大型火力发电厂同期装置和快切装置功能的合理匹配.docx

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1、大型火力发电厂同期装置和快切装置功能的合理匹配胡延青1、王辉1、叶念国2 摘要同期装置和快切装置是大型火力发电厂的重要自动装置，前者担负着电厂正常运行时断路器的同期操作，后者担负着工作及备用厂用电源断路器的事故切换。基于技术及传统习惯的原因，这两种自动装置的功能存在着严重错位的配置。同期装置应属于断路器正常操作范畴的自动装置，快切装置则属于事故情况（厂用电消失）下进行备用电源快速投入操作范畴的自动装置。然而，目前的现实是该同期装置管的断路器，它没管，例如具有合环操作方式的断路器。而不该快切装置管的断路器，它却在粗糙

2、的管，例如用粗糙的角度闭锁或捕捉同期方式去操作具有合环操作特征的断路器。同期装置管理所有有同期（包括合环）需求的断路器，快切装置专司厂用电快速事故切换之责，才是最佳的功能匹配。关键词同期快切差频并网合环操作 1      同期装置和快切装置的功能错位直至今日，我国各类发电厂的同期装置只用于完全解列两电源的同期操作，最典型的应用就是发电机与系统的同期，而发电厂及变电站大量断路器的操作还保持在手动水平。例如出线断路器、母联断路器、分段断路器、旁路断路器、3/2和4/3接线断路器、厂用电系统断路器等，由于它们经常面临当今

3、同期装置不能胜任的合环操作，导致不得不由运行人员手动进行。合环操作的直接结果是新投入的线路要分流合环前运行另半环的负荷，即引起潮流的重新分配。显然，新投入线路所分得的负荷过大时可能导致继电保护再次断开合环点的断路器，其原因可能是负荷电流超过电流保护定值，或负荷功率超过该线路的稳定极限，诱发振荡而跳闸。正是因为合环操作可能导致前述后果，而人们又始终没有重视分析这一后果的产生原因，及寻找规避措施。所以几十年来人们一直在采取用一个固定角度定值（一般取300）的同期检查继电器来闭锁合环点断路器的合闸回路。当在合环点测得的角

4、度δ´（此角度在一定程度上反映合环前运行的另半环的功角δ，此角度与该半环线路的负荷成比例）超过继电器定值时，合闸回路被闭锁，从而避免合环操作引起再跳闸。但至今无人回答同期检查继电器的定值为什么是300，400、500甚至更大行不行？于是人们对此不加深究始终说不清道理的措施沿用至今，快切装置也用它来闭锁厂用电断路器的合闸回路，因大型火力发电厂的厂用电断路器合环操作的概率极高。从自动装置合理配置的角度来看，同期装置控制的对象是有同期需要的断路器。这里指的同期应包含两解列电源的并列和开环点的合环操作。快切装置控制的对象是

5、在厂用电失电时迅速按规定程序控制备用电源断路器投入备用电源。显然，同期装置是解决正常运行时的断路器的操作，而快切装置是解决事故情况时的厂用电断路器的操作。但是由于厂用电断路器的操作大多为开环或合环性质，而长期以来同期装置不考虑应对合环操作的需要，因而发电厂和变电站的同期接线设计中，从来都没安排同期装置去控制有合环操作可能的断路器。然而，快切装置的控制对象就是有合环操作可能的厂用电断路器，于是出现了一个非常不合逻辑但又迫于无奈的分工模式，即同期装置只管差频并网（即两解列电源并网）的断路器，例如发电机出口断路器和发变组

6、高压侧断路器等，而把厂用电断路器的正常切换交给了仅有粗糙检同期功能的快切装置。显然，这一功能的错位是极不合理的。首先是快切装置的性质和继电保护装置一样专司事故状态下，故障处理之责，用不着它去作断路器的正常操作。其次当今的快切装置不具备精确和安全实施正常差频并网及合环操作的品质，特别是当合环操作δ´>30时必须人工介入，此时它将不再是自动装置了，而是一个可能因人工盲目操作酿成新的事故的隐患。因此，纠正同期装置与快切装置的功能错位已是设计部门及运行部门的当务之急。2      大型火力发电厂断路器的操作特征及合环点容许

7、角差的分析Fig.2.1Primaryconnectiondiagramof2*600MWthermalpowerplant图2.1为一座2×600MW机组火力发电厂的电气主接线，发变组高压侧500KV为1½接线，发电机出口设有断路器6KV，高压厂用工作分支接入A、B两段厂用母线，起动/备用变压器的电源分别取自500KV及220KV线路，6KV高压厂用备用分支分别接到两台机的厂用A、B段母线作为备用电源。图2.1中共有断路器20个，它们在不同运行方式下将面临不同的操作模式，现分述如下：2.1发电机出口断路器201D

8、L、202DL这两个断路器在任何情况下都属差频并网性质，即断路器在分位时两端为两个独立的电源，理想的同期操作是在压差及频差满足要求的前提下于相角差为零度时实现同期。2.2500KV1½接线断路器5012DL、5011DL和5023DL、5022DL在断路器201DL及202DL已合上的情况下，5012DL、5011DL二者中及5023DL、5022DL两者中