浅谈发电厂厂用电系统快速切换方式的特点

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厂用电系统中不同电源切换的特点

０引言
燃煤型火力发电机组（以下简称燃煤机组）设
有６ｋＶ、３８０Ｖ、２２０Ｖ交流和ｌ１０／２２０Ｖ直流厂用电源，
式变等负载供电；在正常运行状态由发电机出口离相分支母线经高压厂变对６ｋＶ母线提供工作电源，
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｓｒｅｕｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｃｏａｌ — ｂｕｒｎｉｎｇｔｈｅｒｍａｌｐｏｗｅｒｇｅｎｅｍｔｎｇｉｓｅｔｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｌｏａｄｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ，ｄｉｆｅｒｅｎｔｖｏｌｔａｇｅｇｒａｄｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅｓａｄｏｐｔｅｄｍｕｌｔｉｐｌｅｌｎｅｉ — ｉｎｐｏｗｅｒｓｏｕｒｃｅｓ．Ａｎａｌｙｓｉｓｗａｓｍａｄｅｔｏｄｉｆｅｒｅｎｔｓｗｉｔｃｈｉｎｇｆｅａｔｕｒｅｓｉｎｐｌａｎｔｐｏｗｅｒｕｓｅｓｙｓｔｅｍ，ｈｅｔｗｉｒｉｎｇｄｉａｇｒａｍｏｆｒｅｌａｔｅｄｐｏｗｅｒｓｏｒｃｕｅｇｉｖｅｎ．Ｏｎｍａｉｎｐｏｗｅｒｓｏｒｃｕｅｌｏｓｔ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｌｎｅｉ－ｉｎｐｏｗｅｒｓｏｕｒｃｅｎｄａｌｏｇｉｃｓｅｑｕｅｎｃｅｏｆｓｗｉｔｃｈｉｎｇ，ｈｅｔｓｐａｒｅｐｏｗｅｒｓｏｕｒｃｅｗｏｕｌｄｂｅｑｕｉｃｋｌｙｍａｋｉｎｇｏｎ．Ｗｈｅｎｈｅｔｍａｉｎｐｏｗｅｒｓｏｒｃｕｅｗａｓｒｅｃｏｖｅｒｅｄ，ｔｈｅｓｐａｒｅｐｏｗｅｒｓｏｕｒｃｅｃａｎｂｅｒｅｖｅｒｓｅｌｙｓｗｉｔｃｈｅｄｔｏｍａｉｎｐｏｗｅｒｓｏｒｃｕｅｔｏｓｕｐｐｌｙｐｏｗｅｒ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｄｇｕａｒｎｔａｅｅｆｏｒｉｍｐｏｒｔａｎｔｌｏａｄｓｔａｂｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｆｒｏｍｐｏｗｅｒｓｏｒｃｕｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏａｌ — ｂｕｒｎｉｎｇｔｈｅｒｍａｌｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｎｇｓｅｔｓ；ｐｌｎｔａｕｓｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ；ｐｏｗｅｒｓｏｕｒｃｅｓｗｉｔｃｈｉｎｇ

关于MFC2000-3A型厂用快切装置切换功能浅析

关于MFC2000-3A型厂用快切装置切换功能浅析摘要:微机型厂用电快切装置和备自投装置在发电厂厂用电系统已经广泛应用，厂用电切换装置的灵敏性、可靠性对于发电机组的安全、平稳运行至关重要。

本文主要浅析快切装置的切换方式及切换过程中的危险点。

关键词：快切装置；快切；危险点0引言厂用电快速切换装置是发电厂厂用电气系统的一个重要设备，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。

我厂6kV厂用电系统有两个电源：即工作电源和备用电源。

正常运行时机组厂用电由工作电源供电，启停机过程中或事故状态下由备用电源供电。

我厂厂用电快速切换装置为金智科技股份有限公司生产的MFC2000-3A型装置，1 快切装置的切换模式1）快速切换：在母线残压还没有下降之前,投上备用电源。

为了避免母线电压与备用电源电压相位差过大时进行切换的危险,快切装置具有在切换过程中非同期闭锁的功能,当不满足同期条件时,闭锁快速切换,转而进行同期捕捉。

2）同期捕捉：在母线电压还未大幅下跌之前,软件连续分析母线相差、频差值,通过对母线相位变化的实时计算分析,根据合闸所需时间,捕捉合闸时机,使得合闸完成时备用电源电压与母线电压的相位差接近0°。

这样既减小了对厂用设备的冲击电流,又利于设备的自启动。

同期捕捉切换的最大允许频差为6.0Hz。

3）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时实现的切换为残压切换。

经残压检定的慢速切换作为快速切换和同期捕捉的后备切换,以提高切换的成功率。

4）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计时,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他切换方式的后备补充。

火电厂脱硫系统中厂用电快速切换的运用分析

火电厂脱硫系统中厂用电快速切换的运用分析作为厂用系统中的重要环节，脱硫系统厂用电切换对于电厂系统运行的安全性、可靠性及环境保护均具有重要作用。

本文首先介绍了火电厂脱硫系统厂用电的一些特点，而后讨论了快速切换技术的实现与装置选择的一些相关要求，以期为相关技术与研究人员提供参考。

标签：火电厂；厂用电；快速切换；运用为满足日益严峻的环保要求，火力发电厂目前均采用了各种类型的脱硫装置。

火力发电厂烟气脱硫系统作为火电厂的必不可少的辅助系统，在环境保护、大气污染物减排过程中有着不可或缺的重要性。

脱硫系统的安全稳定运行，不仅对火电厂厂用电的安全可靠有重要影响，对于环境保护也有着非常重要的意义。

因此，有关脱硫系统厂用电快速切换的应用探讨，对于改善厂用电切换质量具有重要的理论和现实意义。

一、脱硫系统厂用电快速切换的目的无论工作/事故状态下，脱硫系统均不应先于主机退出运行，以保证环保验收达标及电厂主机安全稳定运行。

二、脱硫系统主接线分析1、中压系统一般或电厂脱硫系统中压系统采用与主厂房一致的电压等级，一般为3～10kV系统，其中有以6kV居多。

比较常见的接线方式有一下两种：a、每套机组设置一段脱硫中压段，电源取自单元机组中压段。

每两套机组的中压段之间设置母联开关，互为备用；b、每套机组设置一段脱硫中压段，采用双路电源进线，电源分别取自单元机组中压A/B段。

针对以上接线方式，可分别采用两套中压快切装置，或一套中压快切装置实现工作/备用电源的快速切换。

2、低压系统以两机共建脱硫装置为例，常见脱硫保安MCC按机组设置，每套机组设置一段脱硫保安MCC，正常工作电源和工作（备用）电源分别有单元机组PC提供，保安电源则引自主厂房保安段。

[1]以上接线方式，可通两套低压快切装置或专用的低压备用电源快速投入装置实现工作/备用电源的快速切换。

三、脱硫系统中厂用电快速切换技术的实现1、快速切换模式并联切换：按“先合后断”的原则，先合上备用电源开关，两电源短时并列运行，而后跳开事故状态工作电源开关。

厂用电快切装置切换方式应用的利弊分析

厂用电快切装置切换方式应用的利弊分析摘要：本文分析了某发电厂1000MW发电机组厂用电快速切换装置三种换切换方式在现场应用过程中的利弊，明确了合理的选择快切装置的切换方式对厂用电源的可靠、安全切换至关重要。

关键词：高压厂用电；快切；切换方式；利弊0引言厂用电快速切换装置是发电厂厂用电系统的一个重要的自动装置，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，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。

该厂1000MW发电机与主变压器的连接采用发--变组单元接线，发电机至主变压器回路及其厂用分支回路采用分相封闭母线，未设置发电机出口开关，出线为500kV系统双母线接线方式。

高压厂用母线的启动变电源接在该厂330MW机组的220kV系统母线上。

从启动变的设置上可知，其高压厂用母线的工作电源与备用电源不属于同一系统，其电气距离较远，必然会使其高压厂用电源的切换有一定的限制条件，对电源切换方式的合理选择将更加至关重要。

启动变电源取自该厂220kV系统母线，原因为该厂高压厂用系统一直采用6kV电压等级，1000MW机组仍使用此电压等级对该厂高压厂用系统之间应用方式的灵活性上有较大优势，但使用6kV电压等级后，若启动变电源取自本机出线500kV系统，势必使得启动变的电压比增大（525/6.3kV），这样电压比的分裂变当时在国内制造很少，没有成熟的经验，所以选择了启动变的电源取自该厂220kV系统母线。

1 MFC2000-3A型微机厂用电快速切换装置切换原理简介该厂高压厂用电源采用了东大金智公司的MFC2000-3A型微机厂用电快速切换装置，装置切换功能简述如下：1.1按启动原因，有三种启动方式：1.1.1、正常切换（手动操作切换），切换为双向，可以由工作切换到备用，也可由备用切换到工作。

1.1.2、事故切换，由保护出口启动。

切换为单向，只能由工作切换到备用。

发电厂厂用电快速切换技术研究

发电厂厂用电快速切换技术研究摘要：发电厂是生产电能的主要场所，每年生产了大量的电能供社会各行各业使用。

发电厂主要由建筑物、能量转换设备、辅助设备等共同构成。

电源是发电厂生产设备稳定运行的前提，也是决定各类设备能否发挥作用的首要因素。

为了安全期间，发电厂在生产期间会设置备用电源，当供电系统电源发生故障后可及时切换，以免系统因故障发生而中断运行。

考虑到传统用电切换技术的不足，文章主要分析了发电厂厂用电快速切换技术的运用状况。

关键词：发电厂；快速切换；运用；分析早期发电厂建设期间受到国内电力技术水平的限制，电厂备用电源切换多数采用了慢速切换技术。

这使得常规电源转换到备用电源之间的操作时间较长，破坏了系统原先的稳定运行效率，给发电厂电能生产作业造成了诸多不便。

经过长期的开发研究，我国对发电厂厂用电快速切换技术的运用更加成熟，备用电源切换的动作时间更短，显著提升了发电厂设备运行的效率。

目前火电厂厂用电快速切换如图1所示。

由于发电厂装机容量逐渐增大，电厂设备在运行期间要设置足够的备用电源，这样才故障发生之后才能保持发电厂生产作业的持续运行。

电厂在对电厂建设初期的备用电源切换装置全面更新，将电厂用电慢切换技术由快切换技术取代。

这之后，电厂生产电能的产量显著提升，厂内供电系统的运行更加稳定、安全、可靠。

由此可见，发电厂厂用电快速切换技术的运用可以显著改善电厂生产电能的效率。

1 发电厂厂用电快速切换的优点我国电厂建设初期许多设备及相关技术还处于落后水平，传统电厂生产模式效率较低，每年的电能产量也难以达到全国用电的需要。

随着新时期社会现代化建设步伐的加快，发电厂生产电能的任务更加繁重，对各环节的设备及装置性能要求更严。

与传统的慢速切换方式相比，快速切换技术有着多个方面的优点，主要表现于以下几个方面。

①维护系统。

从电力系统结构上看，电源是系统所有连接设备正常运行的保证。

发电厂生产电能设置备用电源之后，慢速切换技术就一直运用于中小型发电厂。

发电厂厂用电快速切换介绍及一起不成功情况分析

发电厂厂用电快速切换介绍及一起不成功情况分析作者：焦加洋来源：《中国电力教育》2012年第06期摘要：现代大容量火电机组的特点之一是采用机、炉、电单元集控方式，其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。

因此，正常发电机组启停机、事故情况时的厂用电切换可靠性尤为重要。

厂用电切换已成为整个厂用电系统的一个重要环节。

关键词：火电机组；单元集控；厂用电切换作者简介：焦加洋（1984-），男，江苏灌云人，华能淮阴电厂检修部，工程师。

（江苏淮安223001）中图分类号：TM6 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）06-0146-02目前国内多数火力发电厂采用的是机、炉、电单元集控方式。

在机组正常启停、事故情况下都需进行厂用电切换。

典型火力发电厂厂用电切换方式采用的是微机型快速切换装置。

一、厂用电切换存在的问题及发展趋势以往的厂用电切换方式主要采用以下几种方式：（1）以工作开关辅助接点直接（或经低压继电器、延时继电器）起动备用电源；（2）在合闸回路中加延时以图躲过180°反相点合闸（短延时切换）；（3）在合闸回路中另串普通机电式或电子式同期检查继电器；（4）在合闸回路中串残压检定环节，即残压切换。

而据有关资料分析，以上几种厂用电切换方式都不能很好地满足安全性、可靠性的要求。

国内有关资料已经提供了不少同厂用电切换有关的问题和事故，如停机停炉、设备损坏等。

事实上，厂用电切换不当引起的问题有些是明显的、突发的，而有些是渐变的。

譬如：6kV负载电动机或启动变受一两次冲击并不一定马上就损坏，即使坏了，也并不一定引起足够的重视。

厂用电切换过程与很多因素有关，较长时间未发生问题并不意味着不存在隐患。

国内已发生多起与厂用电切换有关的问题和事故。

如某电厂600MW引起机组由于原设计不合理，几乎每次切换都不成功，只好增大启动变保护定值，但这显然留下了更大的隐患；某电厂由于厂用电切换不成功，造成无法安全停机导致汽轮机大轴损坏；某电厂由于工作电源与备用电源间电气距离很大，连正常切换都无法保证。

厂用电快速切换应用与研究

厂用电快速切换应用与研究摘要：火力发电厂的运行状况是由发电机组、电厂以及电力系统三个因素来决定的。

对于厂用电进行切换是一个比较复杂的动态过程，发生安全事故的时如果处置不到位，电流、电压、相角等多种变量都会发生较大改变，情况严重的时会导致切换失败，甚至导致设备损坏。

关键词：厂用电；快速切换；应用1厂用电切换存在的问题厂用电切换方式通常有以下几种：采用工作开关用来辅助接点或是延时继电器起动备用的电源；延时用于合闸回路；在合闸回路当中，另外添加机电式或是电子式的继电器；在合闸回路中，串残压切换。

上述四种方式在可靠性和安全性上都有所欠缺。

国内已经发生多次使用电切换导致的事故，比如停机、设备冲坏等等。

实际上，上述事故的发生不是偶然的，看似偶然的情况往往由许多必然的因素在里面起作用，比如说电动机受到一两次的冲击不会引起我们的重视，因为它不会马上损坏，但是长时间没有安全事故的发生并不表示不会导致安全隐患。

2影响厂用电快速切换的因素2.1快切装置的切换模式合理选择厂用电电源的切换模式对于保障厂用电快速切换装置的应用质量有着积极的意义。

在进行厂用电快速切换的过程中，要对母线电压进行把握，在母线电压与备用电源电压趋同时进行瞬间的电源切换，减少电压不稳对电力运行系统的冲击。

残压切换是电源切换的一种，进行残压切换的前提是快速切换与同捕都不能有效的对电源进行切换，这时工作人员只能对母线的残压进行把握，在母线残压达到理想水平后，进行快速的切换。

延时切换。

母线上的残压有时并不能降低到理想状态，因此在工作的过程中为了达到安全的电源切换，有关人员会对电源切换进行延时。

2.2切换记录分析不同的电源切换方式其在电源的切换时间上存在着一定的不同，其中紧急切换的速度要高于常规切换。

进行电源切换的过程中，应满足电源切换的相关条件，如果条件难以满足，在进行电源切换的过程中，容易出现电源切换的失误，或者对电源切换工作造成影响。

2.3切换的速度与角度2.3.1做好备用电源的启动工作由于母线电压一般要高于备用电源电压，因此在进行备用电源启动的过程中，为了缩短启动的时间，有关工作人员可以对备用电源启动过程中的电流，电压等进行控制，让备用电源在启动的过程中，可以保持相对较高的电压，缩短或者拉平与母线电压之间的距离，提升电源切换的速度。

浅谈电厂厂用电切换

开 40 开关， 0 开关就自动联锁合上。 1 1 4 这是 0 4 kV 低 .
3 20 0 年以后发电厂厂用电切换 0
2000 年以后电力系统全部采用 DCS 控制。现在由于电力系统相当庞大复杂，为了防止非同期并列， 00 年以后电力系统的高压 6 kV 厂用电正 0 2 常切换几乎都不采用并联切换，而是采用厂用快切装置同时切换。
关键词发电厂; 厂用电; 厂用电切换中图分类号 T M6 2 3 .7
文献标识码 A
文章编号 1000一 4866(2007)02一 0022一 02
厂用电无论对火电厂还是核电站都是相当重要
. 0 4 kV 低压备用变压器接在 6 kVI 段上。
的。发电厂的上网电价和从网上购电价格相差悬殊。发电厂在启动、停机、事故情况下不得不短时使用网上电
开关， 6 1 开关，再合 1 然后断开 60 开关， 1 至此厂用电就由机组自带了; 准备停机或者厂用倒到备用段时，先合 60 开关， 1 然后断开 6 1 开关， 1 再断开 6 0 开关， 1 这样厂用电又由备用段带上了。这是一般不切换，因为它已经包
1 大同煤矿集团大唐热电厂一次系统同煤大唐热电厂共有 4 台5 MW 火电机组， 0 厂用
电系统见图 1。每台机组各有一 6 kV 高压工作段。全
2000 年以前，发电厂的控制采用转换开关或按钮加继电器控制，电厂厂用电正常切换是按并联切换设
计的。
以我厂 1 机组为例 : 1 机组启动时厂用电是通 # # 过备用电源 60 开关送到 6 kVI 段母线启动的; 当 1 1 # 发电机负荷达到 1 MW 时即可倒厂用电， 0 先合上 61 0
我厂采用的是南京东大金智公司生产的快切装

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浅谈发电厂厂用电系统快速切换方式的特
点
发电厂中，厂用电的安全可靠关系到发电机组、电厂乃至整个电力系统的安全运行。

以往厂用电切换大都采用工作电源的辅助接点直接起动备用电源投入。

这种方式未经同步检定，厂用电动机易受冲击。

合上备用电源时，母线残压与备用电源电压之间的相角差已接近180°，将会对电动机造成过大的冲击。

若经过延时待母线残压衰减到一定幅值后再投入备用电源，由于断电时间过长，母线电压和电机的转速均下降过大，备用电源合上后，电动机组的自起动电流很大，母线电压将可能难以恢复，从而对电厂的锅炉系统的稳定性带来严重的危害。

国外早在二十世纪七十年代就已广泛采用快速切换方式，而国内近年来随着真空及SF6快速开关的广泛使用以及对厂用电源的安全可靠运愈来愈重视，厂用电系统采用快速切换方式已成为一种必然趋势。

快速切换方式可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，同时也可自动转为同期判别或判残压及长延时的慢速切换，即使在电压跌落过程中，也可按延时甩去部分非重要负荷，以利于重要辅机的自起动，提高厂用电切换的成功率。

厂用电系统切换方式主要有串联切换、并联切换、快速切换等几种。

一、串联切换方式串联切换：按“先断后合”的原则，首先跳开工作电源，在确认工作电源跳开后，再发合闸指令，合上备用电源，串联切换切换时间长，一般都在150ms以上，因此串联切换对系统和设备造成的冲击较大，而且由于允许切换的条件之一是工作电源的成功分闸，其辅助接点的可靠性很可能是导致切换失败的因素之一。

二、并联切换方式并联切换：按“先合后断”的原则，首先合上备用电源，使两电源短时并列，然后发跳闸指令，跳开工作电源，但是如果在切换过程中，机组或工作电源发生故障，由于电源的并列，将加剧故障，扩大事故范围，因此，并联切换禁止使用于事故切换，但是手动切换过程中仍可能存在上述风险。

国内外火力发电厂中，厂用电的正常切换基本上都采用了并联切换，即先合后断的不断电切换，而不采用先断后合的断电切换。

因为断电切换可能会出现断路器万一合不上会失去厂用电，或者如果断电时间长会影响机炉的稳定运行。

但并联切换也不是无懈可击的，其也有一定隐患，即在并联切换过程中，厂用电系统的短路容量增大，如在并联切换过程中恰巧遇到厂用电系统发生故障，其比断电快速切换时碰到开关拒合造成的后果更严重，如以影响发电量和设备损坏来衡量，其严重程度要大10倍。

只是在并
联切换过程中恰巧遇到厂用电系统发生故障的几率极其低而已。

三、快速切换方式快速切换：按“同时断合”的原则，同时发出断路器的分、合闸指令，系统实际无流时间仅为断路器合、分闸时间之差，一般不超过15ms，所以快速切换可达到极短的切换时间，满足系统对冲击电流的要求，切换成功率高，安全性好。

快速切换一般有两种启动方式：
一是手动启动。

机组起停机过程中的厂用电切换采用手动启动方式，即由主控制室的运行值班员发出启动指令，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。

手动切换可分为手动并联切换和手动串联切换。

手动并联切换只有在两电源并联条件满足时才能实现，即两电源电压差小于一定值、频率差小于一定值、相角差小于一定值、目标电源电压大于一定的电压值时。

手动串联切换有四种切换条件，即快速、同期判别、残压及长延时，当快速切换不成功时自动转入同期判别、残压及长延时切换。

在同期判别过程中，通过计算出目标电源与残压之间相角差速度及加速度，按照设定的目标电源开关的合闸时间进行计算得出合闸提前量，从而保障了在残压与目标电压向量在第一次相位重合时合闸。

减小了对厂用旋转负载的冲击。

而当母线电压下降至20％～40％额定电压时实现的切换称为“残
压切换”。

厂用电源母线电压的采样一般采用自动频率跟踪技术，各电源电压的频率、相位及相位差一般采用软件测量，使得残压幅值计算的准确性及各相位计算的准确性、可靠性得到有效地保证。

当某些情况下，母线上的残压有可能不易衰减，此时如残压定值设置不当，可能会推迟或不再进行合闸操作，因此可根据延时来切换。

二是保护启动。

事故情况下的切换采用保护启动方式，由机组或厂用工作电源的主保护发送启动命令，单向操作，只能由工作电源切向备用电源。

保护切换也可分为保护并联切换和保护串联切换。

保护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。

保护并联切换由保护接点起动，先发跳工作电源开关指令，在切换条件满足时发合备用电源开关命令。

在某些特殊条件下，厂用电系统的切换也可由失压信号启动。

快速切换能否实现，不仅取决于开关条件，还取决于系统结线、运行方式和故障类型。

系统结线方式和运行方式决定了正常运行时厂用母线电压与备用电源电压间的初始相角，若该初始相角较大，(如大于20°)，则不仅事故切换时难以保证切换成功，连正常并联切换也将因环流太大而失败或造成设备损坏事故。

故障类型则决定了从故障发生到工作开关跳开这一期间厂用母线电压和备用电源电压的频率、相
角和幅值变化。

此外，保护动作时间和各有关开关的动作顺序也将影响频率、相角等的变化。

西山热电有限责任公司陈刚。