快切装置说明书

第一章概述

MFC2000型微机厂用电快切装置，适用于发电厂厂用电切换，或其它工业部门，如化工、煤炭和冶金等有较多高压电动机负荷的电源切换，这些场合对电源切换要求较高，在电源切换是不能造成运行中断或设备冲击损坏。

以往厂用电切换一般采用工作开关辅助接点直接起动备用电源投入，这种方式，若合闸瞬间厂用母线反馈电压与备用电源电压间相交差较大，或可能接近180°，将对电动机造成很大的合闸冲击。对加了固定延时的切换方式，也因各种因素，不能可靠保证躲过反向点合闸。如残压衰减到一定幅值后投入备用电源，则由于断电时间过长，母线电压和电动机转速都下降很大，将严重影响锅炉运行工况，在这种情况下，一方面有些辅机势必退出运行，另一方面，备用电源合上后，由于电动机成组自起动电流很大，母线电压将可能难以恢复，从而导致自起动困难，甚至被迫停机停炉。

MFC2000型微机厂用电快切装置解决了上述厂用电安全运行问题，从1997年投运运行，已经在很多电厂广泛地应运，而且动作正确率和切换成功率均很高，实践证明其可靠性较强，本快切装置经历了两代装置，第一代是MFC2000-1型快切装置，第二代是MFC2000-2型快切装置，是MFC2000-1型装置的改进型，在硬件上和软件上都采用了较先进的技术，如硬件利用了双CPU结构，分工协调，保证了切换的可靠性、快速性和灵活性。软件采用了汇编和C语言相结合的技术，是本装置功能得到了很大的增强，且有较强的实用性和实践中分析事故和问题的功能。

第二章厂用电切换原理及分析

2．1 厂用电切换方式

厂用电源切换的方式可按开关动作顺序分，也可按启动原因分，还可按切

换速度进行分类。

（1）按照开关动作顺序分类（动作顺序以工作电源向备用电源为例）：◆并联切换：先合上备用电源开关，两电源短时并联，再跳开工作电源开关，这种方式多用于正常切换，如起、停机过程中的厂用电倒换。并联方式分为自动和并联半自动两种。

◆串联切换：先跳开工作电源开关，在确认工作开关跳开后，在合上备用电源开关。母线断电时间至少为备用电源开关合闸的时间。此种方式多用于事故切换。

◆同时切换：这种方式介于并联切换和串联切换之间。合备用电源开关命令在跳工作电源开关命令发出之后、工作电源开关跳开之前发出。母线断电时间大于0ms而小于备用开关合闸时间，可以通过设置延时来调整。这种方式既可用于正常切换，也可用于事故切换。

（2）按照起动原因分类：

◆正常手动切换：由运行人员手动操作起动，快切装置按事先设定的手动切换方式（并联、同时）进行分合闸操作。

◆事故自动切换：由保护节点起动。发变组、厂变和其他保护出口跳工作电源开关的同时，启动快切装置进行切换，快切装置按事先设定的自动切换方式（串联、同时）进行分合闸操作。

◆不正常情况自动切换：由两种不正常情况，一是母线失压。母线电压低于整定电压达整定延时后，装置自行起动，并按自动方式进行切换。二是工作电源开关误跳，由工作电源开关辅助接点起动装置，在切换条件满足时合上备用电源开关。

（3）按切换速度分类：

◆快速切换

◆短延时切换

◆同期补捉切换

◆残压切换

2．2 快速切换、同期捕捉切换、残压切换原理

（1）快速切换

假设有图1所示的厂用电系统，工作电源由发电机出口经厂用高压变压器引入，备用电源由其他系统经起动/备用变压器或其下面的高压母线引入。正常运行时，厂用母线由工作电源供电，当工作电源侧发生故障时，必须跳开工作开关1DL，合2DL，跳开1DL时厂用母线失电，由于厂用负荷多为异步电动机，电动机将惰走，母线电压为众多电动机的合成反馈电压称其为残压，残压的频率和幅值将逐渐衰减。

以极坐标形式绘出的6KV母线残压向量变化轨迹如图2所示。

图1 厂用电一次系统（一段）简图图2 母线残压特性示意图

图3 电动机重新接通电源时的等值电路和相量图图2、3中V D为母线残压，V S为备用电源电压，△U为备用电源电压与母

线残压压间的差拍电压。合上备用电源后，电动机承受的电压U M为：

U M=X M/( X S+ X M)△U (1)

式中，X M——母线上电动机组和低压负荷折算到高压厂用电压后的等值电阻。

X S——电源的等值电抗。

令K＝X M/( X S+ X M)，则

U M=K △U (2)

为保证电动机安全自起动，U M应小于电动机的允许起动电压，设允许起动电压为1.1倍额定电压U D e，

则有：

K △U﹤1.1U D e（3）

△U﹪﹤1.1/K（4）

通常情况根据经验值，设K＝0.67，则△U﹪﹤1.64。图中，以A为圆心，以1.64为半径绘出弧线A′—A〞，则A′—A〞的右侧为备用电源允许合闸的安全区域，左侧则为不安全区域。若取K=0.95，则△U﹪﹤1.15，图2中B′—B〞的左侧均为不安全区域。

假定正常运行时工作电源与备用电源同相，其电压向量端点为A，则母线失电后残压相量端点将沿残压曲线由A向B方向移动，如能在A—B段内合上备用电源，则既能保证电动机安全，又不使电动机转速下降太多，这就是所谓的“快速切换”。

图2中快速切换时间小于0.2S，实际应用时，B点通常由相角来界定，如60°，考虑到合闸回路固有时间，合闸命令发出的角度应小于60°，即应有一定的提前量，提前量的大小取决于频差和合闸时间，如在合闸固有时间内平均频差为1H Z，合闸时间为100ms，则提前量约为36°。

快切切换的整定值有两个，即频差和相角差，在装置发出合闸命令瞬间将实测值与整定值进行比较，判断是否满足合闸条件。由于快速切换总是在起动后瞬间进行，因此频差和相差整定可取较小值。

（2）同期捕捉切换

同期捕捉切换成功运用于MFC2000－2型快切装置。其原理概括如下：

图2中，过B点后BC段为不安全区域，不允许切换，在C点后至CD段实现的切换以前通常成为“延时切换”或“短延时切换”。前面已分析过，用固定延时的方法并不可靠。最好的办法是实时跟踪残压的频差和角差变化，尽量做到在反馈电压与备用电源电压向量第一次相位重合时合闸，这就是所谓的“同期捕捉切换”。以上图为例，同期捕捉切换时间约为0.6S，对于残压衰减较快的情况，该时间要短的多。若能实现同期捕捉切换，特别是同相点合闸，对电动机的自起动也很有利，因此时厂用母线电压衰减到65％－70％左右，电动机转速不至于下降很大，且备用电源合上时冲击最小。

需要说明的是，同期捕捉切换之“同期”与发电机同期“并网”有很大不同，同期捕捉切换时，电动机相当于异步电动机，其定子绕组磁场已由同步磁场转为异步磁场，而转子不存在外加原动力和外加励磁电流。因此，备用电源合上时，若相角差不大，即使存在一些频差和压差，定子磁场也将很快恢复同步，电动机也很快恢复正常异步运行。所以，此处同期指在相角差零点附近一定范围内合闸（同上）。

在实现手段上，同期捕捉切换有两种基本方法：一种基于“恒定越前相角”原理，即根据正常厂用负荷下同期捕捉阶段相角变化的速度（取决于该频差）和合闸回路的总时间，计算并整定出合闸提前角，快切装置实时跟踪频差和相差，当相差达到整定值，且频差不超过整定范围时，放弃合闸，转入残压切换。这种方法缺点是合闸角精确度不高，且合闸角随厂用负载变化而变化。另一种基于“恒定越前时间”原理，即完全根据实时的频差、相差，依据一定的变化规律模型，计算出离相角过零点的时间，当该时间接近合闸回路总时间时，发出合闸命令。该方法从理论上讲，能较精确地实现过零点合闸，且不受负荷变化影响。但是实用时，需要解决不少困难：一是要准确地找出频差、相角差变化的规律并给出相应的数学模型，不能简单地利用线性模型；二是由于厂用电反馈电压频率变化的不完全连续性（有跳变）及频率测量的间断性（10ms一点）等，造成频差及相差测量的间断和偏差；另外，合闸回路的时间也有一定的离散性等。由于在同期捕捉阶段，相差的变化速度可达1－2°/1ms，因此，任何一方面产生的误差都将大大降低合闸的准确性。

MFC2000系列快切装置的“恒定越前时间”同期捕捉切换方法，采用动态分阶段二阶数学模型来模拟相角差的变化，并用最小二乘法来克服频率变化及测量的离散性及间断性，使得合闸准确定大大提高。如不计合闸回路的时间偏差，可使合闸角限制在±10度以内。

同期捕捉切换整定值也有两个。当采用恒定越前相角方式时，为频差和相角（越前角）；当采用恒定越前时间方式时，为频差和越前时间（合闸回路总时间）。同期捕捉方式下，频差整定可取较大值。

（3）残压切换

当残压衰减到20%--40%额定电压后实现的切换通常称为“残压切换”。残压切换虽然能保证电动机安全，但由于停电时间过长，电动机子起动成功与否、自起时间等都要受到较大限制。如上图情况下，残压衰减到40%的时间约为1秒，衰减到20%的时间约为1.4秒。而对另一机组的试验结果表明，残压到20%的时间为2秒。

2．3 厂用电切换应用事项

由于厂用电母线上电动机的特性有较大差异，合成的母线残压特性曲线与分类的电动机相角、残压曲线的差异也较大，因此安全区域的划定严格来说需根据各类电动机参数、特性、所带负荷等因素通过计算确定。现场根据所带负荷的参数和特性进行必要的调试，来确定快切装置的动作参数。实际运行中，可根据典型机组的试验确定母线残压特性。试验表明，母线电压和频率衰减的时间、速度和达到最初反相的时间，主要取决于试验前该段母线的负载。负载越多，电压、频率下降的越慢，达到首次反相和再次同相的时间越长。而相同负载容量下，负荷电流越大，则电压、频率下降的越快，达到最初反相和同相的时间越短。

快速切换的思想在快速开关问世以后才得以实现。快速开关的合闸时间一般小于100ms，有的甚至只有40-50ms左右，这为实现快速切换提供了必要条件。假定事故前工作电源与备用电源同相，并假定从事故发生到工作开关跳开瞬间，两电源仍同相，则若采用同时方式切换，且分合闸错开时间（断电时间）整定得很小（如10ms），则备用电源合上时相角差也很小，冲击电流和自起动电流均很小。若采用串联切换，则断电时间至少为合闸时间，假定为100ms，对60万机

组，相角差约为20°-30°左右，备用电源合闸时的冲击电流也不很大，一般不会造成设备损坏或快切失败。

国外在发电厂厂用电或其他有高压电动机场合的变电站电源切换中，普遍采用结合快速开关的快速切换装置，且切换方式已同时方式为主。

快速切换能否实现，不仅取决于开关条件，还取决于系统接线、运行方式和故障类型。系统接线方式和运行方式决定了正常运行的厂用母线电压与备用电源电压间的初始相角，若初始相角较大，如大于20°，则不仅事故切换时难以保证快速切换成功，连正常并联切换也将因环流太大而失败或造成设备损坏事故。故障类型则决定了从故障发生到工作开关跳开这一期间厂用母线和备用电源电压的频率、相角和幅值变化，此外，保护动作时间和其他有关开关的动作时间及顺序也将影响频率、相角等的变化。

因此，实际情况下，可能出现这样的情况，一是某些电厂，客观条件上无法实现快速切换；二是有的机组有时候快速切换成功，有时快切不成功。

快切不成功时最佳后备方案是同期捕捉。有关数据表明：反相后第一个同期点时间约为0.4-0.6秒，残压衰减到允许值（20%-40%）为1-2秒，而长延时则要经现场试验后根据残压曲线整定，一般为几秒，以保证自起动电流在4-6倍内。可见，同期捕捉切换，较之残压切换和长延时切换有明显的好处。

目前，有些电厂采用发-变-线路组接线方式，或发电机端直接升高至500KV，而起动/备用变电源由附近220或110KV变电站提供，在正常情况下，厂用工作电源与备用电源间存在较大的初始相角，且该相角随运行方式改变而改变，有些时候甚至大于20°，这对快速切换非常不利，在这些情况下，同期捕捉切换是必不可少的。例如大唐托电一期工程厂用电源电是由发电机出口直接带高厂变带，与华北电网同步；而一期启动/备用变与当地220kv变电站相连，属蒙西电网，所以存在着较大初始相角差，在实践中也出现过由于切换过程中失去厂用电而事故停机的现象。托电二、三、四期的起动/备用变都取自本厂220kv变电站，而此变电站与托电500kv升压站通过两个联络变压器相连，由于是一个系统，所以不需要进行处理，两路电源就是同期的，相角差为0，所以在切换过程中是比较可靠的，而在实际的运行、启动、事故和停机的切换过程中，没有发生过由于切换而造成的厂用电失去的现象发生。而一期的方式在设计中也是较合理的，一

方面是一期工程是托电的首期工程，起动/备变压器肯定要从当地电源点取，保证正常的试运和投产；另一方面为保证托电全厂停电事故发生后，能通过当地电网的电源进行一期其中一台机组的起动（即黑起动），是反措的重要措施之一，对于电厂是相当重要的，所以在设计中也考虑到这一点，是符合实际运行方式的。

2．4 快速切换时间问题

快速切换时间涉及到两个方面，一是开关固有跳闸时间，二是快切装置本身的动作时间。

就开关固有跳合闸时间而言，当然是越短越好，特别是备用电源开关的固有合闸时间越短越好。从实际要求来说，固有合闸时间以不超过3-4周波为好，国产开关通常都能满足。若切换前工作电源与备用电源同相，快切装置以串切方式实现快速切换时，母线断电时间在100ms以内，母线反馈电压与备用电源电压间的相位差在备用电源开关合闸瞬间一般不会超过20°-30°，这种情况下，冲击电流、自起动电流、母线电压的降落及电动机转速的下降等因素对机组的运行带来的影响均不大。对开关速度的过分要求是不必要的，因为快速切换阶段频差和相位差的变化较慢，速度提高10ms，相位差仅减小几度，但对机构的要求不小。提高了设计难度，资金投入也是相当大的。

快切装置本身的固有动作时间包括其硬件固有的动作时间和软件最小运行时间。装置硬件固有时间主要包括开关量输入、开关量输出两个部分的光隔及继电器动作时间，再加上出口跳合闸继电器的动作时间。软件最小运行时间指最快情况下完成测量、判断、执行等的时间。与开关一样，过分追求快速队快切装置来说同样是不必要的，而且是有害的。从硬件来说，就目前的制造水平而言，进一步提高速度意味着减少或取消继电器隔离环节，仅采用光藕隔离，从现场实际应用情况来说，采用继电器-光藕两极隔离的技术更为成熟可靠。从软件来说，针对开关断开时灭弧引起的暂态所需要进行的一些特别计算处理以及开关量输入测量时的去抖处理等是保证装置动作的准确性和可靠性所必不可少的，省却这些时间只能使装置加快几毫秒，于切机无影响，但对装置动作可靠性来说也许是致命的。

第三章快切装置的特点及主要的技术指标

3．1 装置的主要特点

MFC2000-2型微机快切装置的主要特点如下：

（1）切换功能齐全。兼有正常手动切换、事故切换和不正常情况切换功能；兼有快速切换、同期捕捉切换和残压切换功能；兼有并联、串联和

同时切换功能。

（2）其它功能完备。保护闭锁、出口闭锁；低压减载（只在切换时才会投入）；自动投入后加速保护；分支电流录波；后备电源失电、PT断线、开关位置异常（去耦合）等监视。

（3）人机对话界面突出。装置设有大液晶显示器，能实时显示主接线、开关状态、母线电压、分支电流、频率差、相位差等运行参数；中文操作

菜单；信息齐全，操作过程中的提示、故障异常等情况报告、切换后的记

录追忆等信息均可随意提高，作为以后的分析。

（4）通信功能领先。485口接入DCS系统或电气监控系统，实现远方操作和信息上送；232口接插便携机，具有专用通信软件，可在便携

机上进行检测，并对记录数据进行分析、储存、打印等功能。

（5）抗干扰能力强。采用先进的总线隔离技术；外部模入、开入、开出均与内部电路隔离。

（6）可靠性高。主要部件的自检；操作整定有密码管理；软硬件冗余，有一定的容错纠错能力。

3．2 主要技术指标

（1）工作环境条件。环境温度：-10 ～+50℃；相对湿度：5% ～95%；

大气压力：86 ～ 106Kpa。

（2）装置直流电源。额定电压：DC220V/DC110V；允许偏差：-20% ～+10% ；纹波系数：不大于5% 。

（3）额定交流输入。交流电流：5A ；交流电压：100V或57.7 V；频率：50Hz。

(4) 过载能力。交流电流回路：2倍额定电流，连续工作，10倍额定

电流，允许10秒，40倍额定电流，允许1秒；

交流电压回路：1.5倍额定电压，连续工作；直流电源回路：

80% ～115%额定电压，连续工作。

（5）测量准确度。电压电流：不大于±2% ；频率:不大于±0.1Hz；

相角：不大于0.5°；延时：不大于2ms。

（6）装置自身时钟精度。24小时误差不大于±1s。

（7）快速切换时间。事故同时切换：小于12ms+用户设定延时+备用开关合闸时间；事故串联切换：小于12ms+工作开关跳开时间+

备用开关合闸时间（外部保护起动接点闭合至备用开关合上）。第四章 MFC2000-2型快切装置的主要功能

4．1 切换功能：主要包括正常切换、事故切换和不正常切换三种情况

◆正常切换

正常切换由手动启动，在控制台、DCS系统画面或装置面板上均可进行。一般操作都在远方DCS系统画面上进行。正常切换是双向的，可以由工作电源切向备用电源，也可以有备用电源切向工作电源。正常切换由以下几种方式：

（1）并联切换

并联自动：手动操作起动按钮起动，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，则装置不再自动跳工作（备用）开关。如起动后并联切换条件不满足，装置将闭锁发信号，并进入等待复归状态。

并联半自动：手动起动，若并联切换条件满足，合上备用（工作)开关，而跳开工作（备用）开关的操作人工完成，若在规定的时间内，操作人员仍未跳开工作（备用）开关，装置将发出告警信号。若启动后并联切换条件不满足，装置将闭锁发信，并进入等待复归状态。

（2）正常同时切换

手动起动，先发跳工作（备用）开关命令，在切换条件满足时，发合备用

（工作）开关命令。若要保证先分后合，可在合闸命令前加一定延时。

正常同时切换可有三种切换条件，快速、同期捕捉、残压，快切不成功时自动转入同期捕捉或残压。

◆事故切换

事故切换由保护出口起动，单向，只能由工作电源向备用电源切换。事故切换由两种方式：第一，事故串联切换。保护起动，先跳工作电源开关，在确认工作电源开关已跳开且切换条件满足时，合上备用电源开关。这种是比较普遍用到的一种情况，在机组或者厂用电一段母线出现故障时往往会进行工作电源切换到备用电源，保证辅机的正常运行和机组的安全。串联切换由三种切换条件，分别是快速、同期捕捉、残压。第二，事故同时切换。保护起动，先发跳工作电源开关命令，在切换条件满足时即（或经用户延时）发合备用电源开关命令。事故同时切换也有三种切换条件，快速、同期捕捉、残压。

◆不正常情况切换

不正常情况切换由装置监测到不正常情况后自行起动，单向，只能由工作电源向备用电源切换。不正常情况之以下两种情况：

厂用母线失电。当厂用母线三项电压均低于整定值（一般整定值是电压低于30％额定电压30％×6.3kv＝1.89kv时启动快切装置），时间超过整定延时，则装置根据选择方式进行串联或同时切换。切换条件：快速、同期捕捉、残压。

工作电源开关误跳。因各种原因（包括人为误动）造成工作电源开关误跳开，装置将在切换条件满足时合上备用电源开关。切换条件：快速、同期捕捉、残压。

4．2 低压减栽功能

本装置低压减载只在装置进行切换时才会起作用。

切换工程中短时断电将使厂用母线电压和电动机转速下降，备用电源合上后电动机成组自起动成功与否将主要决定与厂用母线电压。此时若切除某些不重要的辅机，将有利于重要辅机的自起动，本装置可有两段低压减载出口，两段可分别设定延时，以备用电源合上为延时起始时间。

4．3 闭锁报警、故障处理功能

装置具有闭锁报警机故障处理功能，其中闭锁结构如图所是：

装置闭锁：闭锁A中有任意一条满足，或装置动作一次以后

出口闭锁：闭锁B中有任意一条满足

开位异常：位置闭锁的三个条件中有任意一条满足

装置异常：同闭锁A中装置异常

在面板中“闭锁”等在以下情况将亮起来：

装置动作一次以后、有闭锁A、有闭锁B。

（1）开关位置异常（位置闭锁/去耦合）

装置起动切换的必要条件之一是工作、备用开关一个合着，另一个打开，同时PT隔离开关必须合上，若正常检测时发现这一条件不满足（工作开关误跳除外），将闭锁出口，发“装置闭锁”中控信号，并进入等待复归状态。

另外，切换过程中如发现一定时间内该跳的开关未跳开或改合的开关未合上，装置将根据不同的切换方式分别处理并给出位置异常闭锁信号。如：同时切换或并联切换中，若该跳开的开关未能跳开，将造成两点源并列，此时装置将执行去耦合功能，跳开刚刚合上的开关。

(2) 装置异常

装置投入后即始终对某些重要部件如CPU、RAM、EEPROM、AD等进行自检，一旦有故障将发“装置异常”中控信号，并进入等待复归状态。

(3) 保护闭锁

保护闭锁为外接开入量。某些保护动作时（如分支过流、母差等），为防止备用电源误投入故障母线，可由这些保护给出的空接点将装置闭锁，装置将给出“保护闭锁”信号并进入等待复归状态。

另外，装置等待复归是一种运行状态，而不是中控信号，只要装置发出“装置闭锁”信号，则装置一定进入等待复归状态。在等待复归状态下，装置不能切换，必须经手动复归且不存在造成装置闭锁的条件后，装置才能进入运行状态，可以进行下一次切换。

(4) PT断线

厂用母线PT一相或两相断线时，或者是PT二次小开关接线松动造成无电压监视，装置将闭锁报警并进入等待复归状态。

(5) 后备电源失电监测

若工作电源投入时备用电源失电或备用电源投入时工作电源失电，都将无法进行切换操作，装置将给出报警信号并进入等待复归状态。考虑备用段PT检修的情况，可在“方式设置”菜单中选择此项功能的投退。“后备失电闭锁功能”推出后，在后备不失电情况下，装置仍然可以实现快速、同捕、残压切换，而在后备失电情况下，只能实现残压切换。

(6) 装置闭锁（等待复归状态）

这是一个总的信号，在闭锁A条件满足或进行了一次切换后，装置将自行闭锁，进入等待复归状态，在此状态下，将不响应任何外部操作及启动信号，只能手动复归解除，如闭锁或故障仍存在，则复归后信号依旧。

(7) 出口闭锁功能

当出现以下三种情况之一时：

装置方式设置菜单中的出口投退选择为“退出”时；

外接“出口闭锁”开入量有闭锁输入时；

装置快切、越前相角、越前时间、残压切换均整定为“退出”状态时；

装置将给出“出口闭锁”中控信号以警示运行人员。出口闭锁可往复投退，不必经手动复归。出口闭锁时，装置不进入等待复归状态，一旦以上三种条件不满足，装置自动投入运行。

(8) 装置失电

装置开关电源输出的+5V、±15V、±24V，任一路失电都将引起工作异常，特设电压监视回路，一旦失电立即报警，该功能独立与CPU工作。

第五章快切装置在实践中应用的分析

5．1 快切装置的优点

首先，该系统自动切换速度非常快，切换冲击小，成功率高。当厂用电工作电源失去以后，备用电源投入的速度至关重要，因为在厂用电失去的最初时刻，电机变压器的磁场能量和转机的动能还比较大，系统总体的能量很大，母线残压高，所以备用电源投入的速度越快，对系统的冲击就越小，母线电压的下降幅度就越小，这样电动机的自起动越是容易；各级欠压保护不会动作；交流控制的接触器能够自保持；下级重要负荷的双电源自动切换回路感受不到电压的下降，避免了电源切换可能失败带来的问题；负荷中电子元件受到的电源波动的干扰很小，工作受影响小；所以整个机组的安全裕度越大。但是对于交流系统电源的投入有一个同期问题，传统厂用电切换的测量回路采用的实际是有效值，所需采样时间长，执行切换动作的开关速度慢，故无法精确掌握同期。为了避免备用电源非同期投入对于系统和设备的冲击过大，通常要等到母线电压幅值降到一个很低的水平，然后再合备用开关，这实际是残压切换。对于MFC2000-2微机型快切装置利用高速硬件，采样周期短，运算速度快。它实时监测系统工况，一旦发现满足装置动作条件，立即快速检测备用开关两侧的频差和相差，先判断其是否满足快切的条件，如满足立即投入备用开关，如不满足则再判断是否满足同期条件，一旦满足立即合备用开关，再有在前两个条件都不符合的情况下，它才采用残压切换。通过长期的运行情况统计，每次事故或正常切换的情况，没有出现过同期和残压切换。这种与高速开关配合不待母线电压下降就合备用开关的毫秒级切换，其效果非常理想，而且对系统冲击也很小。

其次，使用该装置的正常厂用电切换操作非常简便，特别是装置的控制纳入机组DCS系统后，操作员可以一键起动切换。这样操作员就可以在几秒以内完成两段厂用6KV段的切换，极大地提高了切换厂用电的速度，且具有很实用的价值。

在机组正常切换或出现事故的情况下，不必在此项操作上费时，而进行热机的重要操作，争取操作的最佳宝贵时间。同时操作简单而易掌握是一个突出的优点。另一方面是信息量大、逻辑性强，与所连接的系统配合性较广，能实现很多功能，如闭锁、防误动、事故追忆、打印等。

5．2 快切装置的不足之处

装置的不足之处也是我们值得探讨的，一个方面是防止设备误动作而设计的过多的闭锁，可能由于不重要的外部异常而使得切换的不成功而发生事故。另一方面对于一些外部工况的判据比较简单，在一些电气异常情况下对系统状态识别能力差。还有一个方面是在一台机组检修状态，启备变带检修机组的情况下，另一台机组将失去备用电源（原因是启备变给一台机组提供电源将闭锁另一台机组），这将对运行机组的安全稳定留下了隐患。

装置在系统中出现一些异常情况后就立即程序走死使装置闭锁出口，而这种闭锁必须人工手动复位CPU才能解除。这种设计对于提高装置抗误动能力是有利的，但同时也耽误了许多可以实现快切的机会。

装置的容错能力，及时正确地判断工作电源开关和备用电源开关的状态对于装置的正确工作非常关键，而现装置对于开关状态的判断依据过于简单，容错性差。现快切装置将电源开关的辅助接点的状态作为开关状态判断的的唯一依据，虽然简单但可靠性太低，是个安全隐患。因为在现场开关的辅助触点是要经过开关的二次插接和多个接线端子、联片及电缆的转接，中间环节太多，加上传输距离较远，造成辅助接点的可靠性相对较低。虽然本厂的厂用电源开关还未发生过触电转换不灵的问题，但是同类型小容量型号开关的辅助节点有过这样的事例，所以随着时间的推移和开关动作次数的增多，我们有理由相信这两个开关辅助节点在及时正确地进入快切装置方面有可能出现此类问题，值得注意。

装置对于“PT断线”和“母线失压”两种情况的识别能力应该加强。现场中由于PT保险熔断和系统装置故障导致母线电压一相或两相短时间降低进而引起的装置不必要闭锁的情况最多，如果能够区分这两种情况，装置的适应能力将大大提高。

针对以上情况可以考虑对快切装置做一定的改进：硬件方面配合增加工作电

源和备用电源开关电流两个模拟量输入通道，软件方面按照以下几点改进：将使装置闭锁的情况分成两类：一类是装置已经不可能在正确动作的情况，如装置硬件故障等，对于此类情况应该沿袭以前的方法，使装置永久闭锁，直到手动复归，防止装置的不正确动作；另一类是系统外部的可能使装置不正确动作的情况，如“后备失电”“PT断线”，对于此类情况可以短时间的闭锁装置出口，但并不将程序走死，而是继续测量系统的参数，判断系统状态，如果系统外部短时故障迅速被切除、系统的状态恢复正常，则装置不必永久闭锁，而应该继续进入“警戒”状态，从而避免外部短时故障造成装置不必要的闭锁，错过切换机会。

程序中有关“PT断线”工况的判据可以改进。加入电流测点，同时使用电流和电压两组量来判断母线的状态，这将使装置容易区分“PT保险单双相熔断”还是“接地”或“负荷短路”，是“母线失压”还是铁磁谐振等导致的“PT保险三相熔断”，大大提高装置对异常状态的识别能力，减少不必要的装置闭锁，最大程度的保证厂用电的安全。

程序中对于工作电源和备用电源开关状态识别判据也可以改进。就是将开关的辅助接点和开关的电流测点进行简单的逻辑组合，在不过多增加CPU计算量的前提下，就可以增大装置的识别能力，防止上述异常情况的出现。当然增加两个模拟量采集回路，同时细化了装置的判据，还要保证切换速度，这必然对装置硬件速度提出了更高的要求，进而提高了装置的造价，但是考虑系统性能的提高，整个装置的安全性能和性价比还是大幅度的提高了，这样的改进也是值得的。

对于一台机组检修状态下由启备变带的情况，可以在软件回路中增加一路启备变高压侧的电流量来进行闭锁，为提高切换的安全性，可以整定一个值，当大于此值时，将闭锁切换（检修机组所带负荷不多的情况下）；当小于此值时，就解除闭锁，这样，更大程度上保证了机组的安全稳定运行。