神华国能神东电力有限责任公司萨拉齐发电 厂（以下简称萨拉齐电厂）接入蒙西电网，机组容量 2×300MW，一回出线，送入500kV包北变电站，而 启动备用容量由所在地土默特右旗220kV变电站 中110kV电压等级供电，该电厂在蒙西电网中所处 位置见图 1所示[1]。
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图 1 萨拉齐电厂所在区域电网主接线示意图 |
从图 1可以看出，由于萨拉齐电厂与包北变电 站联系经过了三级降压，并受到地区负荷影响，厂 用备用电源不存在频差，但存在一定的角差、压 差。在厂用电快切装置切换过程中由于土右变电 站110kV侧接带地方负荷较多（110kV侧共有5条 线路），地方负荷较大，并且土右变电站220kV与 110kV联络变压器容量仅为120kVA，110kV侧所 带负荷均通过联络变压器接带，机组启动期间厂用 电容量占用较多，因此在机组启动过程中线路末端 电压降低较多。同时由于电厂接带负荷多为感性 负荷，高压厂用变压器与启动备用变压器低压侧两 电压间角差也较大。在机组启动并网后，虽然可以 用启动备用变压器分接头进行调压，但两电压相位 角难以改变，且随着机组负荷的增加，110kV侧负 荷增加，相角差也在加大，最大时超过厂用电快切 装置角度差设定值15° [2]。这样会导致厂用电快切 装置闭锁切换功能，厂用电无法切换，尤其是在电 网用电高峰期，土右变电站也易产生过负荷。为了 使厂用电能够顺利切换，根据运行经验，通常应在 机组负荷不高时（约50MW）进行厂用电切换。对 于循环流化床机组，在负荷为50MW时机组运行稳 定，床温在800℃左右，厂用电切换条件较为成熟。
萨拉齐电厂300MW机组采用的厂用电快切装 置切换方式为全自动快速切换方式。在2013年1 月的连续2次厂用电源切换过程中发生了切换目标 电源开关合上后，原带厂用负荷开关未断开故障， 给机组的安全运行造成威胁，急需处理。 2 厂用电切换故障原因分析
对于快切装置，为保证厂用电切换的可靠性， 切换后目标电源开关应在有一定电流的情况下才 允许断开原工作电源开关。萨拉齐电厂厂用电快 切装置目标电源开关有电流定值为0.54A，厂用分 支及备用分支电流互感器变比均为4000/5，折算到 一次侧定值为432A。即如果厂用电切换后，目标 电源开关电流达不到432A [3]，原工作电源开关就不 会断开。以下对切换过程中各参数及厂用电快切 装置动作情况进行分析（均以电流互感器二次侧值 为基准）[4]。 2.1 6kV厂用ⅠA段工作电源切换至备用电源
2013-01-16，1号机组由于锅炉返料腿冒火需 压火，将厂用电源由工作电源切换至备用电源，在 厂用电切换过程中发现6kVⅠA段工作电源进线开 关未断开，后手动断开。快切装置动作过程如表 1。
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表 1 6kV厂用ⅠA段工作电源切换至备用电源厂用电快切装置动作过程 |
由表 1显示的厂用电快切装置切换报告看出， 在备用电源开关合上后，厂用电快切装置未发出断 工作分支开关指令。厂用电快切装置动作前后厂 用工作及备用分支电流、电压参数如表 2所示。
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表 2 6kV厂用ⅠA段工作电源切换至备用电源工作分支、备用分支切换前后电流、电压对比1） |
从表 2可以看出，切换后由于备用分支电流小 于备用分支有流定值（0.54A），所以快切装置未发 出断开工作分支开关指令，同时在切换过程中，即 在工作分支和备用分支两开关同时合上情况下，工 作分支不仅向原厂用负荷供电，而且向110kV土神 线反送电，基本上原负荷电流与备用分支电流之和 为切换过程中工作分支电流。 2.2 6kV厂用ⅠB段工作电源切换至备用电源
2013-01-16，在6kV厂用ⅠB段电源切换过程 中，厂用电快切装置动作成功，装置动作过程如表 3。
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表 3 6kV厂用ⅠB段工作电源切换至备用电源 厂用电快切装置动作过程 |
由表 3显示的厂用电快切装置切换报告看出， 在备用电源开关合上后，厂用电快切装置发出断工 作分支开关指令，切换成功。厂用电快切装置动作 前后厂用工作及备用分支电流、电压参数如表 4所 示。
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表 4 6kV厂用ⅠB段工作电源切换至备用电源工作分支、 备用分支切换前后电流、电压对比1） |
通过表 4可以看出，在切换过程中，即在工作分 支和备用分支两开关同时合上情况下，工作分支不 仅向原厂用负荷供电，而且向110kV土神线反送 电，基本上原负荷电流与备用分支电流之和为切换 过程中工作分支电流。工作电源倒备用电源，虽然 压差、频差、角差非常小，同时工作段电流也非常小 （折算到一次侧约为200A），但在切换过程中备用 段的电流仍达0.75A，且切换成功。同第一次切换 相比，频差、压差、角差虽然也较小，但由于6kV厂 用ⅠA段负荷大，厂用备用分支电流小，导致快切装 置不能完成切换。 2.3 6kV厂用ⅠA段备用电源切换至工作电源
2013-01-16，在6kV厂用ⅠA段电源切换过程 中，厂用电快切装置动作成功。厂用电快切装置动 作过程如表 5。
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表 5 6kV厂用ⅠA段备用电源切换至工作电源 厂用电快切装置动作过程 |
由表 5显示的厂用电快切装置切换报告看出，在备用电源开关合上后，厂用电快切装置发出断工 作分支开关指令，切换成功。厂用电快切装置动作 前后厂用工作及备用分支电流、电压参数如表 6所 示。
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表 6 6kV厂用ⅠA段备用电源切换至工作电源工作分支、 备用分支切换前后电流、电压对比1） |
通过表 6可以看出，在切换过程中，即在工作分 支和备用分支两开关同时合上情况下，原备用分支 电流为工作分支电流与备用分支电流之和，说明在 切换过程中由工作与备用分支共同接带厂用负荷。 2.4 6kV厂用ⅠB段备用电源切换至工作电源 2013-01-16，6kV厂用ⅠB段电源切换过程中， 厂用电快切装置切换不成功。厂用电快切装置动 作过程如表 7。
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表 7 6kV厂用ⅠB段备用电源切换至工作电源 厂用电快切装置动作过程 |
由表 7显示的厂用电快切装置切换报告看出， 在工作分支电源开关合上后，厂用电快切装置未发 出断备用分支开关指令，切换不成功。厂用电快切装置动作前后厂用工作及备用分支电流、电压参数 如表 8所示。
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表 8 6kV厂用ⅠB段备用电源切换至工作电源工作分支、 备用分支切换前、后电流、电压对比1） |
通过表 8可以看出，在切换过程中，即在工作分 支和备用分支两开关同时合上情况下，原备用分支 电流为工作分支电流与备用分支电流之和，说明在 切换过程中由工作与备用分支共同接带厂用负荷。 2.5 结论
通过对1号机组的2次厂用电源切换过程，以 及4次厂用工作与备用分支电源切换情况分析可以 看出，切换过程存在以下问题：
（1）在切换过程中由工作分支接带厂用负荷 的同时向备用分支反送电，即工作分支电流等于原 厂用负荷电流与通过启备变向110kV变电站反送 电电流之和。这种情况下，如将厂用电由工作分支 切换至备用分支，则工作分支原电流越大，切换时 备用分支电流就越小，不利于切换的正常操作，如 由备用电源切换至工作电源则正好相反，备用分支 电流大，切换过程中工作分支电流也越大，利于切 换。
（2）在切换过程中，由工作和备用电源共同接 带原厂用负荷，即工作分支与备用分支电流之和等 于原厂用负荷电流，在这种情况下原来工作分支电 流越大越利于切换。
（3）理论分析还可能出现由备用电源向工作 电源端反送电情况，但通常这种情况存在的可能性 极小。由于厂用6kV工作电源是电源端且与500 kV系统相联，一般不存在低于其电压等级的地方站 向其送电的情况。 3 采取的措施
通过上述分析可以看出，在电源切换过程中， 厂用分支电流存在不确定性，且无论采取哪种切换 方式，工作分支与备用分支电流变化密切相关，即 不论是由工作分支带全部负荷或是工作、备用分支 共同带厂用负荷，电流变化情况为：
（1）由工作分支接带厂用负荷的同时向备用 分支反送电情况下，工作分支增加的电流与备用分 支增加的电流相等；
（2）由工作和备用电源共同接带原厂用负荷， 工作分支增加的电流等于备用分支减少的电流。 针对上述分析，决定把2个分支电流的变化量 作为目标开关有电流的判据，并降低有电流定值， 即将工作及备用分支开关并列时电流变化值设定 得小一些，根据厂用快切装置的有电流定值最低门 槛值（0.1A），设定为二次侧0.1A，对应一次侧为80 A，可保证厂用快切装置的可靠操作。由于开关有 电流值取两分支电流变量，所以降低有电流定值不 会降低装置动作的可靠性，有电流值虽小，但由于 两段均设定值，安全性依然能得到保障。 4 结语
通过上述分析可以看出，在厂用电切换过程 中，在工作与备用电源压差、角差、频差都较小的情 况下，存在切换目标电源电流小的情况，即小于电 流定值，且具有较大的不确定性，导致厂用电快切 装置不能实现全自动切换。通过对2次切换失败的 原因分析，找出其中的电流变化规律，将装置定值 设置改为取工作开关与目标开关电流变化量，同时 降低工作及备用开关有电流定值方法，成功解决了 厂用电切换故障问题。改进后的厂用电切换装置 在操作过程中未再发生类似故障，效果较好。
| [1] | 内蒙古电力科学研究院.蒙西网潮流图[R].呼和浩特:内蒙古电力科学研究院,2013. |
| [2] | 国电南京自动化股份有限公司.微机备用电源快速切换装置说明书[R].南京:国电南京自动化股份有限公司, 2006:12-14. |
| [3] | 赵岩,陈军,张百舸.霍煤电厂6 kV厂用电源快切装置双向切换的研究与利用[C]//中国电机工程学会,2006年中国电机工程学会年会论文集.北京:中国电机工程学会, 2006. |
| [4] | 宋利明,高利涛,安振军,等.200 MW机组高压厂用电切换问题探讨[J].内蒙古电力技术,2005,23(6):17-20. |
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