工厂设备的倒闸操作

第七章工厂设备的倒闸操作1.工厂用电系统的运行方式如何考虑?倒闸操作应注意什么？答大型工厂用电多，一般自身设有110~220KV降压变电所；中小型工厂的电源大多来自供电公司的中心降压变电所，供电电压为10~35KV。（1）工厂用电的电源系统。根据生产规模和重要程度，中小型工厂的电源系统一般有以下几种配电方式：1）重要工厂的配电方式。如图7-1（a）所示，接线为双电源单母线分段，分段断路器QB装自投装置。运行方式为：正常时，两路工作电源（Ⅰ、Ⅱ）单独运行，QF1、QF2合入，QB断开备用；故障时，任一路工作电源停电（QF1或QF2跳闸）QB自动投入运行。另外，工作降压变压器T1、T2单独运行，互为备用，QK断开。有时，对特别重要的工厂也可能采用三电源三分段接线。2）较重要工厂的配电方式。如图7-1（b）所示，接线为双电源单母线（或加分段隔离开关QS）。运行方式为：正常时，工作电源Ⅰ运行QF1合入，备用电源Ⅱ备用QF2断开；故障时，工作电源停电或QF1跳闸，备用电源QF2自动投入。另外，工厂降压变压器T1、T2单独运行，互为备用，QK断开。3）一般工厂的配电方式。如图7-1（c）所示，接线为单母线（或无母线）。工厂降压变压器T有高压熔断器或高压跌开式熔断器保护。正常时，低压侧电源总刀开关QK合入市（a）（b）（c）图7-1中小工厂配电示意图（a）重要工厂（b）较重要工厂（c）一般工厂Ⅰ——工作电源Ⅱ——备用电源电（向T侧）；故障时工作电源停电，可将QK拉开倒入本厂柴油发电机供电。（2）电气运行方式的考虑。为了控制电源潮流的分布防止过负荷；为了保证继电保护有选择性正确动作，简化保护配置；为了防止短路电流超过设备容许限度，总之为了保证安全供电，供电主管部门要求工厂用户遵守以下规定：1）双电源不允许并列运行并加闭锁装置。倒闸操作时并列，由调度下令操作。2）柴油发电机不允许与市电低压电网并列运行，也不允许向市电反送电，一般装双投刀开关QK来保证。3）改变运行方式必须向调度申请，得到批准，下令后实施。（3）倒闸操作的注意事项。1）运行方式切换或停送电操作，一律实行操作票及监护制，并取得操作命令后执行。2）不允许并列的双电源在倒停时，可采用自投方式进行切换或停电进行切换。3）严禁工厂自备柴油发电机反送电进入市电系统，以免引起人身事故或触电。2.没有调度关系的双路电源的工厂用户，为什么不允许并列倒闸？答没有调度关系的双路电源的工厂用户，一旦并列倒闸，将会产生严重的后果：（1）两路电源并列后的环流将使过电流保护动作跳闸，使并列点以下的局部地区供电中断。严重时，也可能引起并列点以上的电源保护动作跳闸，造成大面积停电事故。（2）当两电源的相位不一致时，并列倒闸将引起相间短路，除造成大面积停电外，设备将遭受严重损坏。（3）当有一条线路停电检修，并路倒闸将会向一停电的线路反送电源，造成人身伤亡。为了保证安全供电，避免设备及人身事故的发生，没有调度关系的双电源工厂用户，不允许并路倒闸。3.用电单位发生哪些事故应立即报告供电部门？事故发生后应采取哪些措施？答用电单位内部发生以下事故，应立即报告供电部门：（1）电气设备故障操作不当引起变电所断路器跳闸，或造成系统停电者。（2）全厂停电或主要设备烧毁者。（3）高压设备发现一相接地者。（4）发生人身触电伤亡事故或电气原因引起的重伤事故。（5）电气设备事故影响电能计量及其准确者。事故发生后：①应采取紧急措施制止事故扩大；②尽可能保留现场，组织事故调查及分析，并从规章制度、设备管理、人员岗位责任制等方面查清事故原因及责任者；③提出反事故措施。总之，事故发生后应按照“三不放过”的精神及时调查处理，并举一反三的吸取教训。4.厂用电的运行方式如何考虑？答制定发电厂厂用电的运行方式，必须从“安全、可靠、方便”的原则出发，结合本厂的实际情况进行考虑。以下意见供参考：（1）工作厂用变压器与备用厂用变压器不得接在同一条母线或同一个电源上。必要时，应从厂外引接备用电源。（2）厂用电的运行方式。一般采用明备用，即工作厂用变压器运行、备用厂用变压器断开的联动备用。（3）备用厂用变压器带负荷后，备用容量不足时应限制备用电源自投的段数或将全部工作厂用变压器的联动开关断开。（4）特别重要的厂用电源：如锅炉交直流给粉电源、主变压器冷却电源及烧油电厂的燃油电源等，应双路供电，设相互联动自投，并分别接到厂用电不同段的独立电源上。（5）柴油发电机作为事故时的交流保安电源，在系统连接上要做到：起动迅速（1s）、切换方便、供电可靠。5.厂用变压器除倒停外，为什么两台不宜长期并列运行？答厂用母线的工作厂用变压器作为一个独立供电系统，其容量完全满足正常发电的需要。如果将工作厂用变压器与备用厂用变压器长期并列运行，不但无益，反而有害。主要有以下问题：（1）降低了厂用电运行的可靠性。1）两台厂用变压器同时运行，无备用厂用变压器。2）故障时，两台厂用变压器有可能都要跳闸。对提高供电安全水平没有什么好处。3）某些情况下，还回引起反送电。（2）增加了厂用电系统的短路电流。两台厂用变压器并列，阻抗减少了一半，厂用供电系统内短路电流大约将增加一倍，并给运行带来一系列影响。（3）引起电气设备运行条件恶化。电气设备的选择时按一台厂用变压器的短路电流为依据设计的，两台厂用变压器并列短路电流增加一倍后，对运行非常不利。1）将使断路器（或熔断器）开断的短路电流增加一倍，可能切除不了故障点扩大事故。2）故障回路的电缆将出现严重过热，甚至烧毁。3）电气设备的动稳定、热稳定，因承受不了短路电流增加一倍之后的作用，遭到损坏。综上所述，两台厂用变压器不宜长期并列运行。倒停厂用变压器时，因厂用电负荷不允许停电，同时考虑到并列时间短，正巧赶上出故障几率毕竟很小，故倒闸操作时，两台变压器短时并列是允许的。6.为什么厂用分裂变压器低压绕组不易长期并列运行？答随着发电机单机容量的提高，厂用变压器负荷的用电也随之增大。当厂用变压器容量超过20MVA，一般多采用带分列绕组的变压器，不但可以增加阻抗，成功地限制短路电流，而且供电质量、技术经济指标较双绕组变压器也先进合理。具有两分列绕组的厂用变压器，如图7-2所示，高压侧有一公共绕组1，低压侧有两个分列绕组2（其电压、容量、阻抗均相同），各约为63%额定容量。从变压器的原理及结构来说，两个独立的低压绕组，或单独运行，或并列运行，都是可以的。但并列运行也有阻抗减半、短路电流倍增的问题，也会出现本章第5题双绕组厂用变压器并列运行的弊病，故厂用分列变压器的两个低压绕组，除倒闸操作短时并列外，也不宜长期并列运行。。7.备用厂用变压器带负荷后，其它工作厂用变压器联动开关能否继续投入？答在这种运行方式下，工作厂用变压器联动开关能否继续投入，取决于自起动的残压及过电流保护能否满足自起动的要求、备用厂用变压器的设备状况等。分析如下：（1）备用厂用变压器自起动时母线的残压。1）电动机自起动的临界电压。电动机自起动的临界电压CRU一般可用下式计算：max1CRUT（7-1）式中maxT——电动机的最大转矩与额定转矩之比（标么值）。一般鼠笼电动机最大转矩maxT=1.8~2.5。最大转矩按1.8~2.5代入式（7-1），CRU=（63%~75%）NU。电动机自起动的残压必须大于CRU。2）自起动时母线电压的规定。根据规程规定：①一般高压厂用母线自起动电压：对于高温高压发电厂不得低于65%~70%NU，；中温中压发电厂不得低于60%NU。其中备用厂用变压器带负荷自起动可取下限值。②低压厂用母线自起动电压：单独自起动为60%NU，低压母线与高压母线串联自起动为55%NU。3）自起动时厂用母线电压的计算。自起动时厂用母线电压WU由下式计算01WTUUSX(7-2)式中0U——厂用母线电压空载值（标么值），一般对电抗器取1，对无励磁调压变压器取1.05，对有载调压变压器取1.1；TX——备用变压器或电抗器的电抗（标么值）；S——合成负荷（标么值），0STSSS,(0S为自起动前备用变压器已带的负荷，如空载起动0S=0，STS为联动投入后的自起动容量)。（2）备用厂用变压器过流保护定值。带负荷起动，备用厂用变压器过电流保护定值必须加大，才能满足自起动的要求。同时，检验保护灵敏度，必须达到合格。（3）备用厂用变压器的设备健康水平。应无大的缺陷，设备状况应能满足短时过负荷运行的要求。经过验算及校核，若能满足上述要求，则备用厂用变压器带负荷后其它工作厂用变压器的联动开关可以投入；否则，应断开一部分或全部断开工作厂用变压器的联动开关，以免扩大事故。8.工作、备用厂用变压器电源不同期时倒换工作厂用变压器如何操作？答事故时发电厂内部可能分成几个系统；另外，当母线差动保护（或发电机过流保护第一时限）动作，或发电机变压器组主断路器跳闸，均可能使工作厂用变压器与备用厂用变压器接在不同期的两个电源系统上。此时倒换工作厂用变压器要采用“拉联”的办法，即先拉开工作厂用变压器的断路器让备用厂用变压器的断路器自动联动投入。严禁采用常规倒换的方法并列操作，以免引起非同期并列。操作的具体要求如下：（1）为了减少拒绝联动的因素，如时间允许，可事先手动合入备用厂用变压器的高压侧断路器。（2）拉工作厂用变压器的断路器有两种操作方法：一种是直接拉低压侧断路器；另一种是拉高压侧断路器通过联动使低压侧断路器自动跳开。原则上讲两种操作方法都是可以的。为了提高备用电源自投的成功率，实现分步起动缩短自起动时间，宜用第一种操作方法。（3）若备用厂用变压器断路器自投失灵，只有确证厂用母线电压为零，方可手动强送，进行扑救。（4）当高压工作厂用变压器与备用厂用变压器之间存在非同期并列的危险时，其所带的低压厂用变压器之间也同样存在这种危险，如有操作也应引起注意，并采取相应措施。（5）加强操作的监护。9.厂用电系统发生非同期并列，后果如何？怎样防止？答厂用电系统发生非同期并列，其后果完全取决于能否尽快使误并列的两个厂用系统解开。厂用变压器保护在非同期冲击电流RI作用下能否动作跳闸，完成解列的任务呢？（1）厂用变压器非同期并列时对保护动作的分析。1）从理论分析和事故实例看，厂用电非同期并列时，厂用变压器的差动保护不能动作跳闸。因冲击电流RI虽然很大，但在厂用变压器高低侧方向是一致的，这和差动保护范围外发生短路故障的情形是一样的。2）电流速断保护，因RI小于整定值，灵敏度不够，也不能动作跳闸。3）过电流保护能动作跳闸，但必须满足一定条件。主要决定当时两系统的频率差f：f大时，不能跳闸；f小时能跳闸。（2）厂用变压器非同期并列的后果。1）如过电流保护动作跳闸，及时解开了两个厂用电系统，对厂用变压器来说，非同期并列相当于经受一次三相短路电流的冲击，后果还不算太严重；对断路器来说，跳闸时如正赶在相位差为180°时断开，则较危险。2）频率差为f时，一个转差周期占有的时间1/Tf。如果f比较大，使T小于过电流保护整定时间SEt与断路器固有分闸时间QTt之和，即TSEQTtt，过电流保护虽在一个转差周期中能起动一次，但因时间太短不能成跳闸。此时，在非同期并列的厂用变压器之间，将长时间、反复地承受冲击电流RI以及因此产生的电动力、热效应的作用，可能造成厂用变压器因绕组机械损伤而短路，或因严重过热而烧毁，后果相当严重。（3）过电流保护动作的条件。当已知系统和厂用变压器的电抗及断路器的跳闸动作时间QTt时，根据厂用变压器的过电流保护定值（按电动机自起动整定，约4NI左右），可以计算出满足该保护动作所需要的最小相位差min及最大允许频率差maxf。若fmaxf，过电流保护就可以跳闸；fmaxf，就不能动作跳闸。对某发电厂厂用电系统的计算结果列于表7-1中，供参考。表7-1某电厂厂用变压器过电流保护动作的最大允许频率差maxf厂用电压（KV）厂变容量（MVA）厂变阻抗电压min（°）QTt（s）SEt（s）maxf（Hz）（%）3~610~168~1450°0.10.51.21.00.67（4）防止厂用电系统非