600MW機組廠用電系統(tǒng)培訓(xùn)教材

600MW機組廠用電系統(tǒng)培訓(xùn)教材

第一節(jié)廠用電基本接線形式及運行方式

發(fā)電廠在啟動、停機、檢修過程中，有大量電動機拖動的

機械設(shè)備，用以保證機組的主要設(shè)備和輸煤、除灰、除塵及

水處理等輔助設(shè)備的正常運行，這些電動機以及全廠的運

行、操作、試驗、檢修、照明等用電設(shè)備都屬于廠用負(fù)荷，

其總的耗電量，統(tǒng)稱為廠用電。廠用電的電量，大都由發(fā)電

廠本身供給。其耗電量與電廠類型、機械化和自動化程度、

燃料種類及其燃燒方式、蒸汽參數(shù)等因素有關(guān)。廠用電耗電

量占發(fā)電廠全部發(fā)電量的百分?jǐn)?shù)，稱為廠用電率。廠用電率

是發(fā)電廠運行的主要經(jīng)濟指標(biāo)之一，一般火電空冷機組的廠

用電率為6%?8%,降低廠用電率可以降低電能成本，同時

相應(yīng)增大了對系統(tǒng)的供電量。

一、廠用電源及其引接方式

發(fā)電廠的廠用電源，必須供電可靠，且能滿足電廠各種

工作狀態(tài)的要求，除應(yīng)具有正常的工作電源外，還應(yīng)設(shè)置備

用電源、啟動電源和事故保安電源，一般電廠中都以啟動電

源兼作備用電源。河曲二期600MW機組的廠用電經(jīng)過諸多因

素的綜合比較后，選擇兩個電壓等級（10KV、400V）的配電

系統(tǒng)，400V工作電源從10.5KV廠用母線引接。

1.廠用工作電源及其引接

對于大容量機組，各機組的廠用工作電源必須是獨立

的，而且是保證機組正常運行最基本的電源，必須要求供電

可靠，還要滿足整套機爐的全部廠用負(fù)荷要求，并可能還要

承擔(dān)部分公用負(fù)荷。600MW機組一般采用發(fā)電機一變壓器組

單元接線，并采用分相封閉母線。機組廠用電源都從發(fā)電機

至主變壓器之間的封閉母線引接，即從發(fā)電機出口經(jīng)高壓廠

用工作變壓器（簡稱高廠變）將發(fā)電機出口電壓降至所要求

的廠用高壓。在這種接線方式下，發(fā)電機、主變、高廠變以

及相互連接的導(dǎo)體，任何元件故障都要斷開主變高壓側(cè)的斷

路器并停機。當(dāng)發(fā)電機處于正常運行時，才能對廠用負(fù)荷供

電；在發(fā)電機處于停機狀態(tài)、啟動時發(fā)電機電壓未建立之前

或停機使電壓下降時，都不能對廠用負(fù)荷供電。這就說明，

需要另外設(shè)置獨立可靠的啟動和停機用的電源，停機電源是

指保證發(fā)電機安全停機的某些廠用負(fù)荷繼續(xù)運行一段時間

所需的電源。另外，低壓400V廠用工作電源，一般由高壓

廠用母線通過低壓廠用變壓器引接。

2.廠用備用電源與啟動電源

廠用備用電源用于工作電源因事故或檢修而失電時替

代工作電源，起后備作用。備用電源應(yīng)具有獨立性和足夠的

供電容量，最好能與電力系統(tǒng)緊密聯(lián)系，在全廠停電下仍能

從系統(tǒng)獲得廠用電源。

啟動電源一般是指機組在啟動或停運過程中，工作電源

不可能供電的工況下為該機組的廠用負(fù)荷提供電源。600MW

機組的廠用備用電源，一般采用啟動電源兼?zhèn)溆秒娫吹姆绞?/p>

設(shè)置，而且一般都從系統(tǒng)經(jīng)啟動/備用變壓器引接，從500KV

系統(tǒng)引接具有很高的可靠性。這種電源除起備用電源和啟動

電源的作用外，也承擔(dān)了發(fā)電機停機電源的作用，這種由啟

動兼?zhèn)溆玫碾娫醋儔浩?，從備用的角度看是一種明備用，平

時不接通高壓廠用母線，不帶機組負(fù)荷，當(dāng)工作電源故障斷

開時，由快切裝置進行切換接通，代替故障的工作電源，承

擔(dān)全部廠用負(fù)荷。對600MW機組，一般每兩臺機組設(shè)一套公

用的啟動/備用變壓器。對于低壓400V的備用電源，與低

壓工作電源的引接相似，從廠用母線經(jīng)低壓變壓器引接，但

低壓工作電源與備用電源多取自高壓廠用母線的不同分段

上。

3.事故保安電源

對大容量發(fā)電機組，當(dāng)廠用工作電源和備用電源都消失

時，為確保在嚴(yán)重事故狀態(tài)下能安全停機，應(yīng)設(shè)置事故保安

電源，以滿足事故保安負(fù)荷的連續(xù)供電。采用的事故保安電

源通常是：蓄電池組和柴油發(fā)電機。

(1)蓄電池組。它是一種獨立而十分可靠的保安電源。

蓄電池組不僅在正常運行時承擔(dān)控制操作、信號設(shè)備、繼電

保護等直流負(fù)荷，而且在事故情況下，仍能提供直流保安負(fù)

荷用電，如：直流潤滑油泵、密封油直流泵、事故照明等。

同時，還可經(jīng)過逆變器將直流變?yōu)榻涣?，兼作交流事故保?/p>

電源，向不允許間斷供電的交流負(fù)荷供電。由于蓄電池容量

有限，故不能帶很多的事故保安負(fù)荷，且持續(xù)供電時間一般

不超過6~8小時。

（2）柴油發(fā)電機。它是一種廣泛采用的事故保安電源，

當(dāng)失去廠用電源時，柴油發(fā)電機能在。?12s之內(nèi)向保安負(fù)

荷供電。一般每臺600MW機組廠用負(fù)荷設(shè)置一套400V、三相、

50Hz柴油發(fā)電機組，作為交流事故保安電源。

（3）外接電源。當(dāng)發(fā)電廠附近有可靠的變電所或者有另

外的發(fā)電廠時，事故保安電源還可以由附近的變電所或發(fā)電

廠引接，作為第三備用電源。

4.交流不停電電源（UPS）

交流不停電電源UPS一般為單相或三相正弦波輸出，為

機組的計算機控制，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，重要機、電、爐保護，

測量儀表及重要電磁閥等負(fù)荷，提供與系統(tǒng)隔離防止干擾

的、可靠的不停電交流電源。正常情況下來自400V保安電

源，特殊情況下由直流220V系統(tǒng)逆變?yōu)榻涣?20V,繼續(xù)供

電。

二、廠用電基本接線形式

廠用電接線方式合理與否，對機、爐、電的輔機以及整

個發(fā)電廠的工作可靠性有很大影響。廠用電的接線應(yīng)保證廠

用供電的連續(xù)性，使發(fā)電廠能安全滿發(fā)，并滿足運行安全可

靠、靈活方便等要求。600MW機組通常都為機爐單元式設(shè)置,

采用機、爐、電為單元的控制方式。因此，廠用系統(tǒng)也必須

按單元設(shè)置，各臺機組機、爐、電的廠用系統(tǒng)必須是獨立的,

廠用電系統(tǒng)接線通常都采用單母線分段接線形式，并多以成

套配電裝置接受和分配電能?；痣姀S的廠用負(fù)荷容量較大，

分布面較廣，尤以鍋爐的輔助機械設(shè)備耗電量大，如吸風(fēng)機、

送風(fēng)機、磨煤機、一次風(fēng)機、電動給水泵等大型設(shè)備，其用

電量約占廠用電量的60%以上。為了保證廠用電系統(tǒng)的供電

可靠性與經(jīng)濟性，且便于靈活調(diào)度，一般都采用按爐分段的

接線原則，既便于運行、檢修，又能使事故影響范圍局限在

機爐單元，不致過多干擾正常運行的其他機爐。當(dāng)鍋爐容量

較大及輔助設(shè)備容量較大時，每臺鍋爐可由2?4段廠用母

線供電，廠用負(fù)荷在各段上應(yīng)盡可能分配均勻，且符合生產(chǎn)

程序要求。低壓220/380V廠用電的接線，對于大型火電廠,

一般亦采用單母線分段接線，即按爐分段或按機組分段。

三、二期高壓廠用電系統(tǒng)及運行方式

(1)我廠二期10.5kV高壓廠用電系統(tǒng)按每臺機組一臺容

量為63/35-35MVA的高壓廠用變壓器，兩段10.5kV母線設(shè)

置，由高廠變供兩段10.5kV母線。

(2)兩臺機組設(shè)置一臺容量為63/35-35MVA的變壓器作

為啟動/備用電源，低壓側(cè)通過共箱母線與廠用母線備用分

支開關(guān)柜連接，啟備變?yōu)橛休d調(diào)壓變壓器。

(3)每臺機脫硫系統(tǒng)設(shè)置一段10.5kV母線，通過每臺機

10.5KV母線A、B段各供一路電源，正常運行A段母線供電,

B段母線電源備用，兩路電源采用并聯(lián)切換。

（4）高壓廠用電系統(tǒng)運行方式

正常運行時，我廠每臺機兩段10.5kV高壓廠用母線均由

高壓廠用工作變壓器供電，啟動/備用變壓器處于熱備用狀

態(tài)，當(dāng)高壓工作回路故障或機組停機時，可將10.5kV高壓

廠用母線電源經(jīng)快切裝置切換至備用電源供電，確保廠用電

正常供給。

每臺機脫硫系統(tǒng)一段10.5kV高壓母線，正常時由相應(yīng)主

廠房A段10.5kV母線經(jīng)電纜供電。當(dāng)本段電源發(fā)生故障時,

在確認(rèn)工作電源開關(guān)確已跳閘時，可以手動合上脫硫10KV

B段電源開關(guān)，暫時恢復(fù)供電，當(dāng)工作電源恢復(fù)正常后，恢

復(fù)正常供電方式。

四、低壓廠用系統(tǒng)及運行方式

二期低壓廠用系統(tǒng)電壓為400V和400/230V,中性點

全部采用直接接地。中性點直接接地系統(tǒng)的優(yōu)點：是在單相

接地時中性點的電位接近于零，未接地相對地電壓接近于相

電壓。這樣，設(shè)備和線路對地的絕緣可以按相電壓設(shè)計，從

而可大約降低20%左右的造價。中性點直接接地系統(tǒng)的缺點:

1.在單相接地短路時必須斷開故障線路，中斷用戶供

電，供電可靠性較差。

2.單相接地短路時短路電流很大，甚至可能超過三相短

路電流，因此必須選用較大容量開關(guān)設(shè)備。

（一）主廠房低壓廠用系統(tǒng)

我廠每臺機組主廠房低壓廠用電源由本機10.5kV高壓

廠用母線引接，共設(shè)置十一段400V動力配電中心（PC）,供

給本機組400V機爐輔機低壓負(fù)荷用電,包括汽機400VPC兩

段、鍋爐400Vpe兩段、空冷400Vpe四段，事故保安400V

PC一段，檢修400VPC一段，照明400VPC一段。機、爐

400VPC兩段母線間設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)互為備用（暗備用）；空冷

400VPC四段，設(shè)一臺容量和工作變壓器相同的備用變壓器

（明備用）。

兩臺機公用PC:等離子400Vpe一段，除灰空壓機400V

PC兩段（設(shè)一臺容量和工作變壓器相同的備用變壓器），升

壓泵變400VPC兩段。每段400V動力配電中心由一臺低壓

廠用變壓器供電,兩段400V動力配電中心之間可經(jīng)聯(lián)絡(luò)開關(guān)

聯(lián)接。低壓廠用變壓器采用互為備用的暗備用方式，變壓器

容量均按兩段動力配電中心的負(fù)荷容量選擇。正常運行時兩

段動力配電中心的聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開,在兩個變壓器進線開關(guān)和

聯(lián)絡(luò)開關(guān)之間設(shè)置電氣閉鎖使兩臺變壓器不能并列運行。

馬達控制中心（MCC）：根據(jù)負(fù)荷分布情況分散就近配

置?；閭溆眉俺蓪Τ霈F(xiàn)的負(fù)荷分別由對應(yīng)的兩段MCC供電,

每段MCC采用雙電源供電方式，兩路電源通過單刀雙擲開關(guān)

實現(xiàn)一路工作，一路備用，且兩路電源不能并列，另外，各

負(fù)荷MCC由相應(yīng)動力配電中心供電。

機組交流保安電源系統(tǒng)：二期每臺機的交流保安電源由

柴油發(fā)電機組、一段400V保安PC、一段機保安MCC,一段

爐保安MCC及自動轉(zhuǎn)換開關(guān)等組成。每臺機組配置一套快速

啟動的柴油發(fā)電機組，柴油發(fā)電機組為河柴重工生產(chǎn)的

1200GFZ-B型四沖程閉式水循環(huán)風(fēng)冷發(fā)電機組，額定出力

1200KWo

低壓廠用電系統(tǒng)運行方式：空冷及除灰空壓機400VPC

段以外的PC段正常運行時，各400VPC段分別由各自低壓

廠用變壓器供電，當(dāng)本段工作電源發(fā)生故障時，在確認(rèn)工作

電源開關(guān)確已跳閘時，確認(rèn)不是本段母線故障后，可以手動

合上A、B段400VPC母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)，對該段母線供電。

空冷及除灰空壓機400VPC段，正常運行時，各PC段

母線由各自低壓廠用變壓器供電，當(dāng)本段工作電源發(fā)生故障

時，備用電源自投裝置動作，將備用電源開關(guān)合閘，恢復(fù)對

該段母線供電。

汽機PC,鍋爐PC,空冷PC段正常切換時采用并聯(lián)切換,

除灰空壓機PCB段采用并聯(lián)切換，檢修PC、照明PC、等離

子PC、升壓泵房PC段正常切換時采用串聯(lián)切換，除灰空壓

機PCA段采用串聯(lián)切換。

各MCC電源正常由相應(yīng)400VPC段供電,MCC采用雙電源

供電方式，正常運行時，只能投入一路電源供電，另一路電

源作為備用，且優(yōu)先考慮投入對應(yīng)400Vpe供電；當(dāng)工作電

源故障或停電時，采用先斷后合的方式切至另一電源供電，

原工作電源恢復(fù)正常時，再及時采用先斷后合的方式恢復(fù)原

供電方式；每臺機的事故照明MCC正常由本機照明PC供電,

事故時由ATS自動轉(zhuǎn)換開關(guān)切換至汽機保安MCC供電；每臺

機的給煤機MCC正常由本機鍋爐PCA段供電，事故時由ATS

自動轉(zhuǎn)換開關(guān)切換至鍋爐PCB段供電；每臺機組設(shè)置十二段

MCC,汽機MCC兩段，鍋爐MCC兩段，煤倉間MCC兩段，給煤

機MCC一段，汽機采暖通風(fēng)MCC一段，鍋爐采暖通風(fēng)MCC一

段，汽機保安MCC一段，鍋爐保安MCC一段，脫硫MCC一段;

兩臺機公用MCC七段，汽機運轉(zhuǎn)層MCC,集控采暖通風(fēng)MCC,

凝結(jié)水再生間MCC,加藥間MCC,化學(xué)水MCC,灰?guī)霱CC,輔

機水泵房MCCo

（二）關(guān)于空冷PC及除灰空壓機PC注意事項

每臺機4段空冷PC,并設(shè)有一臺容量相同的備用變壓器

（空冷變壓器的過負(fù)荷能力St-2500KVA*l.1=2750KVA其

中2500KVA為空冷變?nèi)萘?，L1為干式變的過負(fù)荷系數(shù)）。

1.當(dāng)一段空冷PC失電時，備自投正常自動動作；

2.當(dāng)兩段空冷PC同時失電時，失電風(fēng)機負(fù)荷是

P2max=110KW*28=3080KW（此時以風(fēng)扇電機的最大負(fù)荷計算，

其中110KW為空冷風(fēng)機電機額定功率，28為兩段PC所供風(fēng)

機數(shù)量），St/P2max=0.9,所以當(dāng)空冷PC兩段失電時，應(yīng)

該采取減負(fù)荷或者限制失電兩段PC（失電PC均切換至空冷備

用變壓器）所帶風(fēng)機的數(shù)量等措施，且負(fù)荷的最低值能保證

大于90%,同時為避免空冷備用變壓器過負(fù)荷，還應(yīng)將備自

投裝置閉鎖，因為三段空冷PC的負(fù)荷

P3max=110KW*42=4620KW（其中42為三段PC所供風(fēng)機數(shù)量），

其負(fù)荷已經(jīng)遠(yuǎn)超出了空冷備用變壓器的容量。

二期空冷變壓器采用四運一備的原因：

1.同類型空冷機組運行經(jīng)驗表明，空冷PC兩段及以上

同時失電或故障的可能性較低；

2.一臺備用變壓器可以滿足空冷PC兩段同時失電后至

少90%的負(fù)荷；

3.減少了干式變，開關(guān)，電纜等設(shè)備的一次投資，還可

減少空冷變的空載損耗，一年約節(jié)省電量2.6萬度。

除灰空壓機PC切換注意事項，除灰空壓機A變屬于#3

機負(fù)荷，而除灰空壓機B變及除灰空壓機備變屬于#4機的負(fù)

荷，當(dāng)事故切換時，除灰空壓機的備自投自動動作即可，因

為備自投的串聯(lián)切換不會造成除灰空壓機PC段的并聯(lián)；當(dāng)

除灰空壓機變檢修或其他工作需停運除灰空壓機變時，需特

別注意，除灰空壓機PCA段切換，采用串聯(lián)切換，而除灰空

壓機PCB段的切換可采用并聯(lián)切換也可采用串聯(lián)切換。

五、廠用電系統(tǒng)的操作原則

1.高壓工作變與啟備變之間正常時相互切換，應(yīng)經(jīng)過同

期檢查合閘。

2.互為備用的廠用變壓器之間在進行母線電源切換時

應(yīng)采用母線短時并環(huán)方式進行倒換。

3.廠用系統(tǒng)送電時，應(yīng)先合上電源側(cè)開關(guān)，后合上負(fù)荷

側(cè)開關(guān)，逐級操作；停電時先拉開負(fù)荷側(cè)開關(guān)，后拉開電源

側(cè)開關(guān)。

4.拉合刀閘前，必須檢查開關(guān)在斷開位置，拉合刀閘后,

應(yīng)檢查刀閘的位置是否正確，機構(gòu)是否鎖緊。

5.廠用母線送電時，各出線回路的開關(guān)和刀閘應(yīng)在斷開

位置。應(yīng)先裝上電壓互感器一次回路保險，將電壓互感器小

車推入工作位置，合上二次回路小開關(guān)。廠用母線送電后，

須檢查三相電壓正常后，方可對各供電回路送電。

6.廠用母線停電前，應(yīng)先停用該母線的各供電回路，在

斷開電源進線開關(guān)后，檢查母線三相電壓表無指示后，再拉

開電壓互感器的刀閘，拉開二次回路小開關(guān)，取下一次回路

保險。

7.廠用變壓器送電時先合高壓側(cè)開關(guān)，后合低壓側(cè)開

關(guān)，停電順序相反，禁止低壓側(cè)對低廠變充電。

8.由于啟備變?nèi)萘堪匆慌_機組廠用負(fù)荷設(shè)計，在一臺機

組啟動過程中，應(yīng)將另一臺機組廠用快切解除。

六、廠用電系統(tǒng)中性點接地方式

1.高壓廠用電系統(tǒng)的中性點接地方式：

高壓(10KV)廠用電系統(tǒng)中性點接地方式的選擇，與接

地電容電流的大小有關(guān)，當(dāng)接地電容電流小于10A時，可采

用高電阻接地方式，也可采用不接地方式；當(dāng)接地電容電流

大于10A時，可采用中電阻接地方式，也可采用電感補償或

電感補償并聯(lián)高電阻的接地方式。目前電廠的高壓廠用電系

統(tǒng)多采用中性點經(jīng)電阻接地的方式。

中性點經(jīng)電阻接地的主要特點是：

(1)選擇適當(dāng)?shù)碾娮瑁梢砸种茊蜗嘟拥毓收蠒r非故

障相的過電壓倍數(shù)不超過額定相電壓幅值的2.6倍，避免故

障擴大。

(2)當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，故障點流過一固定的電

阻性電流，有利于確保饋線的零序保護動作。

(3)接地總電流小于15A時(大電阻接地方式，一般

按L2L原則選擇接地電阻)，保護動作于信號；接地總電流

大于15A時，改為中電阻接地方式(增大h),保護動作于

跳閘。

(4)需增加中性點接地裝置。

二期高壓(1OKV)廠用電系統(tǒng)，中性點采用中電阻接地

方式，接地電阻值30.31。。

2.低壓廠用電系統(tǒng)中性點接地方式：低壓廠用電系統(tǒng)中

性點接地方式主要有兩種：中性點直接接地方式和中性點經(jīng)

高電阻接地方式。二期低壓廠用電系統(tǒng)采用中性點直接接地

方式。

第二節(jié)廠用電源的切換

多數(shù)電廠由于采用發(fā)電機一變壓器組單元接線，機組單

元廠用工作電源從發(fā)電機出口引接，而發(fā)電機出口一般又不

裝設(shè)斷路器，為了發(fā)電機組的啟動尚需設(shè)置啟動電源，并將

啟動電源兼作備用電源。在此情況下，機組啟動時，其廠用

負(fù)荷需由啟/備變供電，待機組啟動完成后，再切換至由工

作電源（接至發(fā)電機出口的工作變壓器）供電；而在機組正

常停機時，停機前又要將廠用負(fù)荷母線從工作電源切換至備

用電源供電，以保證安全停機。止匕外，在廠用工作電源發(fā)生

事故而被切除時，又要求備用電源盡快自動投入。因此，廠

用電源的切換在發(fā)電廠中是經(jīng)常發(fā)生的。對于600MW機組電

廠的廠用工作電源與備用電源之間的切換有很高的要求：其

一，廠用電系統(tǒng)的任何設(shè)備（電動機、斷路器等）不能由于

廠用電的切換而承受不允許的過載和沖擊；其二，在廠用電

切換過程中，必須盡可能地保證機組的連續(xù)輸出功率、機組

控制的穩(wěn)定和機爐的安全運行。

一、廠用電失電影響與切換分析

廠用母線的工作電源由于某種故障而被切除，即母線的

進線斷路器跳閘后，由于連接在母線上運行的電動機的定子

電流和轉(zhuǎn)子電流都不會立即變?yōu)榱悖妱訖C定子繞組將產(chǎn)生

變頻反饋電壓，即母線存在殘壓。殘壓的大小和頻率都隨時

間而降低，衰減的速度與母線上所接電動機臺數(shù)、負(fù)荷大小

等因素有關(guān)；另一方面，電動機的轉(zhuǎn)速下降。失電后，電動

機轉(zhuǎn)速逐漸下降的過程稱為惰行，電動機轉(zhuǎn)速下降的快慢主

要決定于負(fù)荷和機械常數(shù)，一般經(jīng)o.5s后轉(zhuǎn)速約降至

（0.85-0.95）倍額定轉(zhuǎn)速，若在此時間內(nèi)投入備用電源，

一般情況下，電動機能較迅速地恢復(fù)到正常穩(wěn)定運行。如果

備用電源投入時間太遲，停電時間過長，電動機轉(zhuǎn)速下降多,

且不相同，不僅會影響電動機的自起動，而且將對機組運行

工況產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，廠用母線失電后，應(yīng)盡快投入備

用電源。另一方面，從減小備用電源自動投入時對參與自起

動的電動機的沖擊電流考慮，還必須分析母線殘壓與備用電

源電壓之間的相位關(guān)系。

電動機的自起動就是正常運行時，其供電母線電壓突然消

失或顯著降低時，如果經(jīng)過短時間（一般為0.5?1.5s）在

其轉(zhuǎn)速未下降很多或尚未停轉(zhuǎn)以前，廠用母線電壓又恢復(fù)到

正常（比如電源故障排除或備用電源自投），電動機就會自

行加速，恢復(fù)到正常運行。

電廠中有許多重要設(shè)備的電動機都要參與自起動，以保

障機、爐運行少受影響。因為有成批的電動機同時參與自起

動，很大的電流會在廠用變壓器和線路等元件中引起較大的

電壓降，使廠用母線電壓下降很多。這樣，就有可能使母線

電壓過低，導(dǎo)致一些電動機的電磁轉(zhuǎn)矩小于機械阻力轉(zhuǎn)矩而

無法啟動，還有可能引起啟動時間過長而引起電動機過熱，

甚至危及電動機的安全和壽命以及廠用系統(tǒng)的穩(wěn)定。所以為

保證自起動能夠?qū)崿F(xiàn)，根據(jù)電動機的容量和端電壓或母線電

壓等條件做了一些措施：

1.電動機正常起動時，各電動機錯開起動時間，廠用

母線最低允許值為額定電壓的80%o

2.自起動時，廠用母線最低允許值為額定電壓的65?

70%o

3.限制參與自起動的電動機數(shù)量，對不重要設(shè)備的電

動機加裝低電壓保護，延時0.5s斷開，不參加自起動。

4.阻力轉(zhuǎn)矩為定值的重要設(shè)備的電動機，因它只能在

接近額定電壓下起動，也不參加自起動。對這些機械設(shè)備，

電動機均可采用低電壓保護。當(dāng)廠用母線電壓低于臨界值

（電動機的最大轉(zhuǎn)矩下降到等于阻力轉(zhuǎn)矩）時，把它們從母

線上斷開。這樣，可改善未曾斷開的重要電動機自起動條件。

5.對重要的機械設(shè)備，應(yīng)選用具有高起動轉(zhuǎn)矩和允許

過載倍數(shù)較大的電動機。

二、廠用電源的切換方式

廠用電源的切換方式，除按操作控制分手動與自動外，

還可按運行狀態(tài)、斷路器的動作順序、切換的速度等進行區(qū)

分。

1.按運行狀態(tài)區(qū)分

（1）正常切換。在正常運行時，由于運行的需要（如開

機、停機等），廠用母線從一個電源切換到另一個電源，對

切換速度沒有特殊要求。

（2）事故切換。由于發(fā)生事故（包括單元接線中的高廠

變、發(fā)電機、主變壓器、汽輪機和鍋爐等事故），廠用母線

的工作電源被切除時，要求備用電源自動投入，以實現(xiàn)盡快

安全切換。

2.按斷路器的動作順序區(qū)分

（1）并聯(lián)切換。在切換期間，工作電源和備用電源是短

時并聯(lián)運行的。它的優(yōu)點是保證廠用電連續(xù)供給，缺點是并

聯(lián)期間短路容量增大，增加了斷路器的斷流要求。但由于并

聯(lián)時間很短（一般在幾秒內(nèi)），發(fā)生事故的機率低，所以在

正常的切換中被廣泛采用。但應(yīng)注意工作電源與備用電源之

間的電壓差和相角差。

（2）斷電切換（串聯(lián)切換）。其切換過程是：一個電源切

除后，才允許投入另一個電源，一般是利用被切除電源斷路

器的輔助觸點去接通備用電源斷路器的合閘回路。因此廠用

母線上出現(xiàn)一個斷電時間，斷電時間的長短與斷路器的合閘

速度有關(guān)。其優(yōu)缺點與并聯(lián)切換相反。

（3）同時切換。在切換時，切除一個電源和投入另一個

電源的脈沖信號同時發(fā)出。由于斷路器分閘時間和合閘時間

的長短不同以及本身動作時間的分散性，在切換期間，一般

有幾個頻率的斷電時間，但也有可能出現(xiàn)1?2周波兩個電

源并聯(lián)的情況。所以在廠用母線故障及在母線供電的饋線回

路故障時應(yīng)閉鎖切換裝置，否則投入故障供電網(wǎng)會因短路容

量增大而有可能造成斷路器爆炸的危險。

3.按切換速度區(qū)分

（1）快速切換。一般是指在廠用母線上的電動機反饋電

壓（即母線殘壓）與待投入電源電壓的相角差還沒有達到電

動機允許承受的合閘沖擊電流前合上備用電源?？焖偾袚Q的

斷路器動作順序可以是先斷后合或同時進行，前者稱為快速

斷電切換，后者稱為快速同時切換。

（2）慢速切換。主要指殘壓切換，即工作電源切除后，

當(dāng)母線殘壓下降到額定電壓的20%?40%后合上備用電源。

殘壓切換雖然能保證電動機所受的合閘沖擊電流不致過大，

但由于停電時間較長，對電動機自起動和機、爐運行工況產(chǎn)

生不利影響。慢速切換通常作為快速切換的后備切換。

第三節(jié)二期廠用電源切換及備自投裝置介紹

二期廠用電快切裝置選用江蘇金智電氣自動化有限公司

生產(chǎn)的MFC2000-3A型微機廠用電快切裝置，其產(chǎn)品具有切換

可靠性高，人機界面友好，便于維護等特點。下述詳細(xì)介紹:

一、快速切換

工作電源由發(fā)電機端經(jīng)廠用高壓工作變壓器引入，備用

電源由電廠高壓母線或由系統(tǒng)經(jīng)啟/備變引入。正常運行

時，廠用母線由工作電源供電，當(dāng)工作電源側(cè)發(fā)生故障時，

必須跳開工作電源開關(guān)，此時廠用電母線失電，由于廠用負(fù)

荷多為異步電動機，電動機將惰行，母線高壓為眾多電動機

的合成反饋電壓，稱其為殘壓，殘壓的頻率和幅值將逐漸衰

減。

快速切換時間應(yīng)小于o.2S,實際應(yīng)用時，通常由相角來

界定，如60度，考慮到合閘回路固有的時間，合閘命令發(fā)

出時的角度小于60度，應(yīng)有一定的提前量，提前量的大小

取決于頻率和合閘時間，如在合閘固有時間內(nèi)平均頻差為

1Hz,合閘時間為100S,則提前量約為36度?？焖偾袚Q整定

值有二個，即頻差和相角差。在裝置發(fā)出合閘命令前瞬間將

實測值與整定值進行比較，判斷是否滿足合閘條件，由于快

切裝置總是在啟動后瞬間進行，因此，頻差和相差整定可取

較小值。

二、同期捕捉切換

MFC2000快切裝置同期捕捉切換其原理概括如下：

切換最好的辦法是實時跟蹤殘壓的頻差和相角差的變

化，盡量做到反饋電壓與備用電源向量第一次相位重合時合

閘，這就是所謂的“同期捕捉切換”。同期捕捉切換時間約

0.6S,對于殘壓衰減較快的情況，該時間要短的多。若實

現(xiàn)同期捕捉切換特別是同相點合閘，對電動機的自啟動很有

利，因此到廠用母線電壓衰減到65—70%左右，電動機轉(zhuǎn)速

不至于下降很大，且備用電源合上時沖擊最小。需要說明的

是，同期捕捉切換之“同期”與發(fā)電機同期并網(wǎng)之“同期”

有很大不同。同期捕捉切換時，電動機相當(dāng)于異步發(fā)動機，

其定子繞組磁場已由同步磁場轉(zhuǎn)為異步磁場，而轉(zhuǎn)子不存在

外加原動力和外加勵磁電流。因此，備用電源合上時，若相

角差不大，即使存在一些頻差和壓差。定子磁場也將很快恢

復(fù)同步，電動機也很快恢復(fù)正常異步運行。所以，此處同期

指在相角差零點附近一定范圍內(nèi)合閘。

在實現(xiàn)手段上，同期捕捉切換有兩種基本方法：一種基

于“恒定越前相角”原理，即根據(jù)正常廠用負(fù)荷下同期捕捉

階段相角變化的速度（取決于該時的頻差）和合閘回路的總

時間，計算并整定出合閘提前角，快切裝置時時跟蹤頻差和

相差，當(dāng)相差達到整定值，且頻差不超過整定范圍時，即發(fā)

合閘命令，當(dāng)頻差超范圍時，放棄合閘，轉(zhuǎn)入殘壓切換。這

種方法優(yōu)點是較為可靠，合閘角不致偏差太大，缺點是合閘

精度不高，且隨廠用負(fù)荷變化而變化。另一種基于“恒定越

前原理”，即完全根據(jù)實時的頻差、相差，依據(jù)一定的變化

規(guī)律模型，計算出相角差過零點的時間，當(dāng)該時間接近合閘

回路總時間時，發(fā)出合閘命令。從理論上講，該方法能較精

確的實現(xiàn)過零點合閘，且不受負(fù)荷變化影響。但使用時，需

要解決不少困難：一是要準(zhǔn)確地找出頻差、相角變化的規(guī)律

并給出相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，不能簡單的利用線性模型；二是由

于廠用電反饋電壓頻率變化的不完全連續(xù)性（有跳變）及頻

率測量的間斷性（10MS一點）等，造成頻差及相差測量的間

斷和偏差；另外，合閘回路的時間，也有一定的離散性等。

由于在同期捕捉階段，相差的變化速度可達1—2度/LMS,

因此，任何一方面產(chǎn)生的誤差都將大大降低合閘的準(zhǔn)確性。

MFC2000系列快切裝置的“恒定越前時間”同期捕捉切換

方法，采用動態(tài)分階段，二階數(shù)學(xué)模型來模擬相角差的變化,

并用最小二乘法來克服頻率變化及測量的離散性及間斷性，

使得合閘準(zhǔn)確度大大提高。如不計合閘回路的時間偏差，可

使合閘角限制在±10°以內(nèi)。

同期捕捉切換整定值也有兩個。當(dāng)采用恒定越前相角方

式時，為頻角和相角差（越前角）；當(dāng)采用恒定越前時間方

式時，為頻角和越前時間（合閘回路總時間）。同期捕捉方

式下，頻差整定可取較大值。

三、殘壓切換

當(dāng)殘壓衰減到20—40%額定電壓后實現(xiàn)的切換通常稱為

“殘壓切換”。殘壓切換雖能保證電動機安全，但由于停電

時間長，電動機自啟動成功與否、自啟動時間等都受到較大

的限制。一般殘壓衰減到40%的時間為1秒，殘壓衰減到20%

的時間約為L4秒。而對另一組試驗結(jié)果表明，衰減到20%

的時間約為2秒。

四、長延時切換

長延時切換是在以上三種切換方式均無法實現(xiàn)或由于系

統(tǒng)、輔機原因造成而不能采用以上三種切換方式進行切換，

其原理是：在跳開工作電源開關(guān)足夠長的時間，如3—5S后

再合上備用電源。

五、應(yīng)用事項

由于廠用母線上電動機的特性有較大差異，合成的母線

殘壓特性曲線與分類的電動機相角、殘壓曲線的差異也較

大，因此，安全區(qū)域的劃定嚴(yán)格來說需根據(jù)各類電機參數(shù)、

特性、所帶負(fù)荷等因素通過計算確定。實際運行中，可根據(jù)

典型機組的試驗確定母線殘壓特性。試驗表明，母線電壓和

頻率衰退減的時間、速度和達到最初反相的時間，主要取決

于試驗前該段母線的負(fù)載。負(fù)載越多，電壓、頻率、下降越

慢，達到首次反相和再次同相的時間越長。而相同負(fù)荷容量

下，負(fù)荷電流越大，則電壓頻率下降的越快，達到最初反相

和同相的時間越短。

快速切換的思想在快速開關(guān)問世以后，才得以實現(xiàn)?？?/p>

速開關(guān)的合閘時間一般小于100ms,有的甚至只有40-50ms

左右，這為實現(xiàn)快速切換提供了必要條件，假定事故前工作

電源與備用電源相角相同，并假定從事故發(fā)生到工作開關(guān)跳

開瞬間，兩電源仍相角相同，則如采用同時切換，且分合閘

錯開時間整定得很?。ㄈ?0ms）,則備用電源合上時相角差也

很小，沖擊電流和自動啟動電流均很小。若采用串聯(lián)切換，

則斷電時間至少為合閘時間,假定100ms,對60萬機組,相

角差約20—30左右，備用電源合閘時的沖擊電流也不很大,

一般不會造成設(shè)備損壞或快切失敗。

快速切換能否實現(xiàn)不僅取決于開關(guān)條件，還取決于系統(tǒng)

接線、運行方式、故障類型。系統(tǒng)接線方式和運行方式?jīng)Q定

了正常運行時廠用母線電壓與備用電源電壓間的初始角，若

電壓間的初始角較大，如大于20,則不僅事故切換時難以保

證快切成功，連正常并聯(lián)切換也將因環(huán)流太大而失敗或造成

設(shè)備損壞事故。故障類型則決定了從故障發(fā)生到工作開關(guān)跳

開，這一期間廠用母線電壓和備用電源電壓的頻率、相角等

的變化。

因此，實際情況下可能出現(xiàn)這樣情況，一是客觀條件無

法實現(xiàn)快速切換，二是有些機組有時快速切換成功，有時不

成功。

快速切換不成功的最佳后備方案是同期捕捉。有關(guān)數(shù)據(jù)

表明：反相后第一個同期點時間約為0.4—0.6秒。殘壓衰

減允許值（如20%—40%）為1—2秒，而長延時則要經(jīng)現(xiàn)

場試驗后，根據(jù)殘壓曲線整定一般為幾秒鐘，以保證自啟動

電流在4-6倍內(nèi)，可見同期捕捉切換較之殘壓切換和長延

時切換有明顯的好處。

目前有些發(fā)電廠采用發(fā)變組單元接線方式，而啟動/備

用電源則由附近500KV變電站提供，在正常情況或某些運行

方式下，廠用工作電源與備用電源間存在較大的初始相角

差，且該相角差隨運行方式改變而改變，有些時候甚至大于

20°,這對快切非常不利，這些情況下，同期捕捉切換是必

不可少的。

六、關(guān)于快切時間

快切時間涉及到兩個方面：一是開關(guān)固有跳閘時間；二

是快切裝置本身的動作時間。就開關(guān)固有跳閘時間而言，

當(dāng)然是越短越好，特別是備用電源固有開關(guān)合閘時間越短越

好。從實際要求來說，固有合閘時間以不超過3-4周波為

好，一般真空開關(guān)通常都能滿足。若切換前工作電源與備用

電源相同，快切裝置以串聯(lián)方式實現(xiàn)快速切換時，母線斷線

時時間在100ms以內(nèi)，母線反饋電壓與備用電源電壓間的相

位差在備用電源開關(guān)合閘瞬間一般不會超過20-30度，這

種情況下，沖擊電流、自啟動電流、母線電壓的下降及電動

機轉(zhuǎn)速的下降等因素對機爐的運行帶來的影響均不大。對開

關(guān)速度的過分要求是不必要的，因為快速切換階段頻差和相

位差的變化較慢，速度提高10ms,相位差僅減少幾度，但對

機構(gòu)的要求提高不少。

快切裝置本身的固有動作時間包括其硬件固有動作時間

和軟件最小運行時間。裝置硬件固有時間主要包括開關(guān)量輸

入、開關(guān)量輸出兩部分的間隔和繼電器動作時間，一般總的

時間在6-8ms左右。軟件最小運行時間指最快情況下，軟

件完成測量、判斷、執(zhí)行等的時間，該部分一般在3-4ms

左右。與開關(guān)一樣，過分追求快速對快切裝置來說同樣是不

必要的，而且是有害的。從硬件來說，就目前的制造水平而

言，進一步提高速度意味著減少或取消繼電器隔離環(huán)節(jié)，僅

采用光藕隔離，從現(xiàn)場實際情況來說，采用繼電器一光藕兩

級隔離的技術(shù)更為成熟可靠。從軟件來說，針對開關(guān)斷開時

滅弧引起的暫態(tài)所需進行的一些特別計算處理以及開關(guān)量

輸入測量時的去拌處理等都是保證裝置動作準(zhǔn)確性和可靠

性必不可少的，省去這些時間只能使裝置加快幾毫秒，對裝

置切換幾乎無影響，但對裝置動作的可靠性來說卻是致命

的。

七、裝置功能簡介：

（一）切換功能

1.正常切換

（1）并聯(lián)切換：a.并聯(lián)自動：手動啟動，若并聯(lián)切換

條件滿足，先合備用（工作）開關(guān)，經(jīng)一定延時后再自動跳

開工作（備用）開關(guān)，如這段延時內(nèi)，剛合上的備用（工作）

開關(guān)被跳開，則裝置不能自動跳開工作（備用）開關(guān)，若并

聯(lián)切換條件不滿足，裝置將閉鎖發(fā)信，并等待復(fù)歸。b.并聯(lián)

半自動：手動啟動，若并聯(lián)切換條件滿足，先合備用（工作）

開關(guān)，而跳開工作（備用）開關(guān)的操作由人工完成，在規(guī)定的

時間內(nèi)，剛合上的備用（工作）開關(guān)被跳開，操作人員仍不能

跳開工作（備用）開關(guān)，裝置將發(fā)出警告信號。若啟動后并

聯(lián)切換條件不滿足，裝置將閉鎖發(fā)信，并等待復(fù)歸。

（2）正常同時切換：手動啟動，先發(fā)跳開工作（備用）

開關(guān)命令，切換條件滿足時，發(fā)合備用（工作）開關(guān)命令。

若要保證先分后合，可在合閘命令前加一定的延時。正常同

時切換有三種切換條件，快速、同期捕捉、殘壓。

2.事故切換：事故切換由保護出口啟動，單向，只能

由工作電源切向備用電源。有兩種方式：

（1）串聯(lián)切換：保護出口啟動，先跳開工作電源開關(guān)，

在確認(rèn)工作電源開關(guān)跳開且切換條件滿足時，合上備用電

源。串聯(lián)切換有三種切換條件，快速、同期捕捉、殘壓。

（2）事故同時切換：保護啟動，先發(fā)跳工作電源開關(guān)命

令，切換條件滿足時即（或經(jīng)用戶延時）發(fā)合備用電源開關(guān)命

令。

3.不正常情況切換：不正常情況切換有裝置檢測到不正

常情況后自動啟動，單向，只能由工作電源切向備用電源。

不正常情況有兩種情況：

（1）廠用母線失電：當(dāng)廠用母線三相電壓均低于整定值,

時間超過整定延時，則裝置根據(jù)選擇方式進行串聯(lián)或同時切

換。切換條件：快速、同期捕捉、殘壓。

（2）工作電源開關(guān)誤跳：因各種原因（包括人為誤操作）

造成的工作電源開關(guān)誤跳，裝置將在條件滿足時合上備用電

源。切換條件：快速、同期捕捉、殘壓。

（二）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(zhuǎn)

速下降，備用電源合上后，電動機成組自啟動成功與否將主

要取決于廠用母線電壓，此時若切除不重要輔機，將有利于

重要輔機自啟動，本裝置有二段低壓減載出口，二段可分別

設(shè)置延時，以備用電源合上為延時起始時間。

（三）閉鎖報警、故障處理功能

1.保護閉鎖

某些保護動作時（如分支過流、母差等），為防止備用電

源誤投入故障母線，可由這些保護將裝置閉鎖，裝置將給出

信號等待復(fù)歸。

2.出口閉鎖

當(dāng)裝置內(nèi)部軟壓板或控制臺閉鎖開關(guān)閉鎖裝置的跳合

閘出口時，裝置將給出出口閉鎖信號給工作人員。出口閉鎖

可往復(fù)投退，不必經(jīng)手動復(fù)歸。

3.開關(guān)位置異常（去藕合）

裝置啟動切換的必要條件之一是工作、備用開關(guān)一個合

著，另一個打開，若正常檢測時發(fā)現(xiàn)這一條件不滿足（工作

開關(guān)誤跳除外），將閉鎖出口，并發(fā)信號等待復(fù)歸。另外，

切換過程中如發(fā)現(xiàn)一定時間內(nèi)該跳的開關(guān)未跳開或該合的

開關(guān)未合上，裝置將根據(jù)不同的切換方式分別處理并給出位

置異常閉鎖信號。如：同時切換或并聯(lián)切換中，若該跳的開

關(guān)未跳開，將造成兩電源并列，此時裝置將執(zhí)行藕合功能，

跳開剛合上的開關(guān)。

4.后備電源失電

若工作電源投入時備用電源失電或備用電源投入時工

作電源失電，都將不能進行切換操作，裝置將給出報警信號

并進入等待復(fù)歸狀態(tài)?？紤]備用段PT檢修的情況，可將此

功能進行投退。但退出后，后備失電情況下，能實現(xiàn)殘壓切

換。

5.PT斷線

廠用母線PT一相或二相斷線時，裝置將閉鎖報警并等

待復(fù)歸。

6.裝置異常

裝置投入后即始終對某些重要部件如：CPU、RAM、EPROM、

EEPROM、AD等進行自檢一旦有故障將閉鎖報警。

7.裝置失電

裝置開關(guān)電源輸出的+5V、±15V、±24V、任一路失電

都將引起工作異常，特設(shè)電壓監(jiān)視回路并獨立于CPU工作，

一旦失電即報警。

8.等待復(fù)歸

這是一個總的信號，在下列情況下，裝置將自行閉鎖，

進入等待復(fù)歸狀態(tài)，在此狀態(tài)下，將不響應(yīng)任何外部操作及

啟動信號，只能手動復(fù)歸解除。如閉鎖或故障仍存在，則復(fù)

歸信號依舊。（1）進行了一次操作后。（2）發(fā)出閉鎖（出口

閉鎖除外）信號后。（3）出口閉鎖由人工投退。（4）發(fā)生故

障后（電壓消失除外）。

備自投裝置簡介

二期空冷PC及除灰空壓機PC使用了江蘇金智備自投裝

置，下面詳細(xì)介紹備自投的原理。

備自投原理

正常運行時，1DL合，1ZKK合，2ZKK分，2DL分（冷備

用）或合（熱備用）。當(dāng)進行自投時，先跳1ZKK,確認(rèn)1ZKK

分開后，再合2DL和2ZKK。

1.備自投就緒狀態(tài)

當(dāng)以下條件滿足時，約10秒后備自投自動進入就緒狀

態(tài)：1DL合，1ZKK合，2ZKK分；1PT電壓正常，2PT電壓正常。

2.備自投的起動原則

（1）1DL跳閘，備自投起動，先聯(lián)跳1ZKK,確認(rèn)其跳

開后，合2DL和2ZKK0

（2）1ZKK跳閘，備自投起動，合2DL和2ZKK。

（3）380V母線三相失壓，電壓低于整定值上達整定延

時時間「后，備自投起動，先跳1ZKK,確認(rèn)其跳開后再合

2DL和2ZKK0

3.備自投的閉鎖原則

(1)剛完成一次自投動作后。信號：“備投動作”、“備投

閉鎖”。

(2)1DL、1ZKK和2DL、2ZKK均合上或均打開時，備自

投無法進行自投。信號：“備投閉鎖”、“開位異常”。

(3)備用無壓，即2PT電壓低于整定值也時，將不進

行自投。信號“備投閉鎖”、“備用無壓”。該功能可根據(jù)需

要進行投退。

(4)備自投起動后，在發(fā)出跳1ZKK命令約0.6s后，

若1ZKK輔助接點信號未返回，裝置將認(rèn)為1ZKK拒動，為防

止備用電源投入故障而不再發(fā)合2ZKK和2DL的命令。信號:

“備投閉鎖”、“開位異?！?。

(5)裝置檢測到1PT之1相或2相斷線后，將自行閉

鎖自投。信號“備投閉鎖”。液晶顯示“異常報告”中出現(xiàn)

“PT斷相”。

(6)裝置自檢出CPU模塊故障后，將自行閉鎖自投。

信號：“備投閉鎖”、“裝置故障”。

(7)“外部閉鎖”接點閉合時，信號：“備投閉鎖”

裝置在以上閉鎖情況下，將不再響應(yīng)起動命令，不能作

自投。在排除故障或情況消失后裝置將自動復(fù)歸，重新進入

就緒狀態(tài)，準(zhǔn)備下一次自投。

4.合2ZKK和2DL的條件

(1)1ZKK已跳開；

(2)1PT三相電壓低于殘壓整定值口。

圖2T

第四節(jié)廠用10KV及400V開關(guān)柜介紹

一、10KV開關(guān)柜

二期10KV開關(guān)柜選用天津百利天開電器有限公司成套

組合產(chǎn)品，下面具體介紹如下：

（一）真空斷路器參數(shù)：

1.額定電流1250A

（饋線）、2500A（進線）

2.起始短路電流值（周期分量，有效值）40kA

3.額定短路開斷次數(shù)（電壽命）三50次

4.最大關(guān)合電流（峰值）100kA

5.動穩(wěn)定電流（峰值）lOOkA

6.4s熱穩(wěn)定電流（有效值）40kA

7.1min工頻耐受電壓（有效值）242kV

（相對地）

8.雷電沖擊耐受電壓（全波、峰值）\75kV

8.機電壽命三

10000次

9.額定短路開斷電流的直流分量不小于40%

（按分閘時間允許值下限）

10.斷路器合閘時間<75ms

11.斷路器分閘時間<60ms

斷路器控制要求

1.真空斷路器為伊頓E-VAC產(chǎn)品。

2.斷路器具有彈簧貯能操動機構(gòu)，該機械控制電壓為直

流110V,跳合閘、控制回路電壓為直流110V,其控制電壓

波動范圍為一15%?+10%額定電壓；對于進線真空斷路器

配置兩個獨立的跳閘回路。

3.真空斷路器開關(guān)柜為中置式開關(guān)柜，當(dāng)斷路器處于

“試驗”位置時，小車與接地母線自動聯(lián)接。

4.真空斷路器開關(guān)柜內(nèi)，其母線、斷路器、出線和儀表

等均有單獨的隔離小室，小室與小室間隔離，按金屬鎧裝結(jié)

構(gòu)制造。

5.斷路器具有“防跳”功能，在一次合閘指令下只能合

閘一次。

6.為防止過電壓，真空斷路器回路負(fù)荷側(cè)配備合適的限

制操作過電壓的裝置。

斷路器的操作機構(gòu)

斷路器都是帶觸頭的電器，通過觸頭在分、合動作達到

開斷與關(guān)合電路的目的，因此必須依靠一定的機械操作系統(tǒng)

才能完成。在斷路器本體以外的機械操作裝置稱為操作機

構(gòu)，而操動機構(gòu)與斷路器動觸頭之間連接的部分稱為傳動機

構(gòu)和提升機構(gòu)。

根據(jù)能量形式的不同，操作機構(gòu)可分為手動操作機構(gòu)

(CS)、電磁操作機構(gòu)(CD)、彈簧操作機構(gòu)(CT)、電動機操作

機構(gòu)(CJ)、氣動操作機構(gòu)(CQ)、液壓操作機構(gòu)(CY)等。

我廠廠用斷路器操作機構(gòu)為彈簧操作機構(gòu)。

利用已儲能的彈簧為動力使斷路器動作的操動機構(gòu)稱

彈簧操動機構(gòu)，彈自

成。

圖2-2

1-上連接端子

2-真空滅弧室

3-絕緣套筒

4-下連接端子

10

5-滾動觸頭

6-觸頭彈簧

7—絕緣連桿

8-分閘彈簧

9-雙臂連桿

10-驅(qū)動軸

11-脫扣機構(gòu)

12-操動機構(gòu)盒

真空斷路器基本數(shù)據(jù)

1斷路器型號E-VAC

2觸頭型式梅花式

3正常電壓(kV)10KV

4最大電壓(kV)12kV

5BIL值(kV)75

6頻率(Hz)50

7額定電流(A,rms)1250,2500

8對稱短路開斷電流(kA,40

rms)

94秒短時耐受電流值(kA,40

rms)

10關(guān)合電流能力(kA,rms)100

11最長開斷時間(ms)50ms

12最長合閘時間(ms)70ms

13E2級短路電流時的允許操274

作次數(shù)

14額定短路開斷電流的直流51

分量(%)

15標(biāo)稱觸頭開斷時間(ms)20-50ms

16標(biāo)稱合閘時間(ms)35-70ms

17最大TOC輔助開關(guān)(只數(shù))輔助開關(guān)默認(rèn)為10開10

閉

18斷路器重量（kg）200/300

19機械壽命（次）20000

20真空泡型號及產(chǎn)地WL-35761W.美國西屋

21原產(chǎn)地江蘇常州

（二）熔斷器和真空接觸器回路（FC開關(guān)）參數(shù)

1.熔斷器參數(shù)

預(yù)期短路電流（周期分量、有效值）40kA

額定短路開斷電流的直流分量不小于40%

限流特性在預(yù)期電流（有效值）為40kA時，經(jīng)熔斷器限

流后的短路電流值，不超過允許半波峰值電流40kA,熱穩(wěn)定

電流40kA（4s）。動作特性以時間軸為常數(shù)。熔斷電流誤差不

大于*10%,動作時間不大于0.01s。

2.接觸器參數(shù)

額定電流400A

額定接通能力4kA

額定開斷能力4kA

半周波內(nèi)允許通過最大電流（峰值）40kA

熱穩(wěn)定電流4kA(4s)

最小額定開斷感性電流能力0.2Ie,COS4)

二0.15

F-C開關(guān)的控制要求

1.F-C手車上，熔斷器便于抽出更換，且動靜觸頭具有

足夠的強度。

2.為防止過電壓F-C回路負(fù)荷側(cè)根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)配備合

適的限制操作過電壓的裝置。

3.F-C回路的操作電壓和控制電壓均為直流110V,其

控制電壓波動范圍為-15%?+10%額定電壓；F-C回路機

構(gòu)具有“防跳”功能，在一次合閘指令下只能合閘一次。

4.F-C回路中接觸器為機械保持型，即合閘后由機構(gòu)閉

鎖，待接觸器跳閘線圈勵磁后才跳閘。

5.熔斷器帶有撞針，當(dāng)單相熔斷器熔斷后，聯(lián)動三相

一同跳閘，并能聯(lián)動跳開接觸器，且有較高的可靠性；跳開

接觸器后有相應(yīng)的電氣信號接點和機械指示。

6.F-C回路開關(guān)柜內(nèi)設(shè)有獨立的接地母線，運載小車靈

活輕便。當(dāng)小車推到“試驗”位置時，小車與接地母線自動

聯(lián)接。

FC開關(guān)圖片

圖2-3

真空接觸器及熔斷器(FC開關(guān))基本數(shù)據(jù)

序項目規(guī)格規(guī)范

號

1接觸器型號VSC/P永磁操動機構(gòu)

2正常電壓(KV)10KV

3最大/最小電壓(V)12V

4Imin工頻耐受電壓(kV)42KV

5雷電沖擊耐受電壓(kV)75KV

6頻率(Hz)50Hz

7額定電流(A)400A

8額定分?jǐn)嗄芰?kA

9額定接通能力15000A

10極限分?jǐn)嗄芰?0KA(與熔斷器有關(guān))

11額定熱穩(wěn)定電流(kA/s)6kA/s

12半波允許通過電流峰值55KA

(kA)

13保安電流(kA,ms)熔斷器

14操作循環(huán)周期(次/小時)900

15額定電流卜操作次數(shù)100萬

16機械壽命100萬

17接觸器重量(kg)49kg

18原產(chǎn)地廈門

19分閘電流(A)0.1A

20合閘電流(A)0.1A

21儲能電機的功率(W)15W(儲能電容)

22接觸器線圈

1合閘線圈電壓(V)110V

2合閘功率(W)15W

3分閘線圈電壓（V）110V

4分閘功率（W）15W

（三）開關(guān)柜技術(shù)性能要求

1.高壓配電裝置由兩部分組成，一部分為真空斷路器的

手車式開關(guān)柜，另一部分為由熔斷器和真空接觸器（F-C）

組成的手車式開關(guān)柜。

2.開關(guān)柜均符合五防要求及關(guān)門操作功能：

防止誤分合斷路器、接觸器

防止帶負(fù)荷抽出小車

防止帶地刀送電

防止帶電分合接地刀

防止誤入帶電間隔（即帶電時柜門不能打開）

高壓開關(guān)柜除有“五防”措施外，還實現(xiàn)整體聯(lián)鎖

柜體前面明顯位置裝設(shè)斷路器掛鎖用裝置，以便于斷路

器在檢修位時，在開關(guān)柜關(guān)門狀態(tài)下掛鎖，以防止向用電設(shè)

備誤送電。

3.開關(guān)柜的前門為錢鏈門，且在開關(guān)“試驗”位置時，

也能關(guān)閉，開關(guān)柜背后有帶窺視窗的蓋板，窺視窗位置便于

觀察接地刀的位置。

4.所有斷路器為彈簧儲能操動機構(gòu)并在所有位置上能

靈活地進行電氣、機械跳閘。

5.手車在柜體中有明顯的工作位置、試驗位置和斷開位

置之分，各位置均能自動鎖位或安全接地，為保證檢修安全,

在開關(guān)柜靜觸頭上裝有觸頭盒及擋板，并能自動進行開閉；

手車由試驗位置向工作位置移動的操作可在關(guān)門情況下進

行。

6.開關(guān)柜內(nèi)設(shè)電加熱器（AC220V）,各開關(guān)柜的加熱器

通過接觸器及小空開均勻接至加熱器回路小母線上。加熱器

由溫濕度控制器自動控制其投切并可在柜外由開關(guān)控制其

投入或切除；開關(guān)柜每回路均裝設(shè)開關(guān)狀態(tài)顯示儀等器件，

具有顯示開關(guān)位置、高壓帶電顯示、溫濕度控制、儲能、接

地開關(guān)指示、小車位置指示、一次回路模擬圖、帶電閉鎖及

缺相報警功能。在不開門的情況下能方便地監(jiān)視斷路器或接

觸器的跳合閘狀態(tài)；后板上設(shè)觀察口，能觀察到接地刀觸頭

的接觸情況。

7.母線標(biāo)明相別的顏色，A、B、C相分別為黃、綠、紅

色。

8.零序電流互感器：主要參數(shù)為100/1A,10P10,5VA；

零序電流互感器在接地電流很?。?.5TA）時，保證足夠的

準(zhǔn)確度，也能在較大電流時（25?100A）保證精度。當(dāng)電流

在1A?100A范圍變化時，變比誤差不大于1%；角誤差不大

于1.5%o

9.電壓互感器放在單獨的間隔內(nèi)，并配有一次熔斷器,

當(dāng)允許檢查和進入開關(guān)柜內(nèi)更換一次熔斷器時，電壓互感器

與一次熔斷器要完全隔離；采用電壓互感器二次開口三角加

裝微機消諧裝置進行消諧等，電壓互感器為三相式接線，主

二次線圈線電壓為100V,輔助二次線圈電壓為100/3V。

10.開關(guān)柜前門上設(shè)有斷路器或接觸器合分閘位置狀態(tài)

指示器，在不開門的情況下能方便地監(jiān)視斷路器或接觸器的

分合閘狀態(tài)。

11.開關(guān)柜內(nèi)斷路器處于閉合時，有機械閉鎖(機械解

鎖鑰匙)使開關(guān)柜柜門不能打開。

12.每段10kV母線配置一套快速動作的帶弧光傳感器的

電弧光母線保護裝置，以避免故障時產(chǎn)生的電弧光對設(shè)備及

人員造成的嚴(yán)重傷害。

13.10kV開關(guān)柜饋線柜采用底部電纜進線，電源進線柜

采用共箱封閉母線下進線。

10KV開關(guān)柜基本數(shù)據(jù)

1開關(guān)柜型號KYN28A-12

2標(biāo)稱額定電壓(KV)12KV

3主母線額定電流(A)3150A

4母線短路電流(KA)熱穩(wěn)定40KA動穩(wěn)定

100KA

5母線BIL值(kV)42KV

6合閘控制電壓(V)DC110V

7分閘控制電壓(V)DC110V

8裝置單臺重量(kg)850kg

9控制布線

A額定電壓(V)DC110V

B導(dǎo)線最小規(guī)格(mm2)BVRlmm2

C絕緣型號BVBVR

DCT導(dǎo)線規(guī)格(mm2)BVBVR2.5~4mm2

E端子排型號菲尼克斯

F端子排額定值(V)400V

G導(dǎo)線接頭型號0T

10接地母線銅排TMY-5*50

11等電位銅排TMY-4*40

12制造商天津市百利天開電器有

限公司

圖2-410KV開關(guān)柜圖片

（四）10KV弧光母線保護簡介

二期每段lOkv母線均配置一套天津百利天開電器有限

公司的快速動作帶弧光傳感器的電弧光母線保護裝置，以避

免故障時產(chǎn)生的電弧光對設(shè)備及人員造成的嚴(yán)重傷害。

該裝置具有：

I.能判別出發(fā)生弧光的具體位置，即每個lOkv開關(guān)柜

的母線室都必須安裝獨立的弧光傳感器，以便能夠盡快查找

并消除故障。

2.電弧光保護系統(tǒng)必須具備故障代碼指示功能，并對整

個系統(tǒng)有完善的自檢并能發(fā)出告警指示。

3.電弧光母線保護跳閘接點不得使用電子式跳閘接點，

必須使用符合IEC255-23保護繼電器標(biāo)準(zhǔn)的機械式跳閘接

點，以保證系統(tǒng)的可靠性。

4.電弧光母線保護裝置動作后輸出一付獨立空接點去

閉鎖廠用快切裝置。

二、廠用低壓(400V)開關(guān)柜

二期主廠房低壓開關(guān)柜動力中心(PC)為上海通用生產(chǎn)

的抽屜式開關(guān)柜MLS5；輔助廠房低壓開關(guān)柜(PC/MCC)采

用天津百利天開生產(chǎn)的MNS低壓成套開關(guān)；主廠房MCC由太

原羅克佳華公司生產(chǎn)MNS低壓成套開關(guān)。400V開關(guān)柜主要由

斷路器、接觸器等組成，如下重點介紹斷路器及接觸器。

(一)斷路器

1.所有空氣斷路器和大電流塑殼斷路器的脫扣器采用

智能型脫扣器，具有長延性、短延時、瞬時和接地保護等；

為了保證系統(tǒng)的選擇性，減小短路故障影響的范圍，斷路器

具有區(qū)域選擇性聯(lián)鎖，框架式斷路器長延時曲線斜率可調(diào)。

2.抽出單元具有工作、試驗、隔離三個位置；其中工作

位置為斷路器工作時主電路、控制回路接通時的狀態(tài)；試驗

位置為斷路器試驗時主電路斷開、控制回路接通時的狀態(tài)；

隔離位置為斷路器退出運行時主電路、控制回路均斷開時的

狀態(tài)；三個位置均可鎖定。

3.斷路器具有機械指示裝置，用于指示斷路器的位置狀

態(tài)（斷路器接通、斷開和試驗、隔離、工作位置）。

4.斷路器采用手動、電動操作，并具有彈簧自動儲能機

構(gòu)。

5.低壓動力中心的進線和聯(lián)絡(luò)斷路器，當(dāng)上、下進線時

具有相同分?jǐn)嗄芰Α?/p>

6.每次操作起動控制裝置進行合閘操作時，斷路器機構(gòu)

只合閘一次，即具有機械和電氣的“防跳”要求。當(dāng)電動操

作斷路器處于合閘位置時，由起動控制裝置進行的合閘操作

不引起斷路器合閘機構(gòu)的再次動作。

7.當(dāng)斷路器處于試驗位置時，控制回路允許就地及遠(yuǎn)方

操作斷路器；當(dāng)斷路器位于隔離位置時，斷路器遠(yuǎn)方操作回

路斷開。

8.斷路器在單元門的正面有一個手動操作的手柄，手柄

位置表明斷路器處于斷開或合閘狀態(tài)。具有二個或以上的掛

環(huán)用來把斷路器鎖住在斷開位置；只有當(dāng)斷路器和操作機構(gòu)

在“斷開”位置時，才可以打開或關(guān)上門。

9.抽出式斷路器具有良好的安全保護措施，即在合閘狀

態(tài)下，插拔斷路器時，有安全脫扣裝置使斷路器先跳閘。

10.塑殼斷路器有極強的限流功能，大于25倍額定電流

的短路電流可在10ms內(nèi)切斷。

11.塑殼斷路器具備選擇性電流保護，保護可靈活采用

反時限、定時限特性，延時可整定。

12.在斷路器合閘后或未完成的合閘操作期間，如果合

閘控制回路斷電，則控制回路上所有操作裝置均回復(fù)到正常

的“斷路器分閘”位置。

（二）接觸器

1.接觸器和智能馬達控制器與塑殼空氣斷路器組合使

用，作為電動機控制、隔離和回路過載保護的作用。

2.接觸器線圈最小吸合和最大釋放電壓符合規(guī)定，以便

在動力中心母線電壓最低為其額定值的90%,且合閘信號發(fā)

自遠(yuǎn)方的低壓動力中心的情況下，接觸器能夠成功地吸合并

保持，為了滿足這些要求，可設(shè)中間繼電器，作為接觸器電

路的組成部分。

3.當(dāng)使用中間繼電器時，其返回電壓等于或小于其所控

制的接觸器線圈的返回電壓的95%。

（三）聯(lián)鎖及指示

1.機械聯(lián)鎖如下功能：

斷路器只有在工作、試驗、隔離位置可以進行手動操作;

工作、試驗位置可以電動操作。除非一次