厂用电快切装置涉及到机组的辅机用电，对电厂乃至整个电力系统的安全稳定运行有着重大的意义。对于快切装置的基本要求是安全可靠，保证切换成功、避免保护跳闸、重要辅机跳闸等机炉停运的事故。某新建机组在试运的过程中#1号机事故停机时，厂用电快切装置闭锁，导致不能切换至备用。本文针对此次快切装置闭锁问题进行简单的分析。

关键字：快切装置；辅机；闭锁；切换；停机

0 引言

某新建电厂#1号机组在试运的过程中，空预器主电机变速箱损坏，造成空预器转子停转继而MFT，主汽门关闭时也出现了卡涩，因此没有向#1号机发电机与母线之间的2201断路器发送跳闸信号，就地手动断开2201断路器。电气主接线如图1所示：

图1 电气主接线

厂用电快切装置没有动作，运行人员在DCS进行并联切换#1号机厂用电，装置闭锁，柴发自启。

1 厂用电电源

1.1 电源一高厂变

此新建机组为2×350MW，每台机组设一台无载分裂结构，容量为40/25-25MVA的高压厂用工作变压器和两段6kV工作段母线，作为每台机组6kV厂用母线的工作电源，供电给本机组6kV机、炉厂用负荷，双套辅机分接在不同母线段上。高压厂变电源由发电机出口“T”接。

1.2 电源二启备变

两台机设一台同容量、有载调压分裂结构起动/备用变压器（也称高备变）供电给机组正常起、停时的负荷，同时作为两台发电机组高压厂用工作变的备用电源，起动/备用变压器电源由本厂220 kV配电装置引接。

1.3 电源三柴油发电机组

当机组事故停机，备用电源无法正常工作时，柴油发电机组将会应急自启动。柴发PC1经汽机变向厂用电供电，保证厂用电的安全可靠。

一般工作进线失电切换至备用进线，如果备用进线故障，柴发机组供电。厂用电原理接线如图2所示：

图2-1 电源取自高厂变和启备变

图2-2 电源取自柴发机组

2厂用电快切装置

厂用电快速切换装置是发电厂厂用电气系统的一个重要设备，与发变组保护、励磁调节器、同期装置一起，被合称为发电厂电气系统安全保障的“四大法宝”。事故电厂所选用的厂用电快切装置为江苏金智科技股份有限公司的的MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置。此装置的各种切换方式和功能简图如图3所示：

图3装置切换功能简图

装置共有三种启动方式：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启动），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。启动后，视不同的设定，装置可以有三种切换方式，即串联、并联、同时。该方式是以工作开关动作先后顺序来划分的。

串联方式下，必须确认开关跳开后，再合后备开关。

并联方式下，装置先合后备，然后自动或等待人工干预跳工作或备用。

同时方式是跳工作及合备用命令同时发出，其中发合命令前有一人工设定的延时，这种切换方式可以使断电时间尽量少。

2.1正常切换

正常切换由手动启动，在控制台、DCS系统或装置面板上均可进行，根据远方/就地控制信号进行控制。正常切换是双向的，可以由工作电源切向备用电源，也可以由备用电源切向工作电源。正常切换有以下几种方式。

2.1.1正常并联切换

并联自动：手动启动，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。若启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：手动启动，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。若启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。

2.1.2正常串联切换

正常串联切换由手动启动，先发跳工作（备用）开关命令，在确认工作（备用）开关已跳开且切换条件满足时，合上备用（工作）电源。正常串联切换适用于差频系统间或同频系统固有相位差很大的两个电源切换，此种方式下可有四种实现方式：快速、同期捕捉、残压、长延时。快切不成功时可自动转入同期捕捉、残压、长延时。

2.1.3正常同时切换

正常同时切换由手动启动，跳工作及合备用命令同时发出，因通常固有合闸时间比分闸时间长，在发合命令前可有一人工设定的延时，以使分闸先于合闸完成。同时切换适用于同频、差频系统间的电源切换，可有四种实现方式：快速、同期捕捉、残压、长延时。快切不成功时可自动转入同期捕捉、残压、长延时。

2.2事故切换

事故切换由保护出口启动，单向，只能由工作电源切向备用电源。事故切换有两种方式：

2.2.1事故串联切换

保护启动，先跳工作电源开关，在确认工作开关已跳开且切换条件满足时，合上备用电源。串联切换有四种实现方式：快速、同期捕捉、残压、长延时，快切不成功时可自动转入同期捕捉、残压、长延时。

2.2.3事故同时切换

保护启动，先发跳工作电源开关命令，在切换条件满足时同时（或经设定延时）发合备用电源开关命令。事故同时切换也有四种实现方式：快速、同期捕捉、残压、长延时，快切不成功时可自动转入同期捕捉、残压、长延时。

2.3不正常情况切换

不正常情况切换由装置检测到不正常情况后自行启动，单向，只能由工作电源切向备用电源。不正常情况指以下两种情况。

2.3.1厂用母线失压

当厂用母线三相电压均低于整定值且电流小于等于无流定值或工作进线电压小于等于失压起动电压幅值，整定延时到，则装置根据选择方式进行串联或同时切换。切换实现方式：快速、同期捕捉、残压、长延时。起动判据图4所示：

图4启动判据逻辑

图4中，Umax表示母线电压最大值；Igz表示工作分支电流；Ugz表示工作进线电压；D_Usyqd表示定值“失压起动电压幅值”；D_Tsy表示定值“失压起动延时”；D_Iwl表示定值“无流判据整定值”；D_jxdy表示定值“失压启动检进线无压”控制字。

2.3.2工作电源开关误跳

因误操作、开关机构故障等原因造成工作电源开关错误跳开时，装置将在切换条件满足时合上备用电源。实现方式：快速、同期捕捉、残压、长延时。装置同时提供电流辅助判据功能。当装置正常运行时检测到工作开关误跳，如果定值中“无流判据投退”处于投入状态，装置会根据当前工作电流的值，判断开关断开是否是因为工作开关辅接点故障造成的假象。电流判据可根据需要投退。起动判据图5所示：

图5启动判据逻辑

图5中，Igz表示工作分支电流；D_Iwl表示定值“无流判据整定值”；D_WTWL表示控制字“无流判据投退”。

3厂用电快切装置闭锁分析

3.1厂用电快切装置闭锁常见的几种情况

厂用电快切装置自行闭锁切换功能指装置刚完成了一次切换后，或正常监控运行时检测到异常情况后自动置于切换闭锁状态。装置处于切换闭锁状态时，将不响应任何切换命令，同时将向外部反馈“切换闭锁”信号。以下情况下将引起装置闭锁切换功能。厂用电快切装置的常见闭锁原因切换完成闭锁、保护闭锁、开关位置异常闭锁、母线PT断线闭锁、后备电源失电闭锁。

3.1.1切换完成闭锁

装置一旦启动切换，无论切换成功或失败，完成切换程序后，将置于闭锁状态。

3.1.2保护闭锁

某些故障发生、保护动作时（如高厂变分支过流、电缆差动、母线保护等），为防止备用电源误投入故障母线，可由这些保护出口启动装置闭锁，即“保护闭锁”。

3.1.3开关位置异常闭锁

装置启动切换的必要条件之一是工作、备用开关任一个合着，而另一个打开，同时PT隔离开关必须合上，若正常监测时发现这一条件不满足（工作开关误跳除外），装置将闭锁切换。此外，若启动切换后检测到该跳开的开关未跳开（如上文所述去耦合）或该合上的开关未合上，装置无法将切换进行到底时，装置将撤销余下的切换动作，进入切换闭锁状态。

3.1.4母线PT断线闭锁

厂用母线PT二次回路发生断线时，装置将不能保证测量的电压、频率、相位的正确性，为防止误合闸，装置在这种情况下将闭锁切换。判据如6所示：

图6判据逻辑

其中Ump为母线正序电压，Umn为母线负序电压。I为工作进线电流（二次值）。

3.1.5后备电源失电闭锁

此处“后备电源”指工作向备用切换时的备用电源或备用向工作切换时的工作电源。后备电源真实失电时，切换显然毫无意义。因此，当后备电源失电时装置应闭锁切换。但是，如果因为PT检修等原因，使装置检测不到正常的后备电源电压，而此时实际上可以进行切换。考虑到上述需求，装置设计了“后备失电闭锁切换”投退功能，该功能投入时，只要装置检测不到后备电源，即行闭锁切换。该功能退出时，即使检测到后备失电，装置仍将启动切换，只是此时只能实现残压切换和长延时切换了。

3.2事故分析

#1号机组在试运的过程中，空预器主电机变速箱卡涩，造成电动机无法带动空预器继而MFT，主汽门关闭，一般关到100%时会发跳闸信号给2201断路器。2201断路器跳开条件：

a.本体处于合位

b.逆功率保护启动

c.主汽门完全关闭

但是由于主汽门关闭时也出现了卡涩，没能向2201断路器发送跳闸信号。因此2201断路器没有跳开，就地手动断开2201断路器。厂用电快切装置的切换条件为：

a.工作进线与备用进线电压差<5%（正常切换）

b.接收到2201断路器的事故跳闸信号（事故切换）

由于就地手动断开的2201断路器，不会向厂用电快切装置发送事故跳闸信号。因此，快切装置不会进行事故切换。运行人员发现快切装置没有动作，在DCS系统进行并联切换，装置则会判断为正常切换，发送切换信号。由于正常切换条件不满足，因此切换没有成功。根据2.1.1和3.1.1所提到的切换完成闭锁，切换装置一旦启动切换，无论切换成功或失败，完成切换程序后，将置于闭锁状态。所以，厂用电切换装置没能切换成功，装置闭锁，柴发自启。

4结论

厂用电快切装置是保证机组辅机用电的核心装置，很多误操作都会导致装置的闭锁。本文主要介绍了，厂用电快切装置切换的方式和闭锁的条件以及此机组快切装置闭锁原因。最根本的原因是主汽门没有能够及时的关闭，所引发后面的一系列问题。也有认为的操作失误，在事故情况下快切装置没有动作，不应采用并联切换，装置会以正常切换的条件来进行判据，而采用串联切换就能够避免切换失败。通过这个事故从侧面也验证了该电厂的柴发具有一定的可靠性。在启机之前一定要仔细检查各设备是否正常，机跳电以及电跳机要全面的实验一遍，该做的实验一定要做到位。