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[摘要] 本文是一篇探讨厂用电快切装置切换逻辑的技术性文章，作者从我厂#10机组厂用电快切装置技术改造过程中遇到的问题入手，分析新、旧出现问题的原因，以及新、旧快切装置技术差异，针对切换逻辑增加电流判据的技术改进，结合生产实际进行分析，对相关企业完善厂用电快切系统，提高快切装置的正确动作率有很好的借鉴和指导意义。
[关键词] 发电厂 快切 备自投 BZT 电流判据
1.引言
电源的供电可靠性直接制约着供电负荷的正常运转，特别是发电厂中压系统的供电可靠性直接影响着一台发电机组设备的正常运转、避免发生人身伤亡和设备损坏事故。备用电源自动投入（简称备自投，BZT）功能是保证不间断供电、提高供电可靠性的有效措施。
国内以往中小容量发电厂的厂用电源BZT装置都为慢速切换，随着大型机组的迅速发展，高压电动机的容量增大很多。大容量电动机在断电后电压衰减较慢，残余电压的幅值也很大，给厂用电源的自动切换带来很多问题。如残压较大时投入备用电源，电动机将受到冲击而损坏；对机炉运行参数影响极大，可能造成机炉运行不稳定。为此，国内外都在大容量机组上采用快速切换方式，即厂用电快速切换装置（简称，厂用电快切）。
随着电子技术和计算机技术发展，国内已有很多厂家生产的快切装置应用于电力生产中，每种产品主要功能都采用快速切换为主、慢速切换为辅的切换方式，但在具体切换逻辑设计上有些不同。本文针对我厂#10机组厂用电快切装置改造前、改造后，快切装置的运行情况，分析快切装置增加电流判据对提高发电厂厂用可靠性的作用。
2.改造前厂用电切换情况
图1
如图1所示，为我厂#10机组6kV厂用电电气一次接线图，机组正常运行时，6kV10A、6kV10B段由#10高厂变供电，其备用电源由#02起动、备用变供电。6kV10A段、6kV10B段和6kV公用A段、6kV公用B段分别配置有一套PZH-1A型微机厂用电快速切换装置，分别负责完成对应工作电源、备用电源在各种工况下的自动和手动切换工作。
上述四套快切装置于2000年机组投产时投入使用，具有“快速切换”、“同期捕捉”、“慢速切换”和“预置初始相位”等功能。装置运行10年以来，每次厂用电切换时，快切装置均能正确动作，保证了机组厂用电不间断供电。
2010年09月08日，机组正常运行中6kV10A段工作电源开关A6101因不明原因跳闸，6kV10A段快切装置的“开关误跳启动切换”功能未能启动，6kV10A段母线电压衰减后，由“母线失压启动切换”动作，合上备用电源A6100开关。由于母线失压时间较长，部分厂用负荷被甩掉。事后通过故障录波装置录取的波形、6kV10A段快切装置的切换记录和录波数据，初步判断是快切装置超过反措要求的运行年限（微机装置运行年限为8年），电子元件老化使得采样数据失真，导致逻辑异常，误出口跳开6kV10A段工作电源开关A6101开关。该套快切装置的工作报告显示工作电源开关跳闸的时间较长，在备用电源开关合闸后，工作电源开关的状态还未返回。该异常现象有可能由采样元件故障引起，也可能是工作电源开关辅助接点动作异常引起。
此后，#10机组的快切装置陆续出现异常：2010年09月11日，6kV10B段快切装置“等待复归”灯亮；2010年09月25日，6kV10A段快切装置“等待复归”灯亮；2010年10月08日，6kV10A段快切装置“等待复归”、“故障报警”灯亮，复位不到。这些情况说明，2000年投运的快切装置已老化严重，必须尽快更换。
3.改造后厂用电切换情况
利用2011年#10机组检修，我厂策划对6kV10A段、6kV10B段和6kV公用A段、6kV公用B段等四套快切装置进行更换改造，更换后的装置型号为SID-8BT-A型快切装置。
3.1新快切装置的技术特点：
（1）快切功能
装置快速完成工作电源和备用电源的切换，可以完成不同原因启动的切换，包括：事故切换、非正常工况切换及手动切换。每种切换都可选择不同的切换模式，并根据实际需要分别选择不同的切换准则。
事故切换由继电保护动作接点启动。切换模式可以选择串联切换或同时切换。
非正常工况切换包括以下两种情况：母线失压启动（可以选择串联切换或同时切换）、工作电源开关误动启动（选择串联切换）。
手动切换是手动操作启动，而后自动进行切换。切换模式可以选择串联、同时、并联自动、并联半自动、并联失败转串联、并联失败转同时等切换中任意一种模式。
（2）单操作功能
装置接受远方DCS系统的控制信号“合工作”、“合备用”，进行单独合工作电源开关、备用电源开关，对于单合操作可实现检无压或检同期功能，用户看一句需要在单操作定值中设定。
（3）逻辑测试功能
装置具有逻辑测试功能，用于检测装置的切换逻辑和单操作逻辑软件的正确性而不会动作于实际的断路器。
（4）故障判别闭锁功能
可检测断路器异常，监视外部闭锁信号，电压不平衡闭锁，并对装置内部硬件进行自检以确定是否需要闭锁切换。
其中断路器异常检测的依据是：断路器在分位，而断路器所在线路有电流，且维持2秒钟。该功能避免了在断路器辅助接点异常（例如不正确动作、接线松等情况）时，断路器器位置接点启动快切进行工作电源和备用电源的切换，减少了误切换引起厂用电失压的风险。
（5）保护功能
装置配置有工作电源、备用电源、母线失压告警保护；TV断线告警功能；二段低压减载等保护功能。
（6）其他辅助功能：
包括事件（遥信事件、自检事件、操作事件、保护事件、录波事件）记录功能，录波功能，通讯、打印、GPS对时等功能。
3.2调试过程中遇到的问题及解决措施：
（1）装置工作电源断电后，快切装置启动“偷跳切换”。
图2
如图2所示：为开关误跳启动快切的逻辑框图。试验时，工作电源开关合位，装置工作电源正常时，装置能正确判断各开关量、模拟量数据，装置不会误动；当装置工作电源失去，装置采集到的工作电源开关状态变为分位；装置改造前，不需要进线电流判据，因此，改造时未增加进线电流测点，且试验时未加工作电源进线电流量，装置采集的信息满足上述逻辑，经过“开关误跳启动延时”后，判断为工作电源开关误跳，进而启动切换逻辑：跳开工作电源开关、合上备用电源开关。
解决措施：装置厂家对装置的软件进行了升级，增加了“装置工作电源失电解除逻辑判断”的逻辑，解决了装置误动情况的发生。
（2）工作电源转备用电源后，“快切总告警装置闭锁”光字牌亮，仍可以手动启动快切装置。
厂家设计的逻辑是：6kV母线由备用电源供电后，不允许“装置自动”转工作电源供电，此时只允许运行人员手动操作，由备用电源转为工作电源供电。“快切总告警装置闭锁”光字牌亮只是提醒运行人员：此时装置自动闭锁了“自动切换模式”，转为工作电源供电需要手动操作。
解决措施：为避免误解，决定取消改光字牌。
4.快切装置增加电流判据的好处：
比较我厂快切装置改造前后的情况，两者在基本功能上没有特别大的差别，只是新装置增加了“工作电源电流”、“备用电源电流”测点，分别与工作电源开关、备用电源开关的辅助接点一起更准确的判断出开关是否真正跳闸，避免了因开关辅助接点异常导致快切装置误切换情况的发生。值得相关单位在快切装置设计时借鉴。
另外，电气二次设备的设计寿命一般为8-10年，超过该年限后设备因为电子元器件老化的原因，故障率会逐渐增多。为避免因二次设备故障导致一次设备异常动作情况的发生，在设备管理方面，对超期运行的电气二次设备一定要提前策划进行设备更换改造，把故障消除在萌芽状态，保证电力生产的连续性。
参考文献:
[1] 《PZH-1A型微机厂用电快速切换装置技术说明书》.
[2] 《PZH-1A型微机厂用电快速切换装置使用说明书》.
[3] 《SID-8BT-A备用电源快速切换装置技术说明书》.
[4]卓樂友.电力工程电气设计手册(电气二次部分 第1版).北京：中国电力出版社，1991.8.
[关键词] 发电厂 快切 备自投 BZT 电流判据
1.引言
电源的供电可靠性直接制约着供电负荷的正常运转，特别是发电厂中压系统的供电可靠性直接影响着一台发电机组设备的正常运转、避免发生人身伤亡和设备损坏事故。备用电源自动投入（简称备自投，BZT）功能是保证不间断供电、提高供电可靠性的有效措施。
国内以往中小容量发电厂的厂用电源BZT装置都为慢速切换，随着大型机组的迅速发展，高压电动机的容量增大很多。大容量电动机在断电后电压衰减较慢，残余电压的幅值也很大，给厂用电源的自动切换带来很多问题。如残压较大时投入备用电源，电动机将受到冲击而损坏；对机炉运行参数影响极大，可能造成机炉运行不稳定。为此，国内外都在大容量机组上采用快速切换方式，即厂用电快速切换装置（简称，厂用电快切）。
随着电子技术和计算机技术发展，国内已有很多厂家生产的快切装置应用于电力生产中，每种产品主要功能都采用快速切换为主、慢速切换为辅的切换方式，但在具体切换逻辑设计上有些不同。本文针对我厂#10机组厂用电快切装置改造前、改造后，快切装置的运行情况，分析快切装置增加电流判据对提高发电厂厂用可靠性的作用。
2.改造前厂用电切换情况
图1
如图1所示，为我厂#10机组6kV厂用电电气一次接线图，机组正常运行时，6kV10A、6kV10B段由#10高厂变供电，其备用电源由#02起动、备用变供电。6kV10A段、6kV10B段和6kV公用A段、6kV公用B段分别配置有一套PZH-1A型微机厂用电快速切换装置，分别负责完成对应工作电源、备用电源在各种工况下的自动和手动切换工作。
上述四套快切装置于2000年机组投产时投入使用，具有“快速切换”、“同期捕捉”、“慢速切换”和“预置初始相位”等功能。装置运行10年以来，每次厂用电切换时，快切装置均能正确动作，保证了机组厂用电不间断供电。
2010年09月08日，机组正常运行中6kV10A段工作电源开关A6101因不明原因跳闸，6kV10A段快切装置的“开关误跳启动切换”功能未能启动，6kV10A段母线电压衰减后，由“母线失压启动切换”动作，合上备用电源A6100开关。由于母线失压时间较长，部分厂用负荷被甩掉。事后通过故障录波装置录取的波形、6kV10A段快切装置的切换记录和录波数据，初步判断是快切装置超过反措要求的运行年限（微机装置运行年限为8年），电子元件老化使得采样数据失真，导致逻辑异常，误出口跳开6kV10A段工作电源开关A6101开关。该套快切装置的工作报告显示工作电源开关跳闸的时间较长，在备用电源开关合闸后，工作电源开关的状态还未返回。该异常现象有可能由采样元件故障引起，也可能是工作电源开关辅助接点动作异常引起。
此后，#10机组的快切装置陆续出现异常：2010年09月11日，6kV10B段快切装置“等待复归”灯亮；2010年09月25日，6kV10A段快切装置“等待复归”灯亮；2010年10月08日，6kV10A段快切装置“等待复归”、“故障报警”灯亮，复位不到。这些情况说明，2000年投运的快切装置已老化严重，必须尽快更换。
3.改造后厂用电切换情况
利用2011年#10机组检修，我厂策划对6kV10A段、6kV10B段和6kV公用A段、6kV公用B段等四套快切装置进行更换改造，更换后的装置型号为SID-8BT-A型快切装置。
3.1新快切装置的技术特点：
（1）快切功能
装置快速完成工作电源和备用电源的切换，可以完成不同原因启动的切换，包括：事故切换、非正常工况切换及手动切换。每种切换都可选择不同的切换模式，并根据实际需要分别选择不同的切换准则。
事故切换由继电保护动作接点启动。切换模式可以选择串联切换或同时切换。
非正常工况切换包括以下两种情况：母线失压启动（可以选择串联切换或同时切换）、工作电源开关误动启动（选择串联切换）。
手动切换是手动操作启动，而后自动进行切换。切换模式可以选择串联、同时、并联自动、并联半自动、并联失败转串联、并联失败转同时等切换中任意一种模式。
（2）单操作功能
装置接受远方DCS系统的控制信号“合工作”、“合备用”，进行单独合工作电源开关、备用电源开关，对于单合操作可实现检无压或检同期功能，用户看一句需要在单操作定值中设定。
（3）逻辑测试功能
装置具有逻辑测试功能，用于检测装置的切换逻辑和单操作逻辑软件的正确性而不会动作于实际的断路器。
（4）故障判别闭锁功能
可检测断路器异常，监视外部闭锁信号，电压不平衡闭锁，并对装置内部硬件进行自检以确定是否需要闭锁切换。
其中断路器异常检测的依据是：断路器在分位，而断路器所在线路有电流，且维持2秒钟。该功能避免了在断路器辅助接点异常（例如不正确动作、接线松等情况）时，断路器器位置接点启动快切进行工作电源和备用电源的切换，减少了误切换引起厂用电失压的风险。
（5）保护功能
装置配置有工作电源、备用电源、母线失压告警保护；TV断线告警功能；二段低压减载等保护功能。
（6）其他辅助功能：
包括事件（遥信事件、自检事件、操作事件、保护事件、录波事件）记录功能，录波功能，通讯、打印、GPS对时等功能。
3.2调试过程中遇到的问题及解决措施：
（1）装置工作电源断电后，快切装置启动“偷跳切换”。
图2
如图2所示：为开关误跳启动快切的逻辑框图。试验时，工作电源开关合位，装置工作电源正常时，装置能正确判断各开关量、模拟量数据，装置不会误动；当装置工作电源失去，装置采集到的工作电源开关状态变为分位；装置改造前，不需要进线电流判据，因此，改造时未增加进线电流测点，且试验时未加工作电源进线电流量，装置采集的信息满足上述逻辑，经过“开关误跳启动延时”后，判断为工作电源开关误跳，进而启动切换逻辑：跳开工作电源开关、合上备用电源开关。
解决措施：装置厂家对装置的软件进行了升级，增加了“装置工作电源失电解除逻辑判断”的逻辑，解决了装置误动情况的发生。
（2）工作电源转备用电源后，“快切总告警装置闭锁”光字牌亮，仍可以手动启动快切装置。
厂家设计的逻辑是：6kV母线由备用电源供电后，不允许“装置自动”转工作电源供电，此时只允许运行人员手动操作，由备用电源转为工作电源供电。“快切总告警装置闭锁”光字牌亮只是提醒运行人员：此时装置自动闭锁了“自动切换模式”，转为工作电源供电需要手动操作。
解决措施：为避免误解，决定取消改光字牌。
4.快切装置增加电流判据的好处：
比较我厂快切装置改造前后的情况，两者在基本功能上没有特别大的差别，只是新装置增加了“工作电源电流”、“备用电源电流”测点，分别与工作电源开关、备用电源开关的辅助接点一起更准确的判断出开关是否真正跳闸，避免了因开关辅助接点异常导致快切装置误切换情况的发生。值得相关单位在快切装置设计时借鉴。
另外，电气二次设备的设计寿命一般为8-10年，超过该年限后设备因为电子元器件老化的原因，故障率会逐渐增多。为避免因二次设备故障导致一次设备异常动作情况的发生，在设备管理方面，对超期运行的电气二次设备一定要提前策划进行设备更换改造，把故障消除在萌芽状态，保证电力生产的连续性。
参考文献:
[1] 《PZH-1A型微机厂用电快速切换装置技术说明书》.
[2] 《PZH-1A型微机厂用电快速切换装置使用说明书》.
[3] 《SID-8BT-A备用电源快速切换装置技术说明书》.
[4]卓樂友.电力工程电气设计手册(电气二次部分 第1版).北京：中国电力出版社，1991.8.