6kV厂用电自动切换失灵的分析实用版
厂用电切换失败原因分析及快速切换方式研究
中图分 类 号 ： Ｆ ４ ０ ３ ． ７； Ｔ Ｍ６ ２ １
１概 述
文 献标 志码 ： Ｂ
文章 编号 ： １ ０ ０ ８— ０ １ ５ ５ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ６— ０ １ ６ ９— ０ ２
某 电厂 ＃ ７ 、 群 ８机组 为新 扩建 ２台 ６ ３ ０ ＭＷ 超 临界 燃 煤发 电机 组 ， 发 电机 出 口电压 ２ ２ ｋ Ｖ， 主 接线 采用 发 电机 变 压器 组 型 式 ， 发 电机 出线 经 ７ ２ ０ ＭＶ Ａ 升压 双 卷 变 压器 升 压 至 ７ ５ ０ ｋ Ｖ 接入 西 北 电 网 ， 采用不完整 ３ ／ ２接 线方 式 ， 共 设 一 回 出线 。＃ ７机 组 设 置 一 台 ６ ３ ／ ３ ８— ３ ８ ＭＶ Ａ分裂 变 压器 引接 于发 电机 出 口主母 线 上作 为 高 厂变 ， 为６ ｋ Ｖ ７ Ａ、 ６ ｋ Ｖ ７ Ｂ段提 供 工作 电源 ； 禅 ４号 高压 启 动／ 备用 电源 由 高 压 备 用 变 压 器 （ 容量 为 ６ ３ ／ ３ ８— ３ ８ ＭＶ Ａ 的有 载 调压 型变 压 器 ） 从 １ １ ０ ｋ Ｖ 系 统 引 接 。 由 于 此种接 线 方 式 及 该 地 区潮 流分 布关 系 ， 导 致 工 作 电 压 与备用 电压存 在 一定 的相 角差 （ 最 大可 达 ２ ５ 。 左右） ， 且备 用 电压超 前 工作 电压 。舯 机组 配置 两 台江苏 金 智 科技 股份 有 限公 司生 产 的 ＭＦ Ｃ ２ ０ ０ ０—３ Ａ 型微 机 厂 用 电快 速切 换 装置 保证 ６ ｋ Ｖ ７ Ａ、 ６ ｋ Ｖ ７ Ｂ段厂 用 电在 正 常 方式 、 事 故方 式及 不 正常 方 式 下 的 电源 切 换 ， 均 使 用 串 联切 换 。 ２ ０ １ １ 年 １ ２月 １ ８日 １ ６ ： ３ ０ ， 灯 机组 试 运 过 程 中 由 控制 台手 动 进 行 ６ ｋ Ｖ ７ Ｂ段 厂 用 电工 作 电 源 切 换 至 备 用 电源试 验 ， １ ６ ： ３ ０ ： ２ ５ ： ６ ６ ６工 作 电源 开 关 跳 开 ， １ ６ ： ３ ０ ： ２ ６ ： ２ １ ５备用 电源合 闸 ，（ 用时 ５ ４ ９ ｍｓ ） 造成 ６ ｋ Ｖ ７ Ｂ段 上 引风机 Ｂ 、 送 风 机 Ｂ、 保 安 ＭＣ Ｃ段 油 配 风 机 跳 闸 ， 导 致 锅 炉 ＭＦ Ｔ动 作 跳 闸 。６ ｋ Ｖ ７ Ｂ段 厂 用 电快 速切 换 装 置动 作报 告 显 示 实 现 方 式 为 快 速 、 动 作 结 果 为 备 用 拒 合。 ２快 速 切换 原理 及判 据 对于 大容 量火 力 发 电机 组 ， 当厂 用 电消 失后 ， 结合 厂用母 线 残压 特性 ， 如果 希 望 合上 备 用 电源 时 ， 电动机
6kV厂用电切换失败的原因分析及对策
开关 量正确 ，备用 进线 电压 大于 ７％，母线三相 电压 低于 ０
７ ％、 ０ 工作进线无 电流 ， 起动备 自投跳工作 电源开关 ， 备用 合 电源开关 。若备用开关开关量不正确 ， 工作进线有电流 ， 备用 电源 电压低于 ７ ％。 意条件满足闭锁备 自投 。 ０ 任
钢产 业链造成 了重大影 响 ，为此对厂 用电切换 装置进行 改 造， 提高厂用 电切换成功率 ， 势在必行 。
很大 ， 过流定值躲不过 ， 动作跳 闸。如果 过流保护定值增 大 ，
Ｖ蜘 １ 段 Ａ
成功 ， ６ ＶＩ 但 ｋ Ｉ Ｂ段上所有电机均过流 Ｉ Ｉ 段动作跳 闸 ， 锅炉灭
火。 ２２ 原因分析 ． 根据八钢热 电厂厂用 电母线 电动机 的残 压特性 和 电动
机耐受 电流能力 ， 以极 坐标形式绘制 出母 线残压 向量变化 轨
迹 （ ２。 图 ）
图１
Ｓ ｉｎ ｅ＆ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙＶｉ ｏ ｃｅ ｃ ｃ ｎ ｌｇ ｓ ｎ ｉ
能 源科技
科 技 视 界
２１年 ７ ０２ 月第 ２ 期 １
源电压与母线残压间的差拍电压 。 合上备用 电源后电动机承受
母 线允许 耐受电压。
、
的电压 Ｕ 为保证 电动机安全 自起动 ， Ｍ应小于电动机的允 Ｍ： Ｕ
６ Ｖ Ｂ段 、 ｂ段 、 Ｉ ｋＩ ｌ ｉ Ｉ Ｂ段为我厂 ６ Ｖ厂用母线 ， Ｉ ｋ 工作电源 开关分 别是 ０ ３ 、６ ７ ０ ５ 。 ６ ４ ０ ３ 、６ ８ 由发电机直 配母 线供 电 ， 用 备 电源 开关 是 ０ ３ 、６ ８ ０ ５ ， ６ Ｖ ６ ５０ ３ 、６ ９ 由 ｋ ０段 供 电 ， 每段母 线 两 路进线 电源通过备 自投 切换 。
厂用电开关故障导致厂用电切换失败的分析与改进
联 切换条件满足 ， 切换装置将先合备用 （ 工作 ） 开关 ， 经 一 定 延 时后 再 自动 跳 开 工 作 （ 用 ） 关 ， 在 这 备 开 如
段延时 内， 刚合上的备用（ 工作 ） 开关被跳开（ 如保护 动作跳 闸 ）则装 置不再 自动跳工作 （ ， 备用 ） 以免厂 ， 用 电失电。若起动后并联切换条件不满足 ， 装置将 闭 锁发信 ， 并进入等待人工复归状态 。但若切换装置中 没有设定并联延时 ， 当合上的开关 又跳开时 ， 则 就会 造成厂用 电源失去的事故 。
后， 同时发出备用 电源进线开关跳闸指令 ， 快切装置 闭锁 ， 完成 一次 切换 。由此 看 出该 型装置 原理 中不 存
在 两 开关 的短 时并 列判 断过程 。
运行后 ，才合上工作电源 ，使之与备用 电源短时并 列， 然后联锁断开备用 电源断路器 。” 中华人民共和 国电力行业标准 ＤＪ ５ ５— ０ ２火力发电厂厂用电 Ｉ １３ ２０ （ Ｔ （ 设计技术规定》规定 ，正常切换宜采用手动并联切 “ 换 。在确认切换的 电源合上后 ，再断开被切换的电 源， 并尽量减少两个 电源并列的时间， 同时宜采用手
操作后 ， 工作进线开关瞬间合上又跳开 ， 备用进线开 关同时跳开，造成 机组 ６Ｖ厂用 电 ｌ 段失电 ， ｌ ｋ １ 所
带厂用负荷停运。这是一起典型的厂用 电源切换 不 成功事件。 １ 图 为厂用电系统接线示意图。 图中 ａ 表 示备用进线开关 由合位变为断位 ， 表示工作进线开 ｂ 关 由合位变断位。
关 键词 ： 厂用 电开关 故 障 中图分 类号 ： Ｍ６ Ｔ ２ 厂用 电切换 快切装 置 文章 编号 ：６ ４ ８ ９ （ ０ ）４ ０ ８ ０ １７ —４ ２２ １ ０ — ５— ２ １ 文 献标 识码 ： Ａ
厂用电开关故障导致厂用电切换失败的分析与改进
厂用电开关故障导致厂用电切换失败的分析与改进发布时间：2021-04-19T15:00:50.863Z 来源：《当代电力文化》2020年31期作者：张若飞1 田野2[导读] 目前我国发电主要以火力发电厂提供电能为主，因此要想使得设备以及机组具备安全稳定运行的效果张若飞1 田野2国家能源集团天津国电津能热电有限公司天津市 300300摘要：目前我国发电主要以火力发电厂提供电能为主，因此要想使得设备以及机组具备安全稳定运行的效果，需要保证发电厂厂用电电源处在稳定且正常切换的状态下，但在实际工作当中由于多方面的因素可能会导致厂用电正常切换失败的问题。
本文将重点探究在厂用电开关故障发生后对正常切换所起到的影响，并以某个厂用电开关故障为例，探究其中快速切换装置在运行上所欠缺的部分，并结合此种装置的工作情况给出对应的改进办法，使得即便是在开关设备异常的状态下，也能够切实保证快切装置具备可靠性。
关键词：厂用电；切换；开关故障；分析；改进措施引言：目前发电厂厂用电切换方式分为正常、事故和不正常切换三种，而其中正常切换使得切换装置可作用于装置面板、DCS系统或控制台上，操作人员根据就地控制信号或者远方控制信号可予以管控，此种切换具备双向性，即可从备用电源至工作电源，也可由工作电源至备用电源，一般情况下运用自动并联的模式即可手动启动完成正常切换工作。
为避免常用电出现失电的问题，应当将常用电切换方式置于正常的模式，在整个过程中先使备用开关闭合，在延时作用下工作开关跳起。
但在此延时的时间段内，若备用开关跳开，则工作开关不会自动跳起，以此工作效果满足，避免厂用电失电的问题发生。
但在实际工作中，如若出现并联切换条件难以达到正常运行标准的状态，装置将闭锁发信。
只有人工操作使其处于复归状态，才能够继续运行。
而在实际作用中切换装置缺乏并联延时的设置条件，使得备用开关或工作开关合上后，另一类型的开关继续跳开，则会带来电源失去的不良影响。
发电机组厂用电切换失败跳闸原因分析及处理措施
厂用电快切失败的原因分析及处理
厂用电快切失败的原因分析及处理在大容量发电厂，厂用电连续可靠供电是保证发电机组安全运行的基本条件，厂用工作电源与备用电源间的切换是实现厂用电可靠供电的重要手段。
本文对6kV快切装置切换失败的原因进行分析，并提出处理方法。
标签：厂用电;快切装置;切换失败;原因分析;处理方法一般电厂厂用电系统设有工作电源及备用电源，正常运行时由工作电源供电，停机及事故时由备用电源供电。
由正常工作电源到备用电源的切换，需要装设电源切换装置，由于快切装置在启动方式及切换时间上具备明显的优势，使得厂用电快切装置在供配电系统中得到广泛应用。
1 厂用电切换必须具备的外部条件厂用电源切换的条件包括：正常运行备用电源与工作电源之间的电压相位差一般≤20 °;用于快速切换的断路器必须具有快速闭合性能，要求断路器的闭合时间不超过0.1 s，一般采用真空断路器，其时间一般在40～80 ms;发电机和厂用电保护装置必须快速动作，目前广泛使用微机型保护继电器。
2 厂用电系统切换方式厂用电系统的切换方式，按照装置启动的原因可分为：正常手动切换，事故切换及非正常工况切换;按照断路器的动作顺序可分为：并联切换、串联切换及同时切换。
并联切换即先合上备用电源，然后跳开工作电源。
这种切换方式两电源会有短暂的并列时间，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。
串联切换即先断开工作电源，确认工作开关断开后，再合上备用电源，串联切换时间长，一般都在150 ms 以上，因此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断开，其辅助接点的可靠性是切换成功的关键因素之一。
快速切换即同时发出断路器的指令，快速切换时间极短，能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：手动启动和保护启动。
机组起停机过程的厂用电切换采用手动启动方式;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。
6kV厂用电快速切换装置切换不成功原因分析及回路改进
6kV厂用电快速切换装置切换不成功原因分析及回路改进1 不正确的动作现象及原因分析1.1 不正确的动作现象湛江某电厂2007年1月28日,#1机负荷540MW，突然#1机汽机报警，10多秒后，汽机跳闸，手动解列发电机，6kV工作IB段工作电源611b开关不跳闸，厂用电快速切换装置切换不成功，6KV工作IB段备用电源开关061b不自动合闸，通过手动合闸备用电源开关061b。
1.2 厂用电切换方式厂用电源切换的方式可按开关动作顺序分，也可按起动原因分，还可按切换速度进行分类。
[1]、按开关动作顺序分类(动作顺序以工作电源切向备用电源为例）：并联切换。
先合上备用电源，两电源短时并联，再跳开工作电源。
这种方式多用于正常切换，如起、停机。
并联方式另分为并联自动和并联半自动两种。
串联切换。
先跳开工作电源，在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。
此种方式多用于事故切换。
同时切换。
这种方式介于并联切换和串联切换之间。
合备用命令在跳工作命令发出之后、工作开关跳开之前发出。
母线断电时间大于0ms而小于备用开关合闸时间，可设置延时来调整。
这种方式既可用于正常切换，也可用于事故切换。
[2]、按起动原因分类：正常手动切换。
由运行人员手动操作起动，快切装置按事先设定的手动切换方式（并联、同时）进行分合闸操作。
事故自动切换。
由保护接点起动。
发变组、厂变和其它保护出口跳工作电源开关的同时，起动快切装置进行切换，快切装置按事先设定的自动切换方式（串联、同时）进行分合闸操作。
不正常情况自动切换。
有两种不正常情况，一是母线失压。
母线电压低于整定电压达整定延时后，装置自行起动，并按自动方式进行切换。
二是工作电源开关误跳，由工作开关辅助接点起动装置，在切换条件满足时合上备用电源。
[3]、按切换速度分类:快速切换短延时切换同期捕捉切换残压切换1.3 快切装置切换不成功的原因分析手动解列发电机后，6kV工作IB段工作电源611b开关不跳闸，没自动合备用电源061b开关，6KV快切装置切换不成功的原因是通过检查发现6KVIB段快切装置检测到6KVIB段母线PT位置闭锁异常信号闭锁了快切装置，6KVIB段母线PT隔离开关位置闭锁异常信号取的是母线PT的行程位置接点811b--261和6KVIB段母线PT电压回路断线中间继电器1ZJ常闭接点261—801b串接的信号,如下图所示。
600MW机组6kV厂用电切换问题分析及对策
６００ＭＷ机组６ｋＶ厂用电切换问题分析及对策□李子建１引言汕尾电厂是国家重点建设项目之一，一期总装机容量2X600MW，6kV高压厂用电一次接线方式分三段式(即A、B、C 段母线)，机、炉辅机均分在A、B、C段母线上运行。
为了保证厂用电的可靠性，A、B、C段母线都设有备用电源。
当工作电源跳闸或母线电压消失时，备用电源自动投入，使厂用电连续运行而不中断。
但是，目前机组传统的厂用电备用电源自投装置切换方式是延时切换和串联切换，切换时间过长有可能造成运行中断或设备冲击损坏，尤其是厂用电母线故障时，由于备用电源自投装置自投，扩大了故障范围。
这类事故在大型电厂高压厂用电事故中屡见不鲜。
另外，备用电源自投装置及回路故障率较高，厂用电切换成功率较低。
此外随着机组容量增大，厂用电容量不断增大，其中多为感性负载，切换过程中母线电压由于反馈电势的存在而衰减较慢，切换时必须考虑到反馈电压与备用电源电压间的压差引起电流电压冲击问题，造成备用电源跳闸厂用电中断、设备损坏或寿命缩短的后果，给厂用电稳定连续运行带来了不利的因素。
同时大容量机组对厂用电运行安全性、稳定性、可靠性要求越来越高，厂用电切换时不应造成运行中断或设备冲击损坏。
因此，厂用电切换直接关系到大型电厂及电力系统安全稳定运行。
２传统的备用电源自投装置存在的问题传统的备用电源自投切换方式包括：延时切换和串联切换两种切换方式。
延时切换是指：母线电压消失，母线残压下跌至低电压继电器动作值时，经延时先跳工作电源开关，再合备用电源开关。
同时，为了防止开关误跳或运行人员误拉工作电源开关，采用工作电源辅助接点起动备用电源自投装置出口中间继电器，瞬时合上备用电源开关。
长期的运行实践证明，用这种方式进行厂用电切换，弊大于利，它主要存在以下几个方面问题：２．１厂用电母线故障时备用电源自投装置自投故障扩大当厂用电母线故障时，工作电源开关过流保护动作切除故障。
从多次厂用电母线故障分析，多数是永久性故障。
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YF-ED-J5616
可按资料类型定义编号6kV厂用电自动切换失灵
的分析实用版
In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment.
（示范文稿）
二零XX年XX月XX日
6kV厂用电自动切换失灵的分析
实用版
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2004-08-26T09:24，妈湾电厂5号机组由
于控制计算机通讯系统故障，在锅炉主燃料跳
闸(MFT)、汽轮机跳闸后，发电机程跳逆功率保
护由于定值整定过高未动作，在手动切开发电
机主开关之前，6 kV厂用电采用快切装置并联
切换方式由25T高厂变供电倒为203T启备变供
电成功；2004-10-26T15:43，5号机组由于发电
机主开关2205偷跳(原因不明)，在锅炉MFT、
汽轮机跳闸后，6 kV厂用电采用快切装置并联
切换方式由25T高厂变供电倒为203T启备变供
电未成功，随后切开6 kV工作电源开关5A1、5B1，因快切装置未及时复位而闭锁备用电源开关自投，手动合上备用电源开关5A2、5B2成功。
从以上事例可以看出，在锅炉MFT、汽轮机跳闸的情况下，6 kV厂用电系统均未能自动切换为备用电源供电，如果手动处理不当极有可能导致6 kV厂用电失去，造成事故的扩大。
1 5号机组程跳逆功率保护的构成和机炉电大联锁分析
《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中规定，为了防止汽轮机超速，要求正常停机时，在打闸后，应先检查有功功率是否为0，电度表停转或逆转以后，再将发电机与系统解列，或采用程跳逆功率保护动作解列，严禁带负荷解列。
5号机组的机炉电大联锁中，取
用了反映汽轮机主汽门阀位关闭的反馈信号和发电机逆功率继电器共同构成程跳逆功率保护来实现机——电之间联锁，动作出口为切开发电机主开关、关断发电机的励磁、启动6 kV厂用电快切装置、切开6 kV工作段母线的工作电源开关。
上述的第1次跳机事故中，由于程跳逆功率保护定值整定过高导致程跳逆功率保护没有启动，因而6 kV工作段母线不能自动地由工作电源切换至备用电源，虽然能手动启动快切装置并联切换方式将6 kV工作段工作电源切换至备用电源供电，那是因为主开关2205没有切开，和203T启备变高压侧开关2212运行在同一系统上，使得6 kV工作段工作电源和备用电源符合并列条件，才能完成并联切换过程。
可
见在锅炉MFT、汽轮机跳闸后，手动切换厂用电源之前，6 kV工作段母线的电源是通过发电机主开关2205、主变压器5T、厂用高压变压器25T从系统中取得电源的，这种运行方式对机组仍存在隐患。
上述的第2次跳机事故中，在发电机主开关2205偷跳，锅炉MFT、汽轮机跳闸后，不可能启动发电机程跳逆功率保护，6 kV工作段母线的电源不能完成自动切换。
值班员在采用快切装置并联切换方式将6 kV工作段工作电源切换至备用电源供电时不成功，这是因为发电机主开关2205已经切开，和203T启备变高压侧开关2212不是运行在同一系统上，而且发电机的转速已经不能维持在3 000 r/min，6 kV工作段工作电源和备用电源之间不符合并列条
件。
通过以上分析可见，发电机程跳逆功率保护在完成机——电之间的联锁时，保护的设计整定存在严重的安全隐患，没有充分考虑到厂用电的安全，不能在机炉事故情况下及时地切换厂用电。
2 整改措施
(1) 针对第1种异常情况，产生的原因是程跳逆功率保护整定值过高，这是5号机组在168 h试运时调试所整定的，并未按照在汽轮机主汽门关闭后实测的发电机有功损耗整定。
整改措施为全面审核5号发变组保护的整定值，并将5号机的程跳逆功率保护整定值由10 W(2%额定功率)调整到5 W(1%额定功率)，与5号机在汽轮机主汽门关闭后实测的发电机有功损耗相匹配，提高了保护的可靠性，满足了现场的要求。
(2) 针对第2种异常情况，制定了运行事
故处理规程，不仅完善对发电机主开关二次回
路和开关本体的检修项目，防止发电机主开关
再次偷跳，而且在发电机主开关偷跳后，要求6 kV厂用电系统严禁采用快切装置并联切换方式，应采用快切装置串联切换方式，即6 kV厂用电系统短时失电切换方式。
如果快切装置串
联切换失败，应立即手动切开6 kV厂用电工作电源开关后，合上6 kV厂用电系统备用电源开关。
(3) 鉴于汽轮机主汽门阀位关闭的反馈信
号并不十分可靠，将汽轮机数字电液控制系统(DEH)中自动停机脱扣系统(ETS)对危机遮断电
磁阀(ATS)发出的遮断指令同时送到发电机程跳逆功率保护作为汽轮机主汽门关闭信号，该遮
断指令全面反映了汽轮机保护自动停机和手动停机的要求，能够真实可靠地反映汽轮机主汽门关闭指令。
如果汽轮机主汽门实际未完全关闭，逆功率继电器不启动，程跳逆功率保护不动作，发电机主开关不会切开，从而防止汽轮机超速。
如果汽轮机主汽门已完全关闭，逆功率继电器正常启动，则程跳逆功率保护正常动作。
同时，将上述反映汽轮机主汽门关闭的热工信号去启动快切装置和切开6 kV工作段母线的工作电源开关，进一步完善了机——电之间的联锁，保证了6 kV厂用电的可靠切换。