電源切換對(duì)于廠用電源來(lái)說(shuō)非常的常見(jiàn)，對(duì)于電源切換有專門(mén)的實(shí)驗(yàn)分析，下面小編就為大家?guī)��?lái)了廠用電源切換改造與實(shí)驗(yàn)分析，感興趣的朋友可以看一看哦！

摘要：10kV一次廠用電系統(tǒng)分段母線之間沒(méi)有廠用電切換裝置，不符合規(guī)范要求，是機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的隱患。分析對(duì)比備自投裝置和快切裝置工作原理，選用快切裝置對(duì)廠用電源切換進(jìn)行改造并實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)切換，取得理想效果，具有良好的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，探討在機(jī)組分期建設(shè)時(shí)，應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃，保證新舊系統(tǒng)的完善性和可靠性。

1設(shè)備概況

徐州金山橋熱電有限公司現(xiàn)裝機(jī)規(guī)模6×90t/h循環(huán)流化床鍋爐（CFB鍋爐）+3×220t/hCFB鍋爐+5×15MW背壓式汽輪發(fā)電機(jī)組，供汽能力900t/h，承擔(dān)著近60家企事業(yè)單位的供熱任務(wù)，是徐州市骨干熱電企業(yè)。老廠區(qū)裝機(jī)6×90t/hCFB鍋爐+3×15MW背壓機(jī)組，分三期建成。廠用電系統(tǒng)包含10kV一級(jí)廠用電系統(tǒng)和400V二級(jí)廠用電系統(tǒng)，10kV廠用電系統(tǒng)按爐分段，1、2號(hào)發(fā)電機(jī)組分別接于10kVⅠ段和Ⅱ段母線上，電廠通過(guò)兩回35kV出線接入當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)。10kVⅠ、Ⅱ段一次系統(tǒng)如圖1所示。1號(hào)機(jī)組和2號(hào)機(jī)組由不同的設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，分期建成，10kVⅠ段和Ⅱ段母線之間沒(méi)有設(shè)計(jì)廠用電切換裝置，1號(hào)機(jī)組或2號(hào)機(jī)組停運(yùn)時(shí)，相對(duì)應(yīng)的10kVⅠ段或Ⅱ段母線失去了自發(fā)電源。由于，從電網(wǎng)倒送電成本是0.67元/kWh，而公司自發(fā)電成本才0.22元/kWh，為減少電網(wǎng)倒送電量，降低用電成本，10kVⅠ段或Ⅱ段母線上的負(fù)荷必須采取人工倒閘操作的方式切換到另一段母線接帶。人工切換廠用電源時(shí)，正在運(yùn)行的鍋爐等設(shè)備不得不暫時(shí)壓火停運(yùn)，待完成廠用電源切換后再恢復(fù)運(yùn)行。由于廠用電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不完善，無(wú)法實(shí)現(xiàn)廠用電源的無(wú)擾動(dòng)切換，制約機(jī)組運(yùn)行方式的靈活性，嚴(yán)重影響電廠的安全性、經(jīng)濟(jì)性及供熱穩(wěn)定性。

2廠用電系統(tǒng)切換改造的必要性

10kVⅠ段和Ⅱ段母線之間沒(méi)有廠用電切換裝置，存在以下問(wèn)題。

2.1不符合規(guī)范要求，容易引發(fā)全廠全停事故

《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》、《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求及編制釋義》是電力系統(tǒng)防范重大生產(chǎn)事故的強(qiáng)制性文件，其明確規(guī)定，重視機(jī)組廠用電切換裝置的合理配置及日常維護(hù)，確保系統(tǒng)電壓、頻率出現(xiàn)較大波動(dòng)時(shí)，具有可靠的保廠用電源技術(shù)措施。

2.2發(fā)電機(jī)組或主變壓器故障停運(yùn)時(shí)，無(wú)法保證廠用電

正常情況下，1#、2#發(fā)電機(jī)組并列運(yùn)行，所發(fā)的電量分別通過(guò)1#、2#主變壓器并入電網(wǎng)，母線聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)100開(kāi)關(guān)在分閘位置。1#、2#發(fā)電機(jī)組和1#、2#主變壓器運(yùn)行中都有可能意外跳閘，由于10kVⅠ段和Ⅱ段母線之間沒(méi)有廠用電切換裝置，一旦1#、2#發(fā)電機(jī)組跳閘，就不能迅速將跳閘機(jī)組的廠用電切到另一臺(tái)機(jī)組，會(huì)從電網(wǎng)倒送高價(jià)電維持該臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行；而一旦1#、2主變壓器意外跳閘，如果1#、2#發(fā)電機(jī)不能自帶廠用電，會(huì)造成對(duì)應(yīng)機(jī)組廠用電失電，危及設(shè)備安全，引發(fā)事故。

2.3影響供熱的穩(wěn)定性，容易引發(fā)供熱中斷事件

由于熱電生產(chǎn)的特殊性，從發(fā)電供熱、輸送到用電用熱必須同時(shí)一次完成，連續(xù)進(jìn)行并且還要時(shí)刻保持平衡。一旦熱電廠生產(chǎn)不穩(wěn)定，勢(shì)必影響對(duì)外供電供熱的連續(xù)性和穩(wěn)定性，甚至中斷供電供熱，給下游用熱單位造成巨大損失，容易引發(fā)大面供熱中斷的社會(huì)事件，破壞和諧局面。

3廠用電切換改造要求

3.1規(guī)程規(guī)范對(duì)廠用電可靠性的要求

保證廠用電不中斷是機(jī)組連續(xù)可靠運(yùn)行，保證供熱穩(wěn)定的前提。為此，廠用電系統(tǒng)各段母線必須按照規(guī)程規(guī)范配備兩路電源，無(wú)論出現(xiàn)何種情況，兩路電源能夠在最短的時(shí)間內(nèi)快速切換，保證電源的連續(xù)性，避免斷路器、保護(hù)裝置失壓保護(hù)動(dòng)作。

3.2用電設(shè)備對(duì)廠用電切換的要求

對(duì)于不同的用電負(fù)荷，在失電后所表現(xiàn)的物理特征也不同。對(duì)于純阻性負(fù)荷，在失去工作電源后母線電壓立即下降到0。電廠用電負(fù)荷以感性負(fù)載電動(dòng)機(jī)、變壓器為主，正在運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)一旦失去電源，母線電壓衰減速度與電動(dòng)機(jī)數(shù)量、容量及其拖動(dòng)的機(jī)械特性有關(guān)，且失電后的電動(dòng)機(jī)通過(guò)其剩余的動(dòng)能及轉(zhuǎn)子剩磁轉(zhuǎn)入異步發(fā)電狀態(tài)，使負(fù)荷母線上呈現(xiàn)出一個(gè)電壓幅值和頻率逐漸衰減的殘壓。母線殘壓特性曲線和切換極限如圖2所示。這個(gè)殘壓與備用電源電壓之間形成不斷變化的夾角θ，在此期間，合上備用電源開(kāi)關(guān)，將對(duì)惰走中的電機(jī)形成沖擊，其沖擊電壓ΔU值與夾角θ有關(guān)，顯而易見(jiàn)，當(dāng)θ=180°時(shí)，ΔU最大，如果此時(shí)合上備用電源，對(duì)電機(jī)沖擊最嚴(yán)重，威脅電機(jī)安全和自啟動(dòng)。因此，必須選擇合適時(shí)機(jī)才能合上備用電源，使電機(jī)既承受較小的沖擊電壓又能夠成功自啟動(dòng)。備用電源切換時(shí)廠用電系統(tǒng)等值電路圖及相量圖如圖3、圖4所示。根據(jù)圖3、圖4，備用電源合閘時(shí)，ΔU一部分落在備用電源等值阻抗XB上，另一部分則落在母線上以電動(dòng)機(jī)為主的等值阻抗XM上，電動(dòng)機(jī)耐受電壓UM：UM=UXMXB+XM（1）式中：UM———備用電源合閘時(shí)電動(dòng)機(jī)耐受電壓(kV)；XM———母線上電動(dòng)機(jī)群和低壓負(fù)荷折算后的等值阻抗(Ω)；XB———備用電源等值阻抗(Ω)；U———母線殘壓U與備用電源電壓UB之間的相量差電壓（kV）。一般電動(dòng)機(jī)可以承受1.1倍額定電壓Un，因此，備用電源合閘時(shí)，施加在電動(dòng)機(jī)上的電壓不超過(guò)這個(gè)耐受電壓，電動(dòng)機(jī)就是安全的，可以使絕大部分乃至全部電機(jī)迅速再受電，重新恢復(fù)運(yùn)行。UM=UXMXB+XM=1.1Un式中：K值反應(yīng)電動(dòng)機(jī)群阻抗占總阻抗的份額，故稱為分壓系數(shù)。根據(jù)本公司廠用電系統(tǒng)特性計(jì)算出K=0.71，ΔU（%）=1.55，在圖1中，以A點(diǎn)為圓心，以1.55為半徑，畫(huà)出A′-A″圓弧，在其右側(cè)范圍內(nèi)備用電源合閘都是安全的。如果廠用電系統(tǒng)負(fù)載少，XM增大，K值也增大，允許的ΔU就小，則以此為半徑畫(huà)出的曲線就移向右側(cè)，如圖2中的B′-B″曲線。3.3生產(chǎn)運(yùn)行方式對(duì)切換邏輯要求考慮到2臺(tái)機(jī)同時(shí)運(yùn)行、單臺(tái)運(yùn)行、兩臺(tái)機(jī)停運(yùn)等多種運(yùn)行方式，對(duì)廠用電切換提出了多達(dá)10種情況的電源切換要求，目標(biāo)是無(wú)論出現(xiàn)何種情況，都能快速切換，保證10kVⅠ段、Ⅱ段母線不斷電，從而保證生產(chǎn)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4廠用電源切換改造方案

目前，能夠完成廠用電源切換的裝置有兩種：備用電源自動(dòng)投入裝置（以下簡(jiǎn)稱備自投裝置）和微機(jī)備用電源快速切換裝置（以下簡(jiǎn)稱快切裝置）。

4.1備自投裝置

以圖1為例，傳統(tǒng)備自投裝置工作原理（以一種工況為例）：2臺(tái)機(jī)組同時(shí)運(yùn)行時(shí)，Ⅰ段、Ⅱ段母線電源由對(duì)應(yīng)的發(fā)電機(jī)提供，開(kāi)關(guān)101、103、102、104在合閘位置，開(kāi)關(guān)100在分閘位置，如果開(kāi)關(guān)101、103故障跳閘，Ⅰ段母線失電，開(kāi)關(guān)101、103跳閘其輔助接點(diǎn)啟動(dòng)備自投裝置，經(jīng)延時(shí)并判斷Ⅰ段母線電壓降至零或整定值（一般是15%~30%額定電壓），合開(kāi)關(guān)100，完成備用電源切換。從以上切換邏輯發(fā)現(xiàn)，備自投裝置起動(dòng)條件概括起來(lái)有3個(gè)，即①工作電源已斷開(kāi)；②備用電源電壓正常；③負(fù)荷母線電壓為零或整定值。備自投裝置電源切換存在以下問(wèn)題。4.1.1切換速度慢，延時(shí)長(zhǎng)，切換成功率低備自投裝置切換采用工作開(kāi)關(guān)先斷開(kāi)而后等待母線殘壓降到零或者很低的整定值才合備用開(kāi)關(guān)的串聯(lián)方式。從工作電源切除開(kāi)始，母線殘壓幅值和頻率逐漸衰減，殘壓與備用電源之間的相角差θ不斷變化，這個(gè)衰減時(shí)間、頻差、相角差與母線上的負(fù)荷息息相關(guān)，負(fù)荷越大，衰減的越慢，達(dá)到首次反相和再次同相的時(shí)間越長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才能衰減到0。滿足切換條件時(shí)，母線電壓為0，表明電機(jī)已全部停轉(zhuǎn)；母線電壓很低，說(shuō)明電動(dòng)機(jī)群的轉(zhuǎn)速下降過(guò)多，甚至有的電機(jī)轉(zhuǎn)速已經(jīng)降到0，造成電動(dòng)機(jī)群自啟動(dòng)電流過(guò)大，對(duì)母線電壓沖擊很大，電壓進(jìn)一步降低，導(dǎo)致備用電源速斷保護(hù)動(dòng)作，備用電源切換失敗。4.1.2無(wú)同期判別功能，容易沖擊用電設(shè)備，影響設(shè)備安全備自投裝置切換條件沒(méi)有母線殘壓與備用電源之間相角差θ的判別，容易在圖2中A′-A″曲線左側(cè)區(qū)域合閘，等同于非同期合閘，使電機(jī)等廠用電設(shè)備遭受很大沖擊，甚至造成設(shè)備損壞。鑒于以上情況，備自投裝置一般使用在輸煤系統(tǒng)、化學(xué)系統(tǒng)等400V二級(jí)廠用電系統(tǒng)，在10kV一級(jí)廠用電系統(tǒng)上很少使用。

4.2快切裝置

快切裝置采用工業(yè)級(jí)CPU和超大規(guī)�？删幊踢壿嬓酒�，精確測(cè)量，實(shí)時(shí)跟蹤計(jì)算母線電壓、頻率、頻差、相角等參數(shù)，具有快速切換、捕捉耐受電壓點(diǎn)切換、同期切換、殘壓切換、長(zhǎng)延時(shí)切換等5種切換條件和并聯(lián)、串聯(lián)、同時(shí)3種切換模式，組合靈活，方案豐富。4.2.1快速切換在啟動(dòng)切換瞬間，判斷母線電壓與備用電源電壓相角差、頻差在定值之內(nèi)，且母線電壓不低于定值，則立刻合閘備用開(kāi)關(guān)，即圖2中殘壓特性曲線B點(diǎn)以前進(jìn)行的切換。4.2.2捕捉耐受電壓點(diǎn)切換實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)母線電壓與備用電源電壓之間不斷變化的ΔU、相角差，并預(yù)測(cè)其變化趨勢(shì)，測(cè)算電機(jī)耐受電壓UM增大到允許值之前，完成備用電源的投入，此時(shí)，母線殘壓還很高，同時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降不多，系統(tǒng)可以迅速恢復(fù)工作。4.2.3同期切換工作電源被切除后，母線上殘壓相量將繞備用電壓相量向滯后方向旋轉(zhuǎn)，在首次出現(xiàn)相角差為零時(shí)完成的備用電源切換�？烨醒b置具有頻率自動(dòng)跟蹤技術(shù)，根據(jù)頻率、相角、幅值的變化規(guī)律，計(jì)算出母線殘壓與備用電源電壓第一次相位重合的時(shí)間，考慮開(kāi)關(guān)固有合閘時(shí)間，提前發(fā)出合閘指令，在首次同相時(shí)精準(zhǔn)合閘。4.2.4殘壓切換當(dāng)母線殘壓下降到到整定值（20%~40%額定電壓）時(shí)進(jìn)行的切換。殘壓切換是同期切換的后備。殘壓切換無(wú)須判斷相角和頻率差，是一種非同期切換。4.2.5長(zhǎng)延時(shí)切換由于殘壓定值設(shè)置不當(dāng)或者母線殘壓不易衰減等各種原因，以上4種切換都沒(méi)有成功，設(shè)置了長(zhǎng)延時(shí)切換作為以上4種切換的總后備。以上5種切換條件可以通過(guò)投退軟壓板獨(dú)立選擇。快切裝置一旦啟動(dòng)切換程序，將根據(jù)各切換準(zhǔn)則的投退設(shè)置，依次計(jì)算并判斷各切換準(zhǔn)則是否滿足，若任一切換準(zhǔn)則滿足，則發(fā)合備用電源開(kāi)關(guān)指令，完成電源切換。以上5種切換依次是備用切換關(guān)系，如失去快速切換的機(jī)會(huì)，則裝置自動(dòng)轉(zhuǎn)為捕捉耐受電壓點(diǎn)切換，依次替續(xù)，大大提高廠用電切換的成功率。綜合比較備自投裝置和快切裝置工作特性，為保證電源切換的安全性和可靠性，選擇快切裝置進(jìn)行廠用電源切換改造。5改造效果2013年10月，投資17萬(wàn)元對(duì)10kVⅠ、Ⅱ段廠用電系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，在原發(fā)變組保護(hù)柜增加一套快切裝置，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)和運(yùn)方需求，定制了適宜的切換方案和非標(biāo)邏輯程序。改造后，在1#機(jī)組運(yùn)行，2#機(jī)組停運(yùn)的運(yùn)方下，分別手動(dòng)斷開(kāi)100開(kāi)關(guān)和102開(kāi)關(guān)模擬故障跳閘，利用快切裝置對(duì)10kVⅡ段母線進(jìn)行了4次電源切換實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有運(yùn)行設(shè)備掉電停運(yùn)，切換平穩(wěn)無(wú)擾動(dòng)，效果理想。實(shí)驗(yàn)1錄波如圖5所示，4次電源切換實(shí)驗(yàn)記錄表1所示。改造4年來(lái)，1#、2#機(jī)組倒停時(shí)再也不需要從電網(wǎng)倒送電，節(jié)約用電成本；同時(shí)，降低人員操作的工作量和誤操作的風(fēng)險(xiǎn)；廠用電源切換安全可靠，大大提高機(jī)組運(yùn)方的靈活性，經(jīng)濟(jì)效益和安全效益明顯。6%結(jié)論與探討徐州金山橋熱電有限公司老廠區(qū)現(xiàn)裝機(jī)6臺(tái)CFB鍋爐+3臺(tái)背壓式汽輪發(fā)電機(jī)組，由不同的設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，分三期建成。由于缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃，廠用電系統(tǒng)10kVⅠ段和Ⅱ段母線之間沒(méi)有設(shè)計(jì)廠用電切換裝置，只能采取人工倒閘操作的方式進(jìn)行廠用電源切換，不符合規(guī)范要求，容易引發(fā)廠用電缺失，是機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的隱患，容易造成供熱中斷的社會(huì)事件。分析對(duì)比備自投裝置和快切裝置工作原理，選用快切裝置對(duì)廠用電源切換進(jìn)行改造，編制針對(duì)性的切換方案和非標(biāo)邏輯程序，改造后，進(jìn)行電源切換實(shí)驗(yàn)，取得理想效果，消除安全隱患，具有良好的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益。無(wú)論何種情況，保證廠用電系統(tǒng)各段母線電源不中斷，是強(qiáng)制性要求，是機(jī)組可靠運(yùn)行、保證供熱穩(wěn)定的前提。在機(jī)組分期建設(shè)時(shí)，應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃，做好新舊系統(tǒng)的接續(xù)和配合，采取技術(shù)措施，保證系統(tǒng)的完善性和可靠性。

來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)整理 免責(zé)聲明：本文僅限學(xué)習(xí)分享，如產(chǎn)生版權(quán)問(wèn)題，請(qǐng)聯(lián)系我們及時(shí)刪除。

《廠用電源切換改造與實(shí)驗(yàn)分析》由互聯(lián)網(wǎng)用戶整理提供,轉(zhuǎn)載分享請(qǐng)保留原作者信息,謝謝!
鏈接地址：http://m.hmlawpc.com/gongwen/186351.html

• 上一篇：高職會(huì)計(jì)專業(yè)教學(xué)如何滲透誠(chéng)信教育
• 下一篇：高速公路隧道照明節(jié)能減排對(duì)策