东大金智快切说明书

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MFC2000-2型

微机厂用电快速切换装置

技术说明书

1. 概述 ........................................... 1 2. 厂用电切换原理及分析 ........................... 3 2.1 厂用电切换存在的问题 .......................... 3 2.2 厂用电切换方式 ................................ 4 2.3 快速切换、同期捕捉切换、残压切换原理 .......... 4 2.4 厂用电切换应用事项 ............................ 7 2.5 关于快速切换时间 .............................. 8 3. 装置特点及主要技术指标 ........................ 10 3.1 装置主要特点 ................................. 10 3.2 主要技术指标 ................................. 11 4. 装置软硬件简介 ................................ 13 4.1 硬件简介 ..................................... 13 4.2 软件简介 ..................................... 14 5. 功能简介 ...................................... 16 5.1 监测、显示功能 ............................... 16 5.2 切换功能 ..................................... 16 5.3 低压减载功能 ................................. 17 5.4 闭锁报警、故障处理功能 ....................... 17 5.5 起动后加速保护功能 ........................... 20 5.6 事件追忆、录波、打印、通信、GPS对时功能 ...... 20 6. 定值参数设定 .................................. 22 6.1 整定定值 ..................................... 22 6.2 方式设置 ..................................... 23 7. 设计说明 ...................................... 24 7.1 装置配置 ..................................... 24 7.2 组屏 ......................................... 24 7.3 交流电压输入 ................................. 24 7.4 附图 ......................................... 25 8. 附录 .......................................... 30

MFC2000-2型微机厂用电快速切换装置技术说明书

1. 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场合的电源切换。这些场合对电源切换要求较高，在电源切换时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（或经低压继电器、延时继电器）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角差较大，或可能接近180?，将对电动机造成很大的合闸冲击。对加固定延时的切换方式，也因切换时系统运行方式、厂用负荷、故障类型等因素，不能可靠保证躲过反相点合闸。如待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，母线电压和电动机的转速都下降很大，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是为解决上述厂用电的安全运行问题，由我公司、东大电气系与望亭发电厂联合研制的高科技产品。研制过程中，广泛征求了设计院、中试所和电厂专家技术人员的意见，参考吸收了引进工程中ASEA、BBC等集成电路型和西门子微机型相应设备的先进设计思想和技术。

MFC2000微机厂用电快速切换装置于1997年6月通过电力部电力系统自动化设备质量检验测试中心的全面检测，并于1997年8月通过鉴定。首套MFC2000-1型快切装置于1997年1月开始在望亭电厂11号机（300MW）投入试运行，至今已有100多套装置在望亭、南京下关电厂，华能苏州电厂、上海石洞口电厂、上海吴泾电厂、浙江嘉兴电厂、安徽洛河电厂、马鞍山二电厂、广西桂林电厂、贵州安顺电厂、四川广安电厂、河南信阳华豫电厂，内蒙达拉特电厂、吉林双辽电厂、青海桥头电厂、河北张家口电厂、山东十里泉电厂、山东聊城电厂等全国各地的几十台大中型机组投入商业运行或陆续投运。装置已经历了数十次事故切换和百余次正常切换，迄今为止，动作正确率和切换成功率均达100%，无一例误动、无一例拒动、无一例误发信。

MFC2000-2型快切装置是MFC2000-1型装置的改进型，在硬件上，继承了1型装置的成熟经验，采用了更为合理的双CPU架构，主从CPU分工协调，既保证了切换可靠性，又保证了切换速度及配置的灵活性；在软件上，采用汇编和C相结合的先进技术，既满足了速度要求，又充分发挥了C的强大功能；在功能上，增加了分支电流测量录波等其它实用功能；在人机界面方面，采用大液晶显示屏，中文菜单，能直接显示主接线并实时显示各种运行参数和状态；在通信方

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面，既有485口接入DCS系统，又有232口接便携机，并开发了上位机应用软件，可在便携机上进行实时监测、定值修改以及录波分析、储存打印等功能。

MFC2000微机快切装置获国家电力公司1998年度科技进步三等奖和华东电力集团公司1998年度科技进步二等奖。

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4.装置软硬件简介

4.1. 硬件简介

MFC2000-2型快切装置采用2片INTEL 80C196 KC CPU，主CPU完成测量、逻辑和切换等主要功能，从CPU完成显示、通信、打印等辅助功能，主从CPU间通过双口RAM进行数据交换。采用了先进的总线隔离技术，CPU板总线不外引，大大提高了装置的抗干扰能力。

MFC2000-2型快切装置的硬件构成示意图见图3。测试模块图3 硬件系统构成示意图

取自PT二次侧的电压和CT二次侧的电流经装置内小PT和小CT隔离变换后经调理整形，一部分进入12位高速A/D转换器测量幅值，另一部分经再经整形后进入主CPU的高速输入口HIS测量频率和相位，HSI的分辨率为2?s，其精度完全能满足要求。

开关量输入和输出部分均采用光电隔离技术，以免外部干扰引起装置工作异常，跳合闸出口经逻辑组合进一步提高可靠性。人机界面部分由液晶显示屏、箭头式触摸键和LED信号指示灯组成，液晶显示屏采用240×180点阵式，中文菜单。

电源光电隔离光电隔离出口继电器信号继电器交流量输入隔离变换开关量输入光隔驱动CPU1CPU2系统打印接口485通信接口键盘及液晶显示接打印机接电厂DCS系统接便携式电脑GPSGPS对时接口232通信接口MFC2000-2型微机厂用电快速切换装置技术说明书

装置设有2个通信接口，1个是485口，半双工，宜接入DCS系统或电气监控系统，最大传输距离1000m，通信速率9600Bps。另1个为232口，可直接接插便携式电脑。

装置设标准并行打印口一个，可直接接插打印机。

装置设标准GPS对时信号接口1个，采用直流24V有源脉冲秒对时，可与GPS系统进行精确对时。

4.2. 软件简介

MFC2000-2型快切装置采用双CPU系统，其软件有两大部分，分别由主CPU和从CPU完成。

主CPU的软件包括开关量输入检测、电流电压计算、切换动作、试验、信号、自检等模块，及包含采样、频率相角计算的中断服务程序。

从CPU软件包括液晶显示、打印、通信、GPS对时等模块。主、从CPU软件结构示意图见图4。

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Yes

上电冷起动YesNo全面初始化上电自检出错或有动作但未复归？No初始化检查开关量输入上电循环自检初始化Yes有异常？测量显示主从CPU交换数据No232或485通信置信号子程序主从CPU交换数据模拟量计算判断置LED灯Yes有异常？No键盘扫描满足起动条件？根据键值完成：定值修改打印事件追忆试验等功能相应的动作程序等待复归状态（无动作程序）主CPU流程图从CPU流程图

图4 主、从CPU软件结构示意图

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5.功能简介

5.1.监测、显示功能

液晶显示屏显示以下运行参数或状态：

? 厂用母线三相电压Ua、Ub、Uc或Uab，Ubc，Uca。

? 工作电源（厂变分支或发电机端）电压Ugz（任一相电压或任一线电压）。 ? 备用电源（备变高压侧或低压侧）电压Uby（任一相电压或任一线电压）。 ? 厂用母线Ua（或Uab）及后备电源电压（Ugz或Uby）的频率。 ? 厂用母线Ua（或Uab）与后备电源电压（Ugz或Uby）间的频率差。 ? 厂用母线Ua（或Uab）及后备电源电压（Ugz或Uby）间的相位差。 ? 备用分支三相电流Ia，Ib，Ic。

? 工作、备用开关及厂用母线PT隔离开关分合闸状态。 ? 所有整定参数。

? 所有外部投退或内部软压板投退状态。

5.2. 切换功能

5.2.1. 正常切换

正常切换由手动起动，在控制台、DCS系统或装置面板上均可进行。正常切换是双向的，可以由工作电源切向备用电源，也可以由备用电源切向工作电源。正常切换有以下几种方式： 5.2.1.1. 并联切换

? 并联自动：手动起动，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）。若起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。

? 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）开关的操作由人工完成，若在规定的时间内，操作人员仍未跳开工作（备用），装置将发出告警信号。若起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。

5.2.1.2. 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

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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。

5.2.2. 事故切换

事故切换由保护出口起动，单向，只能由工作电源切向备用电源。事故切换有两种方式： ? 事故串联切换。保护起动，先跳工作电源开关，在确认工作开关已跳开且切换条件满

足时，合上备用电源。串联切换有三种切换条件：快速、同期捕捉、残压。

? 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。

5.2.3. 不正常情况切换

不正常情况切换由装置检测到不正常情况后自行起动，单向，只能由工作电源切向备用电源。不正常情况指以下两种情况：

? 厂用母线失电。当厂用母线三相电压均低于整定值，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（包括人为误操作）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。切换条件：快速、同期捕捉、残压。

5.3. 低压减载功能

本装置低压减载只在装置进行切换时才会起作用。

切换过程中的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取决于厂用母线电压。此时若切除某些不重要辅机，将有利于重要辅机的自起动，本装置可有二段低压减载出口，二段可分别设定延时，以备用电源合上为延时起始时间。

5.4. 闭锁报警、故障处理功能

装置具有闭锁报警及故障处理功能，其中闭锁结构如图五所示：

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6.2. 方式设置

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 方式设置名称控制方式保护切换方式失压切换方式就地手动切换方式远方并联切换方式失压起动快速切换同捕越前相角同捕越前时间残压切换低压切辅机后备失电闭锁出口投退范围远方、就地串联、同时串联、同时并联自动、并联半自动、同时自动、半自动投入、退出投入、退出投入、退出投入、退出投入、退出投入、退出投入、退出投入、退出缺省值远方串联串联并联自动自动投入投入退出投入投入退出投入投入

备注：

? 后备失电闭锁投退。此功能用于在备用PT检修时，暂时将“后备失电闭锁”功能退

出，此时装置仍能进行切换，但切换方式与正常方式有所不同：在后备不失电情况下，装置仍然可以进行正常切换，而在后备失电情况下，只能实现残压切换。

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7.设计说明

7.1. 装置配置

每台机组每一个厂用分支须配置一套独立的快切装置，正常手动切换为双向，事故自动切换为单向，只能从工作切向备用。手动切换和自动切换一般动作于一个6KV工作电源开关和一个6KV备用电源开关，或一个6KV工作电源开关和备用电源高低压两个开关。

起/备变平时可以热备用，也可以冷备用。在冷备用情况下，切换时，装置可同时合高低压两侧开关。但要想实现快速切换，高低压开关最好均为快速开关（合闸时间小于0.1S），当使用少油开关时，不能保证快速切换，但可实现同期捕捉切换。

7.2. 组屏

每个标准屏(柜)最多可安装4套快切装置、1台打印机、1个打印机共享器、4排压板（每排8个），一般情况下，以安装2套或3套装置为宜。

7.3. 交流电压输入

? 厂用母线电压：Ua，Ub，Uc或Ua，Ub，Uc，Un。一般情况下建议用前者。与N相接

地或B相接地无关。

? 工作电源电压Ugz：可取高厂变分支PT电压或发电机端电压，任一相电压或任一线电

压。

? 备用电源电压Uby：可取备用段PT、高备变分支PT，或高备变高压侧母线PT电压，任

一相电压或任一线电压。

? 工作电源电压与备用电源电压间必须在6KV侧同相。某些场合下，如果工作电源电压

Ugz取发电机端PT电压，或者备用电源电压Uby取高备变高压侧PT电压，而且高厂变或者高备变的高低压绕组之间有角差，在这种情况下，需通过改变发电机端PT接线或者高备变高压侧PT接线，以保证工作电源电压与备用电源电压间在6KV侧同相。例如，有如下的厂用系统接线图6。工作电源电压取发电机端PT电压，高厂变为Y/Y-12接线方式。备用电源电压取自高备变高压侧1PT，高备变为Y/Δ-11接线方式，高备变原边和副边之间存在30°的角差。母线电压取自2PT。

此时，如果发电机端PT电压取自UAC，则备用电压需取1PT的UAN。如果发电机端PT电压取

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自UAB，则备用电压需取1PT的UNB，才能保证工作电源电压和备用电源电压在6KV侧是同相的。相关的向量图见图7。而工作（备用）电源电压与母线电压间的接线角度差可以通过装置内部整定的初始角度差解决，参加前述。

由于引接电压造成的电压幅值差异可通过装置内部调整。

PT1PT YA?A备用取自UAN 2PT1DL2DL高厂变高备变工作取自UAC工作取自UABN?B备用取自UNBYC?CYB图6 快切交流电压引接示意图图7 电压向量示意图

7.4.附图

? 附图1：外部输入输出示意图 ? 附图2：装置面板示意图 ? 附图3：装置背板端子排图 ? 附图4：装置外形尺寸图 ? 附图5：屏面开孔尺寸图

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41装置直流电源DC220V或110V24V地+24V公共端保护起动-+接正母线跳工作开关接正母线合工作开关接正母线跳备用开关接正母线合备用低压开关接正母线合备用高压开关出(予留出口1）口(予留出口2）(予留出口3）闸跳合保护闭锁工作电源分支外开关常开备用电源分支开关常开工作段PT隔离开关常开手动切换起动手动切换方式选择出口闭锁部开1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394042434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384关切换完毕量切换失败输装置闭锁入复归出口闭锁PT断线后备电源失电开关量开关位置异常输投入后加速保护出装置异常予留开入1予留开入2工作电源分支PT电压交流电压输入工作段母线PT电压备用电源分支PT电压交流电流输入分支电流Ia装置失电（予留开出1）分支电流Ib（予留开出2）ABMIN+MIN-485接口GPS对时分支电流Ic232口接便携机并行口接打印机附图1 MFC2000-2 型快切装置外部输入输出示意图

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运行工作动作通信1 MFC2000-2 微机厂用电源快速切换装置 df=0.01Hz就地—＋dq=5.5DegU=100.0%f=50.00Hz U=100.0%备用f=50.00HzU=100.0% 取消U=100.0%Ia=100.0%U=100.0%闭锁 Ib=100.0%f=49.99HzIc=100.0%复位确认通信2发电厂14号机A段快切南京东大金智电气自动化有限公司 WISCOM ELECTRICAL CO., LTD

附图2 MFC2000-2型快切装置面板示意图

交8流量910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940

IaIbIcIa*Ib*Ic*Ugz(Ua)Uby(Ua)(Un)UcUbUaUgz(Uc)Uby(Uc)输入厂用分支开关备用分支开关手动切换方式预留2厂用分支PT工作段PT隔离开关手动切换复归预留1出口闭锁备用段PT工作段母线PT备用分支电流8910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940575859606162636465666768697071727374757677787980切换完毕切换失败后备失电装置闭锁开位异常出口闭锁开关信量输口ABMIN+MIN-81828384PT断线投入后加速保护装置异常装置失电预留输出1预留输出281828384RS485GPS预留出口1预留出口2预留出口3通装开1234567置关电-+量源输入24公保护V共起动地端 +24V保护闭锁。。。。。。。。。。。。123456741424344454647484950515253545556跳工作合工作跳备用合备用低合备用高附图3 MFC2000-2型快切装置

装置背板端子排图

跳合闸出MFC2000-2型微机厂用电快速切换装置技术说明书

口41424344454647484950515253545556出575859606162636465666768697071727374757677787980MFC2000-2型微机厂用电快速切换装置技术说明书

438.6365300东大金智MFC2000-2 微机厂用电源快速切换装置5V+5V运行就地177.8-取消复位+确认-5V工作备用24V动作闭锁IO通信1通信2POWER南京东大金智电气自动化有限公司东大金智482.6 附图4 MFC2000-2型快切装置

装置外形尺寸图 440101.6465 附图5 MFC2000-2型快切装置

屏面开孔尺寸图

18029

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8.附录

鉴定意见

1. 装置设计思想和实现方法先进，用INTEL 96系列单片机测量快速变化的频率、相位和

电压幅值，精度高，速度快。