百万机组快切、同期装置及绝缘电阻的测量介绍

1、课程简介SID-8BT-A型快切装置SID-2C型同期装置绝缘电阻的测量方法SID-8BT-A型快切装置介绍快且的作用： 大容量火电机组的特点之一是采用机、炉、电单元集控方式，其厂用电系统的安全可靠性对整个机组乃至整个电厂运行的安全、可靠性有着相当重要的影响，而厂用电的切换则是整个厂用电系统的一个重要环节。 大容量火电机组的另一个特点是电动机数量多，容量大。使得厂用母线断电后电压衰减较馒。发电机组对厂用电切换的基本要求是安全可靠。其安全性体现为切换过程中不能造成设备损坏，而可靠性则体现为高切换成功率，减少备用变过流或重要辅机跳闸造成锅炉汽机停运事故。 采用厂用快切装置，可避免备用电源与母线残压

2、在相角、频率相差过大时合闸而对电机造成的冲击。如失去快速切换的机会，则装置自动转为同期判别或残压及长延时的慢速切换。同时在电压跌落过程中，可按延时甩去部分非重要负荷，以利于重要辅机自起动，提高厂用电切换的成功率。SID-8BT-A型快切装置介绍快切原因分类：1、事故切换2、非正常工况切换3、手动切换。每种切换都可选择不同的切换模式，并根据实际需要分别选择不同的切换准则SID-8BT-A型快切装置介绍 事故切换 事故切换由保护接点启动。保护启动接点可并接进线纵差保护、发电机、变压器或发-变组保护出口接点。当事故切换启动后，先发跳工作电源开关指令，在切换条件满足时（或经用户延时）发合备用电源开关命

3、令。切换模式可以选择串联或同时。 非正常工况切换 非正常切换是自动进行的，包括以下两种情况： 母线失压启动：当母线三个线电压均低于整定值且时间大于所整定延时定值时，装置根据选定方 式进行串联或同时切换。 工作电源开关误跳启动：因各种原因（包括人为误操作）引起工作电源开关误跳开，装置选择串联切换模式。 手动切换 手动切换是手动操作启动，而后自动进行的。在检测到就地手动切换信号，或接收到远方切换 命令时，启动工作线路与备用线路之间的快速切换操作。切换模式可以选择串联、同时、并联自 动、并联半自动、并联失败转串联、并联失败转同时等切换中任意一种模式SID-8BT-A型快切装置介绍切换模式分类：1、串

4、联切换2、同时切换3、并联自动切换4、并联半自动切换5、并联失败转串联切换6、并联失败转同时切换SID-8BT-A型快切装置介绍 串联切换： 首先跳工作开关，在确定工作开关跳开后，再合备用开关。 同时切换： 首先跳工作开关，在未确定工作开关是否跳开就发合备用开关命令，通过设定合闸延时定值，在时间上保证工作开关先断开，备用开关后合上。若工作开关跳闸失败，将会造成工作电源与备用电源同时供电的所谓环网运行情况。若系统不允许环网运行，则可在系统定值中，投解耦合功能软压板，并设定解耦合时间定值，一旦发生环网运行工况，经过解耦合时间延时后，将刚合上的开关跳开，断开合环点解除环网运行状态，实现去耦合功能。

5、并联自动切换： 首先根据并联切换准则合备用开关，确定备用开关合上后，再自动跳开工作开关。并联切换准则实际上就是严格的双侧电源同期准则。SID-8BT-A 同时支持差频同期和同频同期操作。注意此模式只能应用于正常手动切换。SID-8BT-A型快切装置介绍 并联半自动切换： 首先根据并联切换准则合备用开关，备用开关合上后，再由操作员手动跳开工作开关。注意此模式只能应用于正常手动切换。 并联失败转串联切换： 如果符合并联切换准则，按照并联自动模式进行切换；否则按照串联切换模式进行切换。注意此模式只能应用于正常手动切换。 并联失败转同时切换： 如果符合并联切换准则，按照并联自动模式进行切换；否则按照同

6、时切换模式进行切换。注意此模式只能应用于正常手动切换。SID-8BT-A型快切装置介绍自动切换充电过程： 在进线、母线电压、各开关状态满足正常运行条件时，且备用电源无事故启动信号时，自动切换开始充电，装置面板上“自动”灯开始闪烁，充电 10 秒后该灯常亮，表明充电完成，装置进入运行监视状态。 自动切换动作过程： 在监视状态下，发生非正常工况（母线失压/工作开关误跳）或采集到事故信号（动作于跳电源开关的保护启动信号）后，在满足设定的切换条件下，自动进行工作电源与备用电源的互相切换，切换结束后，无论切换成功、失败，都进入等待确认复归状态，即延时 10s 而且只有在远方或就地复归操作后，才可以再次进

7、入充电过程，准备实现下一次的切换。手动切换动作过程： 在各开关状态满足允许手动切换的条件时，装置面板上“手切”灯常亮，备自投装置进入到手动切换运行监视状态，在此状态下若检测到有就地手动切换信号或远方手动切换遥控命令，则自动进行工作电源与备用电源的互相切换，切换如果失败，将进入等待确认复归状态，即延时 10s 而且只有在远方或就地复归操作后，才可以再次进入充电过程，实现下一次切换功能；如果切换成功，则 200ms 后自动返回，准备实现下一次的切换。SID-8BT-A型快切装置介绍保护功能： SID-8BT-A 配置有各进线、母线失压告警保护；TV 断线告警功能；二段低压减载保护。各种保护的数值，

8、时间，投退软压板均可根据需要在保护定值中独立设置1、二段低压减载功能说明 装置设有一段、二段低压减载保护。每次切换完成后，装置将开放低压减载功能 10 秒。若在 10 秒期间，发现母线电压低于低压减载的低电压定值，且维持低压减载时间定值后，出口跳开需跳开的一些不重要负荷或次重要负荷以保证母线电压恢复正常。对次要和不重要负荷切除的选择性，可通过分别设置一段、二段低压减载的低电压定值和时间定值来实现，该功能设投退软压板，可根据需要在系统定值中独立整定。2、失压告警保护 各进线、母线的失压告警保护软压板投入，电压小于各自的母线（进线）失压定值，经失压告警延时定值后保护发告警信息，装置总告警信号出口。

9、 SID-8BT-A型快切装置介绍快切原理： 当工作进线故障时，为使断电时间最短，快速切换和同时切换是最优的切换方式。同时切换可能导致两进线同时向母线供电的合环运行情况，若电网的状态不允许此切换方式，则选择其他速度稍慢的切换方式。 SID-8BT-A型快切装置介绍快速切换 在切换启动瞬间，若母线与备用电源进线的角差、频差在定值范围之内，且母线电压不低于快切低压闭锁定值，则可以在启动瞬间进行“快速切换”，立刻合闸出口。现场试验数据表明，母线电压和频率衰减的时间、速度主要和该段母线所带的负载有关，负载越多，电压、频率下降的越慢，而且下降的速率随着时间的推移不断成加速下滑趋势。在最初 0.3S 之内

10、，电压、频率下降的幅度较小，相角差在 60 内对于用电设备是安全的，因而若在此区间快速合闸，无疑是最佳选择。在频差平均为 1Hz 时，以开关固有合闸时间为 100ms 计算，母线与备用进线相量间夹角增大 36 ，因而为确保快速切换成功，宜采用快速开关进行切换，且装置发合闸出口命令时，即时测得的角差应小于 20 ，即快速切换角差定值设置为 20SID-8BT-A型快切装置介绍捕捉耐受电压点准则切换 在工作电源因故障等原因被切除后，母线上所有电动机依靠原来的惯性及转子剩磁转入异步发电状态，也就是说在工作母线上将出现一个电压和频率在逐步下降的残压，如图 2 所示，图中残压 V相对备用电源 VB向滞后

11、方向运动的角度 不断增大，而残压数值也不断衰减，经过一段时间才衰减到零。 SID-8BT-A型快切装置介绍捕捉首次同相点切换 捕捉首次同相点切换是指出现工作电源因事故被切除后，母线上残压相量将绕备用电压相量向滞后方向旋转，在首次出现相角差为零时完成备用电源切换。条件因子取决于备用电源开关的合闸时间和相角差的变化速度。切换过程相量图如图 6 示。SID-8BT-A型快切装置介绍捕捉首次同相点切换 首先，有故障的工作电源被保护切除后，母线上的电压及频率按一定的规律衰减，在衰减过程中残压相对备用电源电压每运动 360就出现一次可能满足同相切换判据的合闸时刻点。理想情况是实现首次过零度合闸，此刻母线电

12、压一般衰减 3040%额定电压左右，电动机设备出力下降不是很大，备用电源合上时冲击也不是太大，设备的自起动条件较好。但是在衰减过程中，由于母线残压随着频率的下降，其电压幅值和相角的变化会越来越快，如图 6 所示，原有的线性模型和简单的加速度模型已经难以准确地表达电压幅值和相角的变化。SID-8BT-A备用电源快速切换装置采用了频率自动跟踪技术和模糊理论对频率进行分段建立模型的方法，准确地表达了频率、相角 、幅值变化。根据实时的频率、相角、幅值的变化规律，计算出在母线残压与备用电源电压向量第一次相位重合的到来时间，当该时间到来前相当合闸回路总动作时间时发出合闸命令，实现精确的过零点即首次同相合闸

13、，这种合闸方式不受负荷变化影响，对设备的自启动有利。但缺点是因母线残压下降过程中会导致部分负荷被低压保护切除，所有使用接触器的负载都因接触器因低压释放而失去再受电的机会，备用电源投入后不可能恢复原生产流程。SID-8BT-A型快切装置介绍残压切换残压切换指当母线三个线电压均衰减至小于或等于残压切换电压定值（2040%额定电压），且持续残压切换延时定值后实现的切换。残压切换作为前述首次同相点切换的后备功能。当工作电源被保护切除后，如果因某种原因未能实施前述切换，则当母线电压衰减到某个允许值（整定值）时，再合上备用分支开关。其合闸时无须判断相角和频率差，这是一种非同步的切换方式。 残压切换虽能保证

14、备用分支电源投入，但是由于停电时间过长，很多设备已自动或被低压保护被切除，其他设备自启动条件恶化，生产工艺过程等都将受到较大影响。长延时切换 如果在给定的时间（整定值）结束之前无法进行上述的任何一种切换方式，可执行长延时切换，因此，长延时切换方式仅作为一种备用切换方式。在正常情况下是不可能会发生这种切换方式的。通常只有当短时间内同时发生多次故障时才可能发生这种切换方式SID-8BT-A型快切装置介绍切换定值的整定 用户可以根据现场运行设备的实际情况来选择适当的切换准则和参数，以下几点是整定的依据： （1）负荷以异步电动机为主，建议选用快速切换准则、捕捉耐受电压点准则组成“快切逻辑”作为主要的切

15、换手段，选用残压切换准则、长延时切换准则组成“慢切逻辑”作为后备的切换手段。其中快速切换准则定值的范围是：低压闭锁定值 6080%Un、允许频差不大于 1Hz、切换角差不大于 20 ；捕捉耐受电压点准则定值的范围是：低压闭锁定值 6080%Un、允许频差不大于 4Hz、耐受电压不大于 1.20Un。残压切换准则定值范围是：残压切换电压定值小于 30%Un、残压切换延时定值不大于 1.00S；长延时切换准则的相关定值按照系统电压下降的实际情况进行设定。 （2）当负荷中有大容量同步电动机时，建议选用快速切换准则、捕捉首次同相点准则组成“快切逻辑”作为主要的切换手段，选用残压切换准则、长延时切换准则

16、组成“慢切逻辑”作为后备的切换手段SID-8BT-A型快切装置介绍SID-8BT-A型快切装置介绍上键，用于向上移动光标 下键，用于向下移动光标 左键，用于向左移动光标。长时间（大于 3 秒）按下，可实现中英文快速切换 右键，用于向右移动光标 加键，用于修改数字，加 1 减键，用于修改数字，减 1 确认 用于进入下一级菜单页面或确认操作 退出 用于返回上一级菜单页面或取消操作 复归 短暂按下并恢复用于复归控制、告警、灯信号。长时间（大于 1.6 秒）按下复位装置SID-8BT-A型快切装置介绍SID-8BT-A型快切装置介绍SID-2C系列微机同期装置电力系统并网的两种情况并网的确切定义：断路

17、器两侧都存在电源的合闸操作称之为并网，并网有以下两种情况：差频并网：发电机与系统并网和已解列两系统间联络线并网都属差频并网。按准同期条件并网时需实现并列点两侧的电压相近、频率相近在相角差为0度时完成并网操作。同频并网：未解列两系统间联络线并网属同频并网（或合环）。这是因并列点两侧频率相同，但两侧会出现一个功角，的值与联接并列点两侧系统其它联络线的电抗及传送的有功功率成比例。这种情况的并网条件应是当并列点断路器两侧的压差及功角在给定范围内时即可实施并网操作。并网瞬间并列点断路器两侧的功角立即消失，系统潮流将重新分布。因此，同频并网的允许功角整定值取决于系统潮流重新分布后不致引起新投入线路的继电保

18、护误动，或导致并列点两侧系统失步。SID-2C系列微机同期装置差频并网合闸角的数学模型准同期的三个条件是压差、频差在允许值范围内时应在相角差为零时完成并网。压差和频差的存在将导致并网瞬间并列点两侧会出现一定无功功率和有功功率的交换，不论是发电机对系统，或系统对系统并网对这种功率交换都有相当承受力。因此，并网过程中为了实现快速并网，不必对压差和频差的整定值限制太严，以免影响并网速度。但发电机并网时角差的存在将会导致机组的损伤，甚至会诱发后果更为严重的次同步谐振（扭振）。因此一个好的同期装置应确保在相差为零时完成并网。在差频并网时，特别是发电机对系统并网时，发电机组的转速在调速器的作用下不断在变化

19、，因此发电机对系统的频差不是常数，而是包同期装置在并网过程中需不断快速求解该微分方程，获取当前的理想提前合闸角k。并不断快速测量当前并列点断路器两侧的实际相差，当=k时装置发出合闸命令，实现精确的零相差并网。SID-2C系列微机同期装置均频与均压控制的方式实现快速并网对满足系统负荷供需平衡及减少机组空转能耗有重要意义。捕捉第一次出现的并网时机是实现快速并网的一项有效措施，而用良好控制品质的算法实施均频与均压控制，促成频差与压差尽快达到给定值也是一项重要措施。SID-2CM控制器使用了模糊控制算法，其表达式为：U=g（E，C） 式中U控制量，E被控量对给定值的偏差，C被控量偏差的变化率，g模糊控

20、制算法SID-2CM控制器实际上是针对发电机组调速系统及励磁调节系统的具体特性来整定控制系数的。SID-2C系列微机同期装置课间问题：1,发电机与系统并网时，是否频率完全一样？2,并网时，发电机定子线圈出口相位与P04开关后电网系统相位差为 0？绝缘电阻的测量测量电气设备的绝缘电阻，是检查其绝缘状态最简便的方法，在现场普遍用兆欧表测量绝缘电阻。由于测绝缘电阻有助于发现电气设备中影响绝缘的异物、绝缘受潮和脏污、绝缘油严重劣化、绝缘击穿和严重老化等缺陷，因此测量绝缘电阻是电气检修、运行和试验人员都应掌握的基本方法。绝缘电阻的检查和测量是用兆欧表（又叫摇表或高阻件）。常用的兆欧表有ZC7、ZC11、

21、ZC25等型号。兆欧表的额定电压有250、500、1000、2500V；测量范围有500、1000、2000M等几种。绝缘电阻的测量绝缘电阻是在绝缘体临界电压以下，施加的直流电压U-时，测量所含的离字沿电场方向移动形成电导电流Ig，应用欧姆定律确定的比值。即R i = U-/Ig式中Ri绝缘电阻（）U-直流电压（V）Ig电导电流（A）如果施加的直流电压超过临界值，就会导致产生电子电流，使绝缘电阻急剧下降。这样，在过高电压作用下绝缘就遭到了损伤，甚至可能击穿。所以一般兆欧表的额定电压不太高，使用时应根据不同电压等级的绝缘选用。绝缘电阻的测量对于单一的绝缘体（如瓷质或玻璃绝缘子、塑料、酚醛绝缘板材

22、料及棒材），在直流电压作用下，其电导电流瞬间即可达稳定值，所以测量这类绝缘体的绝缘电阻时，也很快就达到稳定值。在高压工程上用的设备内绝缘，大部分是夹层绝缘（如变压器、电缆、电机等）。夹层绝缘在直流电压作用下，产生多种极化，并从极化开始到完成，需要相当长时间。通常用夹层绝缘的绝缘电阻随时间变化的关系，来作为判断绝缘状态的依据。当在夹层绝缘体上施加直流电压后，其中便有三种电流产生，即电导电流、电容电流和吸收电流。在直流电压作用下，夹层绝缘体的等值电路如图151所示。R1支路中的电流代表电导电流Ig，C1支路中的电流代表电容电流ic R、C支路中的电流代表吸收电流ia 随着加压时间的增长，这三种电流

23、的总和下降，而绝缘电阻值相应地增大。对于具有夹层绝缘的大容量设备，这种吸收现象就更明显。因为总电流随时间衰减，经过定时间后，才趋于电导电流的数值，所以通常要求在加压1min(或0min)后，读取兆欧表的指示的值，才能代表比较真实的绝缘电阻值。绝缘电阻的测量不同的绝缘设备，在相同电压下，其总电流随时间下降的曲线不同。即使对同一设备，当绝缘受潮或有缺陷时，其总电流曲线也要发生变化。当绝缘受潮或有缺陷时，电流的吸收现象不明显，总电流随时间下降较缓慢。K1 = R60/R15 =(U-/i60)/( U-/i15) = i15/ i60绝缘电阻的测量一般将60s和15s时绝缘电阻的比值R60R15，称

24、为吸收比。测量这一比值的试验叫做吸收比试验。绝缘受潮时Kl下降，Kl的最小值为1。变压器绝缘要求K1值大于1.3。吸收比试验与温度及湿度有关，必要时可按式R2=R11.5 (t1 t2) /10，（式中R1、R2分别为温度为t1、t2时的绝缘电阻。）进行温度换算。对于吸收过程较长的大容量设备，如变压器、发电机、电缆等，有时用R60R15，吸收比尚不足以反映绝缘介质的电吸收全过程。为了更好地判断绝缘是否受潮，可采用较长时间的绝缘电阻比值进行衡量，称为绝缘的极化指数，表示为 K2 = R10min / R1min式中： K2极化指数；R10min加压10min时测的绝缘电阻；R1min加压1min

25、时测的绝缘电阻。极化指数测量加压时间较长，测定的电介质吸收比率与温度无关，变压器极化指数K2一般应大于1.5，绝缘较好时其值可达到34绝缘电阻的测量兆欧表的分类：常用兆欧表有手摇式、电动式和数字式绝缘电阻的测量测量方法及注意事项1）应按设备的电压等级选择兆欧表。对于低压电气设备，应选用500V兆欧表，若用额定电压高的兆欧表测定低压绝缘，可能把绝缘击穿。2）在测量之前，应先试一下兆欧表，即将L、E端子连线开路，摇动手柄，指针应指“”，然后再把L、E端子用导线直接相连，瞬时摇动手柄，指针应指“0”。否则说明兆欧表故障。3）断开被测设备的电源，拆除或断开对外的一切连线，并将其接地放电。对电容量较大的被试品 ( 如发电机、电缆、大中型变压器和电容器等 ) 更应充分放电。此项操作应利用绝缘工具（绝缘棒，绝缘钳等）进行，不得用于直接接触放电导线，以保障人身或设备的安全。4）用干燥清洁柔软的布擦去被测设备表面的污垢，必要时可先用汽油或其他适当的去垢剂洗净套管表面的积污，以防止漏电影响测量结果。绝缘电阻的测量测量方法及注意事项5）将兆欧表放置平稳，兆欧表的连线应有良好的绝缘。在测量时，手柄应摇到使表针稳定。如果表针指“0”，应立即停摇，以免烧表。摇柄的转速一般为120r/min，在指针不再上升并且读数后再停止摇动摇柄。6）对于较大的容量的设备，（例如变压器，电机，电缆等），有时测量吸