微機型廠用快速切換裝置在油田電廠的應用

欒笛 遼寧工業大學

微機型廠用快速切換裝置在油田電廠的應用

欒笛 遼寧工業大學

廠用電是油田電廠最重要的負荷，它的可靠性決定著整個電廠的安全發電，為提高其供電可靠性應采用備用電源自動投入裝置。微機型廠用快速切換裝置在油田電廠6 000 V廠用電系統已經廣泛應用。該裝置動作的靈敏性及可靠性很高，雖然原理比較復雜，但具有接口簡單的特點，有助于設備維護，對于機組的安全、平穩運行具有重要意義。

備用電源自動投入；母線殘壓；同期切換；殘壓切換；快速切換裝置

電是油田生產企業的命脈，安全、優質、平穩供電至關重要。廠用電是油田電廠最重要的負荷，它的可靠性決定著整個電廠的安全發電，為提高其供電可靠性應采用備用電源自動投入裝置（BZT）。隨著技術的發展，微機廠用電快速切換裝置在化工廠、石化工業、煤礦和冶金等發電廠的廠用電系統領域得到了廣泛應用?？焖偾袚Q裝置的任務是在供電線路斷電的情況下，根據系統的狀態以最快的速度把負荷切換到備用線路上，避免在電源切換時造成運行中斷或設備沖擊損壞，簡化切換操作并減少誤操作，以保證負荷不斷電連續運行。

1 備用電源的自動投入

備用電源自動投入的過程比較復雜。正常運行時，廠用工作電源由發電機端經高廠變提供，備用電源由高備變提供。當工作電源側發生故障時，工作電源開關跳閘，此時廠用母線失電，由于慣性及存儲的磁場能量，電動機在短時間內將繼續旋轉，并將磁場能轉變為電能。由于各電動機的容量、參數不一致，電動機之間將有電磁能與動能的交換，此時部分異步電動機實際上已轉入異步發電機運行工況，因此廠用母線的電壓即是多臺異步發電機發出的反饋電壓的合成，稱為母線殘壓。由于不存在原動力和勵磁，因此殘壓的幅值和頻率將隨時間逐漸衰減，殘壓與備用電源電壓間的相位差將逐漸增大。

廠用電源采用快速切換時，備用電源的電壓和殘壓之間的相位差小，對電機沖擊小，切換時間短，電機轉速下降幅度小，有利于機爐系統的穩定運行。

電廠BZT原定值為：無電壓元件Udz=26 V，動作延時t=1.0 s，屬于殘壓切換。而SN型少油斷路器合閘時間在0.2 s左右，加上繼電器的動作時間，殘壓相量可能進入到不安全區，因此也不能采用快速切換。近幾年推廣更換的廠用電電源開關為大容量真空斷路器，其合閘時間均在70 ms以下，為實現快速BZT提供了有利條件。

2 微機型廠用快速切換裝置

微機型廠用快速切換裝置是專門為解決廠用電的安全運行而研制的。采用該裝置后，可避免母線電壓（殘壓）與備用電源電壓的差壓過大，合閘時對電機造成沖擊；盡量縮短斷電時間，可采用快速切換，如失去快速切換的機會，則裝置自動轉換為同期判別或殘壓判別的慢速切換，并在電壓衰減的過程中，可分段切除部分非重要負荷，以利于重要輔機的自啟動。不僅提高了廠用電切換的成功率，而且確保了電廠設備安全。

2.1 BZT的啟動方式

（1）正常啟動。通過人工啟動，可實現工作到備用、備用到工作的雙向切換。

（2）事故啟動。使用保護接點啟動，可實現工作到備用的單向切換。

（3）非正常啟動。開關閃跳和低電壓啟動，可實現工作到備用的單向切換。

2.2 BZT斷路器的動作順序

（1）正常時啟動快切，按并聯自動方式切換，此時兩路電源并聯，和運行人員的習慣一致。

（2）事故時啟動快切，按串聯方式切換，不使用時防止備用電源與故障電源并聯。

（3）非正常啟動快切，按串聯方式切換。

2.3 BZT的閉鎖

（1）保護閉鎖。為防止備用電源誤投入故障母線，裝置提供了保護閉鎖開關量接口回路，當某些保護動作時（如分支過流、廠用母差等），裝置將閉鎖出口回路，同時給出保護閉鎖信號并等待復歸。

（2）出口閉鎖。當裝置因軟壓板退出或控制臺（或DCS）閉鎖裝置投入時，裝置將閉鎖出口并給出出口閉鎖信號，如裝置軟壓板投入或控制臺（或DCS）解除閉鎖時，裝置將自動解除閉鎖，恢復運行。

（3）裝置閉鎖。在以下幾種情況下，需對裝置進行復歸操作，以進行下一次操作：進行了一次切換操作后；發出開關位置異常、保護閉鎖、PT斷線等閉鎖信號后，且為不可自動恢復；發生裝置故障后。此時，將不響應任何外部操作及啟動信號，只能手動復歸解除，如閉鎖或故障仍存在，需待故障或閉鎖條件消除后復歸才有效。

2.4 微機型與常規BZT的接口比較

微機型比常規BZT多保護的啟動閉鎖令、出口閉鎖令、備用分支常開接點開關量等。

3 結語

微機型廠用電快速切換裝置在油田電廠6 000 V廠用電系統已經廣泛應用。該裝置動作的靈敏性及可靠性很高，雖然原理比較復雜，但具有接口簡單的特點，有助于設備維護，對于機組的安全、平穩運行具有重要意義。

（欄目主持關梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.5.052