电力变压器工作原理及保护

“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，使得合闸准确度大大提高。如不计合闸回路的时间偏差，可使合闸角限制在±l0°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，为频差和相角差(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”。残压切换虽能保证电动机安全，但由于停电时间过长，电动机自起动成功与否、自起动时间等都将受到较大限制。如上图情况下，残压衰减到40％的时间约为1秒，衰减到20N的时间约为1.4秒。而对另一机组的试验结果表明，衰减到20％的时间为2秒。

4、厂用电快速切换的实现

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l00ms，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l0ms)，则备用电源合上时角差也很小，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l00ms，对30万机组，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。

快速切换能否实观，不仅取决于开关条件，还取决于系统结线、运行方式和故障类型。系统结线方式和运行方式决定了正常运行时厂用母线电压与备用电源电压间的初始相角，若该初始相角较大，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电压和备用电源电压的频率、相角和幅值变化，此外，保护动作时间和各其它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；二是有的机组有时快速切换成功，有时快切不成功。

快切不成功时最佳的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（如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，有些电厂采用发一变一线路组接线方式，或发电机端直接升高至500KV，而起动(备用)电源则由附近220或110KV变电站提供，在正常情况或某些运行方式下，厂用工作电源与备用电源间存在较大的初始相角差，且该相角差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，这些情况下，同期捕捉切换是必不可少的。

5、关于快速切换时间

快速切换时间涉及到两个方面，一是开关固有跳合闸时间，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周坡为好，国产真空开关通常都能满足。若切换前工作电源与备用电源同相，快切装置以串联方式实现快速切换时，母线断电时间在l00ms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、自启动电流、母线电压的降落及电动机转速的下降等因素对机炉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。

快切装置本身的固有动作时向包括其硬件固有动作时间和软件最小运行时间。一般可小于12ms。6、起备变冷备用的实现

前面所述快切要求母线断电时间在100ms以内，但实际上除了开关合闸时间的影响外，启备变合闸时产生的励磁涌流将影响电压的建立时间，所以在以前的设计中，启备变高低压侧开关