發(fā)電廠廠用電快速切換技術(shù)

摘要：傳統(tǒng)的備用電源自投裝置采用慢速切換方式，切換時(shí)間長，對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行不利。隨著繼保技術(shù)的發(fā)展，微機(jī)型廠用電快切技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，本文介紹了發(fā)電廠廠用／備用電源切換的新技術(shù)和新原理。

關(guān)鍵詞：廠用電同期快切

0 引言

中小容量發(fā)電廠的廠用電源自動(dòng)投入裝置多為慢速切換方式，基本上滿足中小容量機(jī)爐運(yùn)行要求。但慢速切換方式切換時(shí)間長，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降的幅度大，成組啟動(dòng)時(shí)間長，對(duì)機(jī)爐運(yùn)行系統(tǒng)不利。并且在事故切換過程中，電流、電壓、頻率、滑差、相角和轉(zhuǎn)矩等將發(fā)生快速變化，為保證工作電源跳閘或母線電壓消失時(shí)，備用電源快速投入，使廠用電系統(tǒng)中各設(shè)備連續(xù)運(yùn)行而不中斷，我們引入快速切換及同期捕捉切換等新型的切換方法，實(shí)現(xiàn)廠用電源快速準(zhǔn)確的進(jìn)行切換，提高供電可靠性。

下面結(jié)合廠用電源的接線方式，介紹廠用電快速切換過程及切換方式。

1 廠用電源快速切換過程

圖1為基本的廠用／備用電源熱備用接線方式，廠用電同期快切裝置控制CBl和CB2開關(guān)。

廠用電源切換過程分為正常切換和事故切換兩種方式。正常切換方式指廠用工作分支和備用分支間根據(jù)運(yùn)行方式要求進(jìn)行的切換；事故切換方式指廠用工作電源消失后快速投入備用電源的切換方式。

上述兩種切換方式都存在工作和備用電源的同期問題，正常切換方式是同頻同期的合環(huán)操作。事故切換方式是差頻同期，即廠用工作母線上的殘壓、殘壓頻率與電壓、頻率正常的備用電源進(jìn)行同期。

2 同期捕捉切換的幾種方法

2.1 基于”恒定越前相角”原理，即根據(jù)正常廠用負(fù)荷下同期捕捉階段相角變化的速度和合閘回路的總時(shí)間，計(jì)算出合閘提前角，快切裝置實(shí)時(shí)跟蹤頻差和相差，當(dāng)相差達(dá)到整定值，且頻差不超過整定范圍時(shí)，即發(fā)合閘命令，當(dāng)頻差超范圍時(shí)，放棄合閘，轉(zhuǎn)入殘壓切換。這種方法缺點(diǎn)是合閘角精確度不高，且合閘角隨廠用負(fù)荷變化而變化。

2.2基于“恒定越前時(shí)間”原理，即完全根據(jù)實(shí)時(shí)的頻差、相差，依據(jù)一定的變化規(guī)律模型，計(jì)算出離相角差過零點(diǎn)的時(shí)間，當(dāng)該時(shí)間接近合閘回路總時(shí)間時(shí)，發(fā)出合閘命令。該方法從理論上講，能較精確地實(shí)現(xiàn)過零點(diǎn)合閘，且不受負(fù)荷變化影響。但實(shí)用時(shí)，需解決不少困難：一是要精確地找出頻差、相角差變化規(guī)律并給出相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，不能簡(jiǎn)單的采用線形模型；二是由于廠用電反饋電壓頻率變化的不完全連續(xù)性及頻率測(cè)量的間斷性，造成頻差及相差測(cè)量的間斷和偏差；另外，合閘回路的時(shí)間也有一定的離散性。由于在同期捕捉階段，相差的變化速度可達(dá)1－°2／1ms，因此任何一方面產(chǎn)生的誤差都將大大降低合閘的準(zhǔn)確性。

2.3 捕捉電動(dòng)機(jī)群允許的沖擊電流時(shí)機(jī)原理。即捕捉電動(dòng)機(jī)群允許的沖擊電流的時(shí)機(jī)進(jìn)行切換。此時(shí)，大量電動(dòng)機(jī)還未被切除，自啟動(dòng)條件較好，可保證廠用電安全恢復(fù)運(yùn)行。

如圖2，合上備用電源后電動(dòng)機(jī)承受的電壓：

UD=XDZIU，(XS+XD)

式中：XD——母線上電動(dòng)機(jī)組和低壓負(fù)荷折算到高壓廠用電壓后的等值電抗；

XS——電源的等值電抗令I(lǐng)A=XD／(XS+XD)：