对于大型的火力发电机组来说，厂用电系统的安全可靠性对整个电厂乃至系统的安全稳定运行有着极其重要的影响。厂用电的快速切换回路则是整个厂用电系统的一个重要环节。厂用电快速切换的安全可靠性是减少高备变过载及停机停炉事故的重要保证。国内的电厂因厂用电切换失败或备变过载造成厂用电失去的事例也屡见不鲜。

玉环电厂厂用电系统概况

华能玉环电厂目前有四台1000MW超超临界发电机组，每台机组的发电机与主变之间设有断路器，主变低压侧接有二台容量为68/34/34MVA的高压厂用分裂变为6KV厂用电系统提供电源，每台高厂变带两段6KV工作段母线。按单机容量达600MW及以上时，一般两台机组设一个高压启动/备用电源设计要求。

在工程设计中，玉环电厂最初规划四台1000MW机组的启动/备用电源由两台较小容量的启动/备用变压器组成，以满足一台高压厂用启动/备用变压器检修时，另一台启动/备用变压器仍能满足机组启停的要求。但最终考虑发电机出口装设断路器，在主变不停运时可以将主变压器作为降压变压器倒送厂用电，因而可以减少高压厂用备用变压器的台数和容量。

一方面使厂用电系统接线及布置简单清晰，另一方面可以节省备用变压器在热备用方式下的空载电能损耗。其接线图如图1所示：

当发电机装设出口断路器后，备用变压器主要有两种用途：一种是在高压厂用变压器检修时作为其备用电源，或者在任一段高压厂用母线工作进线电源开关误跳时为厂用母线提供备用电源，同时在主变压器或高压厂用工作变压器内部故障导致主变压器高压侧开关跳开时作为停机电源。

综合以上的原因，玉环电厂只设置一台高备变，容量等同于一台高厂变。但是在随后的投产运行中，因高厂变有8台，所带的厂用负荷较多，6kV工作段母线共有16段，而原先设计的快切回路，只要有工作段母线失压或工作段开关跳闸及保护启动等情况，各段的备用进线开关就会合上，改由高备变来带各段的厂用负荷，从而极易造成高备变过负荷，危及高备变及机组厂用电的安全可靠运行。

改动之前的快切启动回路

玉环电厂四台机组选用的是南京东大金智电气自动化有限公司生产的MFC2000-2微机厂用电快速切换装置，一台机组四段6KV母线(1A1、1A2、1B1、1B2)装配四台快切装置，厂用电源的切换方式包括正常手动切换、事故自动切换及不正常情况自动切换三种方式。

我们以#1机1A1段快切事故自动切换启动回路为例（其他母线段只是保护启动信号及压板名称不同），快切启动回路如图2所示：

在图2中，K11为发变组保护动作跳主变高压侧出口中间的重动继电器接点，14GLP是启动快切的投切压板。由图我们可以看出，由于没有相应的闭锁快切的措施，在一台机组如＃1机组停机检修时，高备变已带上四段工作母线的停机负荷运行。

其它机组只要有保护启动信号或者工作段进线开关偷跳的情况发生，就会有四段以上的工作母线的负荷由高备变提供。特别是在四台机组运行时，发生两台机组及以上的机组跳闸故障进行事故切换时，将会使高备变带上8段及以上的厂用事故负荷，尤其是厂用电切换时的冲击电流，轻者会造成备变过负荷跳闸厂用电失电，重者会损坏高备变造成较大的经济损失。

增设的快切启动/闭锁回路简析

针对上述快切启动回路存在的问题，为了防止超过4段6kV工作母线负荷切至高备变，导致高备变过负荷。玉环电厂对回路进行了改进与完善。在四台机的发变组C30非电量保护G屏上设计了快切启动互为闭锁回路，在原先的每台机组启动快切回路并接一路经闭锁的启动回路。最多只允许同时有4段6kV工作母线切至高备变接带。

以1号机组为例，发变组C30非电量保护G屏上加装了4只启动/闭锁1A1、1A2、1B1、1B2段快切继电器，解除其余3台机组相应工作段进线开关的闭锁压板12块，闭锁本机组的四段母线快切压板4块。各段母线以1A1段为例（其它3段母线与1A1段回路相似，只是命名编号改变。），改进后的回路具体分析如下：

1）1A1段启动回路

在保留原先的快切启动方式1的基础上，并接一路经1A1快切启动/闭锁继电器20GJ常开接点的快切启动方式2回路，回路改进如图3所示：图3中，经14GLP压板控制的为快切启动方式1,有启动快切信号发出时，直接出口启动该段的快切装置。经15GLP压板控制的为为快切启动方式2，只有在启动快切信号发出及常开接点20GJ闭合后，才能出口启动快切装置。

通过对两种快切启动方式的操作及配合，使快切启动回路更加灵活方便。确保了在厂用电切换时，高备变不会过载的前体下，仍然可以通过切换方式的改变，保证带较重要的厂用公用负荷的工作段母线具有备用电源。

玉环电厂的高备变过负荷能力考虑在绕组温度不超过140℃时，过电流20%持续时间480分钟，过电流60%持续时间45分钟，过电流200%持续时间10分钟，同时验证高备变一分支在已带一段6kV母线负荷的情况下，另一段6kV母线又快切至高备变同一分支负荷自启动时6Kv母线电压的残压状况，高备变最多能同时带8段母线运行。

2）1A1段快切闭锁及解除闭锁回路

在快切启动方式2投入时，为切实保证四台机组中任一台有任一段6KV工作母线段切至高备变接带后，其他三台机组的同名6KV工作母线就不能再进行切换，以防止高备变过负荷。同时考虑到备用进线开关检修或冷备用状态，满足两台以上的机组停机厂用电负荷由备用电源接带的运行方式需求。加设了快切闭锁及解除闭锁回路，回路图如图4：

图4中， 4A1、3A1、2A1三个常闭接点分别是4号机、3号机、2号机6KV工作母线4A1、3A1、2A1段备用进线开关的位置反馈接点（其它机组中分别为除本身机组外的三个同名备用进线段位置接点，例如2号机则为4A1、3A1、1A1）。

正常运行状况下，三个常闭接点处于闭合状态，20GJ继电器长期励磁，常开接点20GJ闭合，快切启动方式2出口回路接通（见图3），一有快切启动信号，厂用电即进行切换。当某个备用进线开关如4A1合上后，其常闭接点打开，20GJ继电器即失磁。

回路中常开接点20GJ打开，将启动快切启动方式2出口回路闭锁；同时其常闭接点20GJ闭合，经71GLP送至1A1（2A1、3A1）段快切装置将其闭锁。通过上述回路从而实现1A1-2A1-3A1-4A1四段间互为闭锁，即任意一段切至高备变后闭锁其他三段快切回路， 1A2-2A2-3A2-4A2四段、1B1-2B1-3B1-4B1四段、1B2-2B2-3B2-4B2四段间也是同样。

61GLP、62GLP、63GLP为解除闭锁压板，通过投退“解除闭锁压板”可以控制该闭锁回路的投入、退出。但当某台机停运后主变或高厂变需检修时，该机组厂用电倒至高备变供电，因停运机组负荷很低，不影响其他运行机组厂用电切换至高备变，此时通过投入“解除闭锁压板”将该机组6kV工作母线对其他机组快切回路的闭锁解除，反之，如4A1、3A1、2A1段备用进线开关均没有合上，或者投入解除闭锁压板61GLP、62GLP、63GLP将其短接，20GJ继电器即有电，常开接点20GJ闭合，经闭锁接点启动快切回路（15GLP）可以出口；同时常闭接点20GJ打开，闭锁快切信号经不会发出。

需要特别注意的是，当某个备用进线开关在非运行（冷备用）状态时，其开关位置接点反馈将没有，造成解除闭锁回路在此断线，因此这时必需将其解除闭锁压板投上。

操作运行方式及规定：

1． 当某段母线投入14GLP压板启动回路时，其相应解除闭锁和闭锁出口压板均不投入。当投入15GLP压板经闭锁接点启动回路时，解除闭锁和闭锁出口压板应相应投入。

2． 当只有一台机组运行时，将本机组四段母线全部投入14GLP压板启动回路，其他机组投15GLP压板经闭锁接点启动回路；当超过一台机组运行时，所有机组母线全部投15GLP压板经闭锁接点启动回路。

3． 当某台机组转冷备用后，在其他机组非电量保护屏上将其四段母线的“解除闭锁压板”投入，本机组仍投经闭锁接点启动15GLP回路。比如#4机在冷备用状态时，那么在其他运行机组发变组非电量保护G屏中解除4A1、4A2、4B1、4B2段闭锁压板必须全部投上，而#4机发变组非电量保护G屏不需做改变；机组转热备用时将这些压板退出。

4． 不论任何时候任何原因，当某段母线备用进线开关转冷备用或检修或位置反馈异常后，除退出本段母线快切装置上压板，还要在其他机组非电量保护屏上将 “解除该母线闭锁压板”投入。比如2A1段母线备用进线开关因故转冷备用状态，除了要将2A1段快切装置上压板退出， 还要在#1、#3、#4机非电量保护G屏上将解除2A1段闭锁压板投上。在该段母线备用进线开关转热备用后，恢复上述压板。

结语

目前，国内投产及在建的大型机组愈来愈多，高压厂用电源容量及厂用电源切换问题也不断的增多。在一次设备容量有限的前提下，通过对二次回路的改进与完善，既提高了机组的经济效益性，又保证了厂用电源的安全可靠性。虽然增加了运行操作的繁琐及回路的复杂，但是随着电力系统DCS、ECS技术的日趋成熟与完善，快切的逻辑及闭锁条件也就可以在其中轻易的得以实现。

（摘编自《电气技术》，原文标题为“6kV厂用电快切二次回路改进”，作者为谢勇、段周朝等。）