SID-40B微機同期快切裝置在循環(huán)發(fā)電機組中的應用

劉寶　武文科　位帥　唐圣華　秦煒

摘要：主要論述了SID-40B微機同期快切裝置特點、工作原理、廠用電切換方式及該裝置在本公司循環(huán)發(fā)電項目中的應用。

關鍵詞：快速切換裝置;發(fā)變組;廠用電切換

隨著我公司3#高爐及配套設施的建設，2009年我公司新建一套循環(huán)發(fā)電機組，由于首次采用了SID-40B微機同期快切裝置，其廠用電系統(tǒng)得以采用發(fā)變組單元接線方式，對一次系統(tǒng)進行了簡化，優(yōu)化了10kV廠用電系統(tǒng)運行方式，節(jié)省了高壓配電裝置占地面積，經(jīng)運行實踐證明，其安全、可靠、經(jīng)濟性高，大大縮短了廠用電倒路操作及故障切換時間。

1 廠用電接線方式

循環(huán)發(fā)電機組采用發(fā)變組單元制連接方式。發(fā)電機機端采用離相封閉母管與主變、高廠變連接。廠用10kV系統(tǒng)分為兩段，10kVⅡ段取自本公司變電站，10 kVⅠ段取自高廠變;發(fā)電機并網(wǎng)前，廠用電由10 kVⅡ段經(jīng)母聯(lián)開關帶10 kVⅠ段運行，發(fā)電機并網(wǎng)后，當發(fā)電機負荷升至50MW時，采用SID-40B微機同期快切裝置對10 kV廠用電系統(tǒng)進行手動無擾動切換，實現(xiàn)10 kVⅠ、Ⅱ段母線分段運行，10 kVⅠⅡ段母聯(lián)熱備用。正常運行后，10 kV 1#、2#電源進線開關、通過10 kVⅠⅡ段母聯(lián)開關互為備用，提高了廠用電系統(tǒng)的可靠性。

2? SID-40B快切裝置概述

循環(huán)發(fā)電機組采用發(fā)變組接線方式，傳統(tǒng)的備用電源自動投入裝置已無法滿足廠用電源切換的要求。SID-40B微機同期快切裝置，將同期及快切有機地結合起來，實現(xiàn)無擾動的正常切換及事故切換，事故切換過程中不損失任何廠用負荷，特別適用于發(fā)變組接線方式的廠用電切換，其主要特征為：快速切換準則、捕捉電動機群耐受電壓點準則、捕捉首次同相點準則、捕捉殘壓準則及長延時準則;可根據(jù)現(xiàn)場負荷的性質作出最佳選擇，實現(xiàn)備用電源快速、可靠投入。

3 快速切換原理

快切功能指的是SID-40B具有快速完成工作電源和備用電源切換的功能。裝置可以完成不同原因啟動的切換，包括：事故切換、非正常工況切換及手動切換。每種切換都可選擇不同的切換模式，并根據(jù)實際需要分別選擇不同的切換準則。

3.1 正常運行時：1DL合位，進線1通過1DL向Ⅰ段母線供電;2DL合位，進線2通過2DL向Ⅱ段母線供電。

母聯(lián)開關分位，1母、2母通過母聯(lián)開關形成互為備用。

裝置上電后，Ⅰ段、Ⅱ段母線電壓合格，且無進線故障，裝置開始充電，充電10秒后，充電完成，系統(tǒng)開始進入對故障監(jiān)控狀態(tài)。

3.2 手動切換邏輯：

1）在檢測到母聯(lián)開關和1DL（或2DL）為合位，2DL（或1DL）為分位，進線2（或1）電壓合格時，裝置開放手動切換功能。如檢測到手動切換信號，合2DL（或1DL）跳母聯(lián)開關。

2）在檢測到1DL和2DL為合位，母聯(lián)開關為分位，須檢測開入信號：“切1#進線”和“切2#進線”。

當“切2#進線”為合位，“切1#進線”為分位時，選擇進線1為主工作進線;在1母線電壓合格時，裝置開放手動切換功能。如檢測到手動切換信號，合母聯(lián)跳2DL開關;

當“切1#進線”為合位，“切2#進線”為分位時，選擇進線2為主工作進線;且2母線電壓合格時，裝置開放手動切換功能。如檢測到手動切換信號，合母聯(lián)跳1DL開關;

當“切1#進線”和“切2#進線”均為分位或均為合位時，裝置閉鎖手動切換功能。

手動切換成功后，裝置返回到正常運行模式。

3.3 非正常工況切換：

在裝置已完成充電后，系統(tǒng)發(fā)生母線失壓或斷路器偷跳時，裝置進行非正常工況切換，切換邏輯如下：

確認Ⅰ段母線失壓或1DL偷跳時，在Ⅱ段母線電壓合格的情況下，跳1DL，合母聯(lián)開關;

確認Ⅱ段母線失壓或2DL偷跳時，在Ⅰ段母線電壓合格的情況下，跳2DL，合母聯(lián)開關。

3.4 事故切換：

在裝置已完成充電后，若確認進線故障，故障進線進行事故切換，切換邏輯如下：如進線1故障，Ⅱ段母線電壓合格，則跳1DL合母聯(lián)開關保證正常供電;如進線2故障，Ⅰ段母線電壓合格，則跳2DL合母聯(lián)開關保證正常供電。

4 切換啟動原因說明

4.1 手動切換。手動切換是手動操作啟動，而后自動進行的。在檢測到就地手動切換信號，或接收到遠方切換命令時，啟動工作線路與備用線路之間的快速切換操作。

4.2 非正常工況切換。非正常切換是自動進行的，包括以下兩種情況：1） 母線失壓啟動：當母線三個線電壓均低于整定值且時間大于所整定延時定值時，裝置根據(jù)選定方式進行串聯(lián)或同時切換。2） 工作電源開關誤跳啟動：因各種原因引起工作電源開關誤跳開，裝置可選擇串聯(lián)切換模式。

4.3 事故切換。事故切換由保護接點或模擬量啟動。保護啟動接點可并接進線縱差保護、發(fā)電機、變壓器或發(fā)-變組保護出口接點;模擬量啟動包括：頻差啟動、頻差無流啟動、逆功率啟動、頻差逆功率啟動、頻壓品質啟動。

5 自動故障判別閉鎖功能

當發(fā)生了區(qū)內(nèi)故障（包括母線、電源支路故障），該裝置通過檢測母線電壓、進線電流等模擬量來判別、閉鎖切換功能，以免將備用電源投入到故障點，擴大事故范圍。

5.1 功率方向閉鎖：當檢測到工作電源進線的三相電流方向均為流入母線，且任一相電流幅值大于“最大負荷電流定值”同時至少任一路母線線電壓低于“低壓閉鎖電壓定值”（70%Un），裝置馬上閉鎖所有切換啟動判據(jù)，并啟動故障閉鎖計時器;如在“自動故障判別時間定值”到來前，故障電流消失或電流方向改變，裝置馬上開放所有啟動判據(jù)，否則，裝置將自動退出監(jiān)視狀態(tài)，直至系統(tǒng)恢復到正常工況。

5.2 電壓不平衡閉鎖：該判據(jù)的出發(fā)點是，當故障點在區(qū)外時，工作電源開關跳開以后，母線三相電壓應該基本平衡。具體實現(xiàn)如下：在確認工作開關跳開后，裝置檢測母線線電壓是否平衡，如不對稱率超過20%額定值時馬上閉鎖 “快速切換”、“異步電動機群耐受電壓”、“首次同相點捕捉”三個快切判據(jù)，直至三相平衡;但不閉鎖殘壓和長延時切換。

6 結論

通過實踐，SID-40B微機同期快切裝置在循環(huán)發(fā)電機組廠用電源切換過程中是較理想的，動作靈敏、安全可靠且靈活性強，縮短了廠用電倒路操作及故障切換時間，提高了廠用電的可靠性，在新建或改造項目中是值得推薦和選擇的廠用電源切換裝置。

參考文獻：

[1]楊紅軍.淺析快切裝置在廠用電中的應用[J].機電信息.2011（30）.

[2]SID-40B技術說明書 深圳國立智能電力科技有限公司.

（作者單位：北京首鋼股份有限公司）

作者簡介：劉寶（1981-），男，2006年畢業(yè)于燕山大學電氣工程及其自動化專業(yè);東北大學控制工程專業(yè)工程碩士，發(fā)電專業(yè)工程師，現(xiàn)主要從發(fā)電專業(yè)技術工作。