快切不能并联操作问题分析.docx
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快切不能并联操作问题分析
厂用电快切不能实现并联切换项目攻关任务书
编制：
审批（主管处室领导）：
审批子公司设备副总经理：
审批生产管理部：
新疆中泰化学（集团）股份有限公司
编制部门：
华泰电仪车间
2011年11月11日
厂用电快切不能实现并联攻关项目攻关任务书
攻关项目名称
厂用电快切不能实现并联攻关
攻关项目负责人
孟翔超
项目所属部门/工段
华泰热电电仪
部门负责人
李健
项目申报时间
2011年11月11日
部门主管领导
赵永权
攻关项目运行现状分析
快切不能实现并联，手动切换过程中导致锅炉系统停电。
母管蒸汽压力下降，发电机减量生产或者停产。
攻关方案说明
见后附的方案附件。
攻关项目组成员
专业负责人
机械
土建
电气
仪表
安全
工艺
李健
攻关项目投资情况
（万元）
主材
零部件
安装
电仪
土建
合计
0.05
攻关进度表
由于设计院的设计错误，135MW机组厂用工作电源和备用之间存在30°的相角差。
导致不能做到事故情况下由故障电源快速切换至备用电源保证厂用电不失去，正常切换保证切换的同时性，快速性。
经过高压检修的努力，消除的30°的相角差。
手动快切能够并联切换。
攻关效益分析
有效的保证了锅炉的系统用电设备的双电源可靠性，保证了锅炉对汽轮发电机的正常供气。
保证了发电负荷的稳定。
攻关项目验收
各子公司
设备主管领导签字
生产管理部
专业负责人签字
是否达到预期攻关效果是否
攻关项目结果评定
热电电仪车间
技术攻关
专业：
热电高压检修
编制人：
孟翔超
编制日期：
2011年11月
新疆中泰化学（集团）股份有限公司技术攻关申请表
申请部门
华泰热电厂电仪车间
项目名称
6KV快切手动、自动不能并联切换
起止年限
2011.07
技术先进性
业内先进
申请单位联系人
孟翔超
联系电话
3130834
项目申请技术进步理由
项目完成情况简要说明：
经过高压检修人员的不懈努力，在对厂用电源快切回路的整改过程中没有设计院、调试所、电科院、施工方等人员的配合和帮助，完全由高压检修人员自行发现新疆电力设计院设计图纸中的接线错误并成功整改，华泰电厂在并网过程中厂用电源切换多次试验，均能够可靠的实现并联切换。
有效的保护了发电厂的产能。
项目达到（完成）的具体技术指标、经济指标：
快切为火力电厂重要的操作之一，关系到发电厂锅炉的产能问题，十分重要。
但二期电厂手动切换过程中经常使电压下滑，低压辅机设备大面积跳停问题严重。
现问题已解决
项目取得的社会、经济、环境效果说明：
华泰电厂在并网过程中厂用电源切换多次试验，均能够可靠的实现并联切换。
有效的保护了发电厂的产能。
项目应用效果及应用前景说明：
华泰电厂在并网过程中厂用电源切换多次试验，均能够可靠的实现并联切换。
有效的保护了发电厂的产能。
项目实施过程中存在的主要问题：
无
项目实施单位意见：
签字：
项目主管（推荐）部门意见：
签字：
6KV快切手动不能并联切换项目组
主要成员及分工
序号
姓名
职称
职务
在项目中承担的任务
1
李健
助理工程师
华泰热电厂电仪车间主任
项目技术牵头、项目主管领导
2
孟翔超
华泰热电厂电仪车间技术员
项目申请、项目施工方案编制、现场监督、参与调试
3
丁新宁
技术员
华泰热电厂电仪车间设备员
项目申请、项目施工方案编制、现场监督、参与调试
3
潘彦龙
华泰热电厂电仪车间班组长
方案实施、参与调试
关于快切并联切换的方案申请
一、一次接线角度问题的澄清：
（一次简图附在文档最后）
快切为火力电厂重要的操作之一，关系到发电厂锅炉的产能问题，十分重要。
但二期电厂手动切换过程中经常使电压下滑，低压辅机设备大面积跳停问题严重。
华泰二期电厂在快切调试过程中由于装置向量角度显示功能的原因导致高压检修调试人员认为启备变低压侧与厂高变低压侧存在固有的-30°相位差值，手动切换只能采用串联切换方式。
不能采用并联的切换方式。
并且含有-30°相位差值，在事故状态的切换也会产生很大的电压下滑现象，失去了快切存在的意义。
采用串联切换方式原因如下：
并联切换属于合环操作，我厂厂高变是三角转三角，启备变则是星型转三角，厂高变一次侧和二次侧不会有相位角度差。
启备变则是星型转三角，高压侧星型滞后低压侧三角型30°所以工作电源进线和备用电源进线会有30°的角差。
在调度规程中，明确说明：
“合环操作，必须相位（序）相同，电压差、相位差应符合规定；应确保合环网络内，潮流变化不超过电网稳定、设备容量等方面的限制……”。
合环引起潮流的重新分配，或使某些元件减轻负载，或使某些元件增大负载，可以通过合环潮流计算校验是否过载，这是其一；合环，特别是相角差较大时的合环，将引起较大的有功扰动，对电力系统的静态稳定和动态稳定安全构成影响，必须通过复杂的稳定计算进行校验，这是其二。
其次，《电力工程电气设计手册电气二次部分》，第二十二章发电厂和变电所的自动装置，有明确表述：
“……初始相角的存在、在手动并联切换时，两台变压器之间要产生环流，环流过大，对变压器是有害的……初始相角在20°时，环流的幅值大约等于变压器的额定电流……故如果厂用工作/备用变压器的引接可能使它们之间的夹角超过20°时，厂用备用电源切换装置和手动切换时应加同步检查继电器闭锁”。
高压检修人员为了保护一次设备，所以申请不能并联运行。
下图为快切装置测量含有-30°相位图形：
上图为装置检测出的有相位差值的矢量图。
上图为手动切换的方式。
上图为切换开始时，工作电源电压、母线电压和备用电源电压
上图为切换过程时，工作电源电压、母线电压和备用电源电压
上图为切换结束时母线的电压情况。
可以看出母线上的A相电压已经接近为零。
此时低压设备全部跳停。
高压设备全部报警。
导致结果锅炉停产，发电机减产。
但经过热电高压检修对一次系统的分析以及多次讨论：
如果结合主变压器的低压侧和中压侧的连接组别同时分析一次侧不存在相位角度差。
1、主变低压侧与中压侧经过三角转星型后，再由启备变高压侧星型又转换为三角形，角度相互抵消。
2、厂高变本身是三角转三角的连接组别，一次侧与二次侧不会发生角度相位的变化。
结论：
工作电源进线与备用电源进线之间不存在角度差值。
装置共有三种起动方式，即正常切换方式，事故切换方式及不正常切换方式（包含低压启动及工作开关误跳起动），其中正常切换为双向，可以由工作切换到备用，也可由备用切换到工作。
手动切换用并联切换最可靠。
并联自动：
手动起动，若并联切换条件满足，装置将先合备用（工作）开关，经一定延时后再自动跳开工作（备用）开关，如在这段延时内，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。
并联半自动：
手动起动，若并联切换条件满足，合上备用（工作）开关，而跳开工作（备用）开关的操作由人工完成。
若在设定的时间内，操作人员仍未跳开工作（备用），装置将发出告警信号，以免两电源长期并列。
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。
并联切换方式适用于同频系统间且固有相位差不大的两个电源切换，此种方式下只有一种实现方式：
快速切换。
二、设计院设计图纸与厂家装置逻辑不符：
下表为厂家背板接线说明：
交流
电压
输入
XA1-1
厂用母线电压Ua
母线线电压。
MAI-400
交流模件
XA2-1
厂用母线电压Ub
XA1-2
厂用母线电压Uc
XA2-2
厂用母线电压Un
XA1-3
工作电源电压Ugz
可取高厂变分支PT电压或发电机端电压，线电压或相电压。
建议与备用电源电压同相位。
XA2-3
工作电源电压Ugz*
XA1-4
备用电源电压Uby
可取备用段PT、高备变分支PT、或高备变高压侧母线PT电压，线电压或相电压。
建议与工作电源电压同相位。
XA2-4
备用电源电压Uby*
从上表结合一次简图可以看出来：
1、母线线电压应该取自一次图中二号电压互感器。
设计院设计取自二号电压互感器
2、工作电源电压应该取自一次图中一号电压互感器。
但是设计院设计取自二号电压互感器即母线电压互感器。
与厂家的装置性能严重不符合。
3、备用电源电压应该取自一次图中三号电压互感器。
但是设计院设计取自四号电压互感器。
而三互感器和四互感器之间经过了一个启备变存在30°的相位差值。
与厂家的装置性能不符合。
装置的电压逻辑：
当工作电源合闸负载厂用母线时，由母线电压互感器即二号互感器与三号互感器进行电压、频率、相位角的比较当事故发生后通过快切切换、同期扑捉等形式对备用电源进行合闸。
当备用电源合闸厂用母线时，由母线电压互感器即二号互感器与一号互感器进行电压、频率、相位角的比较当事故发生后通过快切切换、同期扑捉等形式对工作电源进行合闸。
设计院的设计接线导致的结果是：
工作电源向备用电源切换时，由二互感器和四互感器进行比较存在30°的差值，同时影响装置串联动作。
备用电源向工作电源切换时，原本应该是由二互感器和一互感器进行比较。
但是由于设计以及接线的不合理就是有二互感器和二互感器自身比较。
母线电源和工作电源的二次信号同时下降，完全不合理。
即便在第一次整改过程中放大定值也没有办法实现快速切换，只能进入到同期扑捉的模式导致切换过程电压严重下降。
具体整改措施：
严格按照装置的电压要求接二次回路。
即厂用电源母线接二号互感器，工作电源进线接一号互感器，备用电源进行接三号互感器。
依旧保持手动串联模式、事故串联模式的切换方式。
此方案优点：
若电压回路没有问题则切换过程中可以保证串联的快速切换，基本不可能变成的串联的同期捕捉切换，因为启备变和厂高变都是一个电源供电的，并且对一次设备变压器也有很好的保护。
此方案缺点：
还是有很小的机会变成同期捕捉切换
变更手动切换由串联改为并联切换。
此方案优点：
100%的快速切换，不会进入其余的切换方式。
此方案缺点：
断路器合闸的过程中，合闸会产生合闸角度，当合闸角度过大时，并联两个变压器之间会产生环流，环流过大对变压器是有害的。
变更手动切换由串联改为同时切换。
此方案优点：
切换动作速度快，电压下降比串联方式小。
此方案缺点：
分闸先发出，装置不会确认已分闸，进过40MS延时后发合闸命令。
若需要分闸的断路器拒动没有分开，又发生了另一电源的合闸，就形成了两变压器之间并联。
由于两个变压器阻抗的不一样，就会出现一个变压器负载大，一个变压器负载小。
结论：
如果严格安装装置的电压回路要求接线，上述三种整改方式都可以解决手动从备用到工作切换，低压设备大面积跳停的现象。
区别仅在于对一次设备保护程度
经过高压检修人员的不懈努力，在对厂用电源快切回路的整改过程中没有设计院、调试所、电科院、施工方等人员的配合和帮助，完全由高压检修人员自行发现新疆电力设计院设计图纸中的接线错误并成功整改，华泰电厂在并网过程中厂用电源切换多次试验，均能够可靠的实现并联切换。
有效的保护了发电厂的产能。
下面是改造完成后的矢量图形、切换过程的电压下降过程图：
上图为工作电源和备用电源重合时的矢量图
上图为为切换开始时，工作电源电压、母线电压和备用电源电压
上图为切换结束时母线的电压情况。
可以看出母线上的三相电压基本没有变化。
下图为简易快切一次系统图：
上图为装置后背板接线原理图
下图为装置后背板接线端子图
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