MFC2000快切裝置設計及原理

MFC2000-6型微機廠用電快速切換裝置內蒙古京能康巴什熱電設備部池慧勇四、設計說明

三、使用說明二、切換方式原理說明一、裝置主要功能內蒙古京能康巴什熱電設備部一、裝置主要功能內蒙古京能康巴什熱電設備部內蒙古京能康巴什熱電設備部

切換功能

啟動方式正常切換（手動雙向）事故切換（自動單向）不正常切換（自動單向）切換方式串聯(lián)并聯(lián)同時實現方式快速切換同期捕捉殘壓切換長延時內蒙古京能康巴什熱電設備部

去耦合

切換過程中如發(fā)現整定時間內該合上的開關已合上但該跳開的開關未跳開，裝置將執(zhí)行去耦合功能，跳開剛合上的開關，以防止兩個電源長時并列。如：同時切換或并聯(lián)自動切換中，工作切換到備用，備用開關正常合上，但是工作開關沒有能跳開。到達整定延時后，裝置將執(zhí)行去耦合功能，跳開剛剛合上的備用開關。反之亦然。

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切換投/退、閉鎖/解除

為了確保裝置切換啟動、切換順序、切換結果的正確性，防止誤動、拒動等行為發(fā)生，MFC2000系列裝置設計了完善的異常情況檢測、信號反響和處理邏輯，使得運行操作人員對裝置切換功能的投入、退出、閉鎖、閉鎖解除等狀況了如指掌。

當裝置切換功能處于以下“退出”或“自行閉鎖”狀態(tài)時，將不能進行切換。

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低壓減載功能

切換過程中的短時斷電將使廠用母線電壓和電動機轉速下降，備用電源合上后電動機成組自啟動成功與否將主要取決于備用變壓器容量、備用電源投入時的母線電壓以及參加自啟動的負載數量和容量。在不能保證全部負載整組自啟動的情況下，切除一些不必須參加自啟動的負載，將對其他重要輔機的自啟動起到直接的幫助。

本裝置有兩段低壓減載出口，兩段可分別設定低壓和延時，以備用電源開關合上為延時起始時間。

本裝置的低壓減載功能只在本裝置進行切換時才會起作用。

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啟動后加速保護功能

為防止切換時將備用電源投入故障從而引起事故擴大，應同時將備用分支后加速保護投入，以便瞬時切除故障。本裝置在啟動任何切換時，將同時輸出一個短時閉合的接點信號，供分支保護投入后加速。

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其它功能

一、監(jiān)測顯示

二、事件追憶、錄波

三、通信

四、GPS對時

五、打印

二、切換方式原理說明

內蒙古京能康巴什熱電設備部內蒙古京能康巴什熱電設備部當廠用母線失電，電動機將惰行。由于廠用負荷多為異步電動機，對單臺單機而言，工作電源切斷后電動機定子電流變?yōu)榱?，轉子電流逐漸衰減，由于機械慣性，轉子轉速將從額定值逐漸減速，轉子電流磁場將在定子繞組中反向感應電勢，形成反響電壓。多臺異步電機聯(lián)結于同一母線時，由于各電機容量、負載等情況不同，在惰行過程中，局部異步電動機將呈異步發(fā)電機特征，而另一些呈異步電動機特征。母線電壓即為眾多電動機的合成反響電壓，俗稱殘壓，殘壓的頻率和幅值將逐漸衰減。通常，電動機總容量越大，殘壓頻率和幅值衰減的速度越慢。

內蒙古京能康巴什熱電設備部為了分析的方便，我們取一個電源系統(tǒng)與單臺電動機為例，將備用電源系統(tǒng)和電動機等值電路按暫態(tài)分析模型作充分簡化，忽略繞組電阻、勵磁阻抗等，以等值電勢VS和等值電抗XS代表備用電源系統(tǒng)，以等值電勢VM和等值電抗XM來表示電動機，如圖：由于單臺電機在斷電后定子電路開路，因此其電勢VM就等于機端電壓，在備用電壓合上前，VM＝VD。備用電源合上后，電動機繞組承受的電壓UM為：

內蒙古京能康巴什熱電設備部為保證電動機平安，UM應小于電動機的允許啟動電壓，設為1.1倍額定電壓UDe，那么有：設XS:XM=1：2，K＝0.67，那么△U〔％〕＜1.64。圖12中，以A為圓心，以1.64為半徑繪出弧線A‘－A’‘，那么A’－A‘’的右側為備用電源允許合閘的平安區(qū)域，左側那么為不平安區(qū)域。假設取K＝0.95，那么△U〔％〕＜1.15，圖12中B‘－B’‘的左側均為不平安區(qū)域，理論上K＝0～1，可見K值越大，平安區(qū)越小。假定正常運行時工作電源與備用電源同相，其電壓相量端點為A，那么母線失電后殘壓相量端點將沿殘壓曲線由A向B方向移動，如能在A－B段內合上備用電源，那么既能保證電動機平安，又不使電動機轉速下降太多，這就是所謂的“快速切換”。內蒙古京能康巴什熱電設備部在實現快速切換時，廠用母線的電壓降落、電動機轉速下降都很小，備用分支自啟動電流也不大。切換過程中相關的電壓、電流錄波曲線如下圖。內蒙古京能康巴什熱電設備部圖中〔母線殘壓特性圖〕，過B點后BC段為不平安區(qū)域，不允許切換。在C點后至CD段實現的切換以前通常稱為“延時切換”或“短延時切換”。因不同的運行工況下頻率或相位差的變化速度相差很大，因此用固定延時的方法很不可靠，現在已不再采用。利用微機型快切裝置的功能，實時跟蹤殘壓的頻差和角差變化，實現C-D段的切換，特別是捕捉反響電壓與備用電源電壓第一次相位重合點實現合閘，這就是“同期捕捉切換”。同期捕捉切換時廠母電壓為65％－70％額定電壓，電動機轉速不至下降很大，通常仍能順利自啟動，另外，由于兩電壓同相，備用電源合上時沖擊電流較小，不會對設備及系統(tǒng)造成危害。同期捕捉切換過程中，相關的電壓電流錄波曲線如以下圖所示。內蒙古京能康巴什熱電設備部

內蒙古京能康巴什熱電設備部當母線電壓衰減到20％－40％額定電壓后實現的切換通常稱為“殘壓切換”。殘壓切換雖能保證電動機平安，但由于停電時間過長，電動機自啟動成功與否、自啟動時間等都將受到較大限制。內蒙古京能康巴什熱電設備部目前，一些大容量機組，如某些600MW機組工程，發(fā)電機出口設置開關，正常切換通過發(fā)電機出口開關完成。當工作電源發(fā)生故障時，需切換至備用電源以便平安停機。如備用電源的容量缺乏以承擔全部負載，甚至缺乏以承擔通過殘壓切換過去的負載的自啟動，只能考慮長延時切換。三、使用說明內蒙古京能康巴什熱電設備部內蒙古京能康巴什熱電設備部面板布置圖

內蒙古京能康巴什熱電設備部液晶主畫面

內蒙古京能康巴什熱電設備部菜單結構

四、設計說明內蒙古京能康巴什熱電設備部內蒙古京能康巴什熱電設備部裝置配置、組屏每臺機組每一個廠用分支須配置一套獨立的快切裝置，正常手動切換為雙向，事故自動切換為單向，只能從工作切向備用。手動切換和自動切換可動作于一個工作電源開關和一個備用電源開關，或一個工作電源開關和兩個〔高、低〕備用電源開關。起/備變平時可以熱備用，也可以冷備用。在冷備用情況下，切換時，裝置可同時合上下壓兩側開關。但要想實現快速切換，上下壓開關最好均為快速開關〔合閘時間小于0.1S〕，當使用慢速開關時，不能保證快速切換，但