅机的自启动起到直接的帮助。

本装置有两段低压减载出口，两段可分别设定低压和延时，以备用电源开关合上为延时起始时间。

本装置的低压减载功能只在本装置进行切换时才会起作用。

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启动后加速保护功能

为防止切换时将备用电源投入故障从而引起事故扩大，应同时将备用分支后加速保护投入，以便瞬时切除故障。本装置在启动任何切换时，将同时输出一个短时闭合的接点信号，供分支保护投入后加速。

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其它功能

一、监测显示

二、事件追忆、录波

三、通信

四、GPS对时

五、打印

二、切换方式原理说明

内蒙古京能康巴什热电设备部内蒙古京能康巴什热电设备部当厂用母线失电，电动机将惰行。由于厂用负荷多为异步电动机，对单台单机而言，工作电源切断后电动机定子电流变为零，转子电流逐渐衰减，由于机械惯性，转子转速将从额定值逐渐减速，转子电流磁场将在定子绕组中反向感应电势，形成反响电压。多台异步电机联结于同一母线时，由于各电机容量、负载等情况不同，在惰行过程中，局部异步电动机将呈异步发电机特征，而另一些呈异步电动机特征。母线电压即为众多电动机的合成反响电压，俗称残压，残压的频率和幅值将逐渐衰减。通常，电动机总容量越大，残压频率和幅值衰减的速度越慢。

内蒙古京能康巴什热电设备部为了分析的方便，我们取一个电源系统与单台电动机为例，将备用电源系统和电动机等值电路按暂态分析模型作充分简化，忽略绕组电阻、励磁阻抗等，以等值电势VS和等值电抗XS代表备用电源系统，以等值电势VM和等值电抗XM来表示电动机，如图：由于单台电机在断电后定子电路开路，因此其电势VM就等于机端电压，在备用电压合上前，VM＝VD。备用电源合上后，电动机绕组承受的电压UM为：

内蒙古京能康巴什热电设备部为保证电动机平安，UM应小于电动机的允许启动电压，设为1.1倍额定电压UDe，那么有：设XS:XM=1：2，K＝0.67，那么△U〔％〕＜1.64。图12中，以A为圆心，以1.64为半径绘出弧线A‘－A’‘，那么A’－A‘’的右侧为备用电源允许合闸的平安区域，左侧那么为不平安区域。假设取K＝0.95，那么△U〔％〕＜1.15，图12中B‘－B’‘的左侧均为不平安区域，理论上K＝0～1，可见K值越大，平安区越小。假定正常运行时工作电源与备用电源同相，其电压相量端点为A，那么母线失电后残压相量端点将沿残压曲线由A向B方向移动，如能在A－B段内合上备用电源，那么既能保证电动机平安，又不使电动机转速下降太多，这就是所谓的“快速切换”。内蒙古京能康巴什热电设备部在实现快速切换时，厂用母线的电压降落、电动机转速下降都很小，备用分支自启动电流也不大。切换过程中相关的电压、电流录波曲线如下图。内蒙古京能康巴什热电设备部图中〔母线残压特性图〕，过B点后BC段为不平安区域，不允许切换。在C点后至CD段实现的切换以前通常称为“延时切换”或“短延时切换”。因不同的运行工况下频率或相位差的变化速度相差很大，因此用固定延时的方法很不可靠，现在已不再采用。利用微机型快切装置的功能，实时跟踪残压的频差和角差变化，实现C-D段的切换，特别是捕捉反响电压与备用电源电压第一次相位重合点实现合闸，这就是“同期捕捉切换”。同期捕捉切换时厂母电压为65％－70％额定电压，电动机转速不至下降很大，通常仍能顺利自启动，另外，由于两电压同相，备用电源合上时冲击电流较小，不会对设备及系统造成危害。同期捕捉切换过程中，相关的电压电流录波曲线如以下图所示。内蒙古京能康巴什热电设备部

内蒙古京能康巴什热电设备部当母线电压衰减到20％－40％额定电压后实现的切换通常称为“残压切换”。残压切换虽能保证电动机平安，但由于停电时间过长，电动机自启动成功与否、自启动时间等都将受到较大限制。内蒙古京能康巴什热电设备部目前，一些大容量机组，如某些600MW机组工程，发电机出口设置开关，正常切换通过发电机出口开关完成。当工作电源发生故障时，需切换至备用电源以便平安停机。如备用电源的容量缺乏以承担全部负载，甚至缺乏以承担通过残压切换过去的负载的自启动，只能考虑长延时切换。三、使用说明内蒙古京能康巴什热电设备部内蒙古京能康巴什热电设备部面板布置图

内蒙古京能康巴什热电设备部液晶主画面

内蒙古京能康巴什热电设备部菜单结构

四、设计说明内蒙古京能康巴什热电设备部内蒙古京能康巴什热电设备部装置配置、组屏每台机组每一个厂用分支须配置一套独立的快切装置，正常手动切换为双向，事故自动切换为单向，只能从工作切向备用。手动切换和自动切换可动作于一个工作电源开关和一个备用电源开关，或一个工作电源开关和两个〔高、低〕备用电源开关。起/备变平时可以热备用，也可以冷备用。在冷备用情况下，切换时，装置可同时合上下压两侧开关。但要想实现快速切换，上下压开关最好均为快速开关〔合闸时间小于0.1S〕，当使用慢速开关时，不能保证快速切换，但