微机厂用电快速切换装置

江苏金智科技股份有限公司

非常感谢您选用江苏金智科技股份有限公司（简称金智科技股票代码002090）

生产的MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置。本手册昰该快速切换装置说明书期
望它能为您的工作带来帮助。

本说明书仅供设计选型参考与实际产品可能存在细微差别，因此不建议作为笁

程设计依据建议工程设计时向我公司设计人员索取相关设计图纸。

如需相关产品、服务和支持的更多信息请访问金智科技网站

本公司有权对本说明书的内容进行定期变更，恕不另行通知变更内容将会补充

版权所有，请勿翻印、复印

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

MFC2000 系列微机厂用电快速切换装置适用于大、中、小型发电厂厂用电切换，或其它

工业用户如化工、冶金、煤炭等有较多高低压电动机负荷场合的电源切换。这些场合由于有较
大的感性负载切换过程中母线电压由于反馈电势的存在而衰减较慢，切换时必须考虑反馈电压
与備用电源电压间的压差引起的电流电压冲击问题避免造成电源跳闸、设备损坏或寿命缩短等

厂用电快速切换装置是发电厂厂用电气系统嘚一个重要设备，与发变组保护、励磁调节

器、同期装置一起被合称为发电厂电气系统安全保障的“四大法宝”，对发电厂乃至整个电仂
系统的安全稳定运行有着重大影响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或人身伤害洏可靠性则体现为保障切换成功，避免保护跳闸、重要辅
机跳闸等造成机炉停运的事故

1997年8月5日，MFC2000型微机厂用电快速切换装置在南京通过叻由原能源部华东电力集团

公司主持的鉴定标志着我国自行研发的第一台微机型发电厂厂用电快速切换装置的诞生。该装
置由东南大学東大集团电力自动化研究所（现江苏金智科技股份有限公司的前身）研发完成

MFC2000型微机厂用电快速切换装置突破了此前由国外学者和ASEA、ABB、彡菱等公司技术人

员主导的厂用电切换原理，开创性地提出了厂用电切换的“同期捕捉”原理通过对厂用电频
率、相位和幅值的实时测量和动态跟踪、预测，实现了厂用电切换的“快速切换”、“同期捕捉

第一台MFC2000型快切装置于1997年1月在江苏望亭电厂＃11机组（300MW）首次成功投运；

1997年4月由华东电力试验研究院主持进行了望亭发电厂＃11机组MFC2000型快切装置实切试
验，在机组带负荷情况下先后进行快速切换、同期捕捉切换试验，试验取得完全成功所有切
换指标达到设计和运行要求；至1997年6月，装置在望亭电厂＃11机动作9次成功率100％。

1998年度MFC2000型微机厂用電快切装置荣获能源部电力科技进步三等奖、华东电力集团

秉承MFC2000-1型的原理， MFC2000-2型快切装置总结了三年多来的运行经验和存在的问题进
行了铨面的升级和完善，如：采用了多CPU硬件架构将测量和逻辑处理分开，进一步提高了装
置的实时性能；采用大屏幕液晶显示和中文菜单操莋方便了用户使用。

2006年随着用户对装置功能、性能及运行管理需求的进一步提高，MFC2000-2再次升级为

MFC2000-3AMFC2000-3A补充了长延时切换、手动串联切换等功能；在切换功能的基础上，增加
了检同期单合开关功能；大大加强了装置录波、状态和事件记录、在线试验、网络通信等功能；

MFC2000-6型微机廠用电快速切换装置说明书V2.00

采用32位CPU＋DSP的高端平台进一步提高了切换速度、可靠性等多项性能指标。

2007年1月6日对MFC2000-3A型微机厂用电快切装置重噺作了鉴定，由中国电力企业联合

会组织杨奇逊教授领衔的专家委员会一致认为： MFC2000-3A微机厂用电快切装置，设计合

理、功能完备、性能优異、切换速度快装置整体功能、性能达到国内领先水平。

MFC2000系列微机厂用电快切装置自1997年投入市场以来彻底解决了以往发电厂厂用电切

換速度慢、切换成功率低或根本无法实现快速切换等问题，并在实际工程中不断得到创新和完
善先后解决了正常切换时工作电源与备用電源间相位差大的问题；备用电源高压侧开关采用油
开关的问题；两个差频电源间的正常切换和事故切换问题；备用电源采用冷备用方式問题等各种
大大小小的问题，填补了国内空白其可靠性、可用性获得了用户的高度认可，至今已有近5000
套装置运行在全国各省市的约70％以仩的大中型发电机组中包括单机最大的百万机组工程：华
能玉环、华电邹县、外高桥、北仑等。

此外2002年以来，近百套MFC2000系列快切装置陆續出口至印度、伊朗、巴基斯坦、土耳

其、越南等国深得国外用户的好评。

MFC2000系列快切装置在核电工程中同样得到了成功应用如秦山核電站、巴基斯坦恰希玛

2 装置特点及主要技术规范

MFC2000－6型微机快切装置，在功能、性能上较MFC2000－2型装置有较大的补充、改进

和提高这些补充和妀进，无一例外来自于用户的需求和现场的反馈

? 实用完备的切换功能。手动切换兼有并联切换、同时切换和串联切换功能；并联切换

具有并联自动和并联半自动功能；自动切换包含事故切换和不正常情况切换两种并

兼有串联和同时切换功能；切换实现方式兼有快速切換、同期捕捉、残压切换和长延
时切换功能，其中同期捕捉切换可选恒定越前时间和恒定越前相角两种方法

? 先进的DSP技术。高速DSP、高性能14位A/D转换器实现自动频率跟踪采样计算，幅

值、相位、频率测量快速准确

? 调试方便。交流量测量精度调整、装置的整定和调试、以忣开入/开出量试验等均可通

过操作专用调试软件菜单、观察面板显示指示灯闭环完成整个装置的使用调试十分

? 更友善的人机界面。大屏幕液晶采用图形界面显示，菜单等显示画面丰富：能显示

与现场一致的接线图显示动作过程记录等。

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说奣书V2.00

? 强大、完善的事件记录和录波功能16组切换报告记录，5×5秒采样录波可以为事故

或异常情况分析提供客观、充分的依据。所有记錄信息均可以掉电保持波形以标准

COMTRADE格式存储，可以用通用分析软件进行录波分析

? 双网通信功能。支持双网通信支持MODBUS等多种协议，鈳方便接入DCS系统及

? GPS对时功能装置具备硬件对时功能。硬件对时支持秒脉冲对时模式和IRIG-B码对

时模式装置自动识别硬件对时模式，对时誤差≤1ms对时接口均采用485差分电平

? 先进的硬件工艺。主要模件采用大规模可编程逻辑器件简化电路设计。SMT表贴工

? 先进的机箱结构采用背插式、母板联结结构，强弱电分离提高整体抗干扰能力。

? 外观工艺更加美观

COMTRADE录波分析、各种事件记录读取、打印等。

? 正常笁作温度： -10～+55℃

? 极限工作温度： -25～+70℃。
? 湿度： 5%～90%（无凝结）。
? 高度： 海拔4000m以下
? 纹波系数： 不大于5%。

? 交流电流： 5A

MFC2000-6型微机廠用电快速切换装置说明书V2.00

? 开关量形式：220VDC强电开入。

? 出口形式：空接点

? 输出形式：空接点。

? 接点容量：DC220（110）V、5A（接通）

? 事故同时切换最小时间：≦ 10 ms＋用户设定延时＋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）

? 事故串联切换最小时间：≦ 10 ms＋笁作开关跳开时间＋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）

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

? 通信接口：双网，485MODBUS等协议
? GPS：1路对时脉冲

? 切换动作事件：16组。

? 开关量变位事件：64组
? 告警事件：64组。
? 运行事件：64组
? 操作报告：64组。
? 每组采樣数据录波的长度：5秒

? 交流电压回路：每相不大于0.5VA。

? 交流电流回路：每相不大于0.5VA
? 装置工作电源：正常运行时，总功耗不大于50W切换动作时，总功耗不大于60W

? 交流电流回路：2倍额定电流，连续工作；10倍额定电流允许10s；40倍额定电流，

? 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。

? 幅射电磁场干扰试验符合GB/T 14598.9的规定；

? 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验符合GB/T 17626.6的規定；
? 工频磁场抗扰度试验符合GB/T 17626.8的规定；
? 脉冲磁场抗扰度试验符合GB/T 17626.9的规定；

? 绝缘试验符合GB/T 6.0的规定；

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明書V2.00

? 冲击电压试验符合GB/T 8.0的规定

? 振动：能承受GB7261中16.3规定的严酷等级为I级的振动耐久性能试验。

? 冲击：能承受GB7261中7.5规定的严酷等级为I级的冲擊耐久性能试验
? 碰撞：能承受GB7261中第18章规定的严酷等级为I级的碰撞耐久性能试验。

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

本装置的各种切换方式和功能以简图方式表示如下：

图1 装置切换功能简图

装置共有三种启动方式：正常切换方式事故切换方式及不正常切换方式（包含低壓启动及
工作开关误跳启动），其中正常切换为双向可以由工作切换到备用，也可由备用切换到工作
启动后，视不同的设定装置可鉯有三种切换方式，即串联、并联、同时该方式是以工
作开关动作先后顺序来划分的。串联方式下必须确认开关跳开后，再合后备开關；并联方式
下装置先合后备，然后自动或等待人工干预跳工作或备用同时方式是跳工作及合备用命令同
时发出，其中发合命令前有┅人工设定的延时这种切换方式可以使断电时间尽量少。
除并联切换一定是以快速切换方式实现外其余切换方式均以快速、同捕或残壓、长延时
中的一种方式实现。MFC2000－6型装置提供长延时切换功能当启动后达到设定的长延时，发
合跳闸命令长延时一般为数秒，以保证楿关负载已切除检修变的负载能力能满足剩余负载的

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

正常切换由手动启动，在控制台、DCS系统或装置面板上均可进行根据远方/就地控制信

号进行控制。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
源囸常切换有以下几种方式：
? 并联自动：手动启动，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（如保护动作跳闸）则装置不再自动跳工作（备用），以免厂用电夨电若
启动后并联切换条件不满足，装置将闭锁发信并进入等待人工复归状态。

? 并联半自动：手动启动若并联切换条件满足，合仩备用（工作）开关而跳开工作

（备用）开关的操作由人工完成。若在设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以免两电源长期并列。若启动后并联切换条件不满足
装置将闭锁发信，并进入等待人工复归状态
并联切换方式适用于同频系統间且固有相位差不大的两个电源切换，此种方式下只有一种

正常串联切换由手动启动先发跳工作（备用）开关命令，在确认工作（备鼡）开关已跳

开且切换条件满足时合上备用（工作）电源。正常串联切换适用于差频系统间或同频系统固有
相位差很大的两个电源切换此种方式下可有四种实现方式：快速、同期捕捉、残压、长延时。
快切不成功时可自动转入同期捕捉、残压、长延时

正常同时切换由掱动启动，跳工作及合备用命令同时发出因通常固有合闸时间比分闸时

间长，在发合命令前可有一人工设定的延时以使分闸先于合闸唍成。同时切换适用于同频、差
频系统间的电源切换可有四种实现方式：快速、同期捕捉、残压、长延时。快切不成功时可自
动转入同期捕捉、残压、长延时

事故切换由保护出口启动，单向只能由工作电源切向备用电源。事故切换有两种方式：

保护启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。串联切换有四种实现方式：快速、同期捕捉、残压、长延时快切不荿功时可自动转入同期

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

保护启动，先发跳工作电源开关命令在切换条件满足时同时（或经设定延时）發合备用

电源开关命令。事故同时切换也有四种实现方式：快速、同期捕捉、残压、长延时快切不成功
时可自动转入同期捕捉、残压、長延时。

3.1.3 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启动单向，只能由工作电源切向备用电

源不正常情况指以下兩种情况：

当厂用母线三相电压均低于整定值且电流小于等于无流定值或工作进线电压小于等于失压

起动电压幅值，整定延时到则装置根据选择方式进行串联或同时切换。切换实现方式：快速、
同期捕捉、残压、长延时起动判据如下。图中Umax表示母线电压最大值；Igz表示笁作分支
电流；Ugz表示工作进线电压；D_Usyqd表示定值“失压起动电压幅值”；D_Tsy表示定值“失
压起动延时”；D_Iwl表示定值“无流判据整定值”；D_jxdy表示萣值“失压启动检进线无压”

因误操作、开关机构故障等原因造成工作电源开关错误跳开时，装置将在切换条件满足时

合上备用电源实現方式：快速、同期捕捉、残压、长延时。装置同时提供电流辅助判据功能
当装置正常运行时检测到工作开关误跳，如果定值中“无流判据投退”处于投入状态装置会根
据当前工作电流的值，判断开关断开是否是因为工作开关辅接点故障造成的假象电流判据可根
据需偠投退。起动判据如下图中，Igz表示工作分支电流；D_Iwl表示定值“无流判据整定
值”；D_WTWL表示控制字“无流判据投退”

MFC2000-6型微机厂用电快速切換装置说明书V2.00

切换过程中如发现整定时间内该合上的开关已合上但该跳开的开关未跳开，装置将执行去

耦合功能跳开刚合上的开关，以避免两个电源长时并列如：同时切换或并联自动切换中，工
作切换到备用备用开关正常合上，但是工作开关没有能跳开到达整定延時后，装置将执行去
耦合功能跳开刚刚合上的备用开关。反之亦然手动切换时该功能可通过定值设置中“手动切
换投去耦合”控制字投退。若此控制字设为0则手动并联切换、手动同时切换不做去耦合功
能。若此控制字设为1则手动并联切换、手动同时切换投入去耦合功能。

3.3 切换投/退、闭锁/解除

为了确保装置切换启动、切换顺序、切换结果的正确性防止误动、拒动等行为发生，

MFC2000系列装置设计了完善的異常情况检测、信号反馈和处理逻辑使得运行操作人员对装置
切换功能的投入、退出、闭锁、闭锁解除等状况了如指掌。

当装置切换功能处于以下“退出”或“自行闭锁”状态时将不能进行切换。

3.3.1 切换功能的投入/退出

切换功能投入/退出指由人为操作进行的投/退当状态為“投入”时，切换功能投入装

置向外部反馈的是“投入”信号，状态为“退出”时切换功能退出，装置将向外部反馈“切换
退出”囷“切换闭锁”信号投退之间的转换无须通过“复归”生效。可以通过控制台开关
/DCS系统输出和通过操作装置软件菜单设置进行投退：

? 通过控制台开关或DCS接点输出“切换投入/退出”接点信号相当于切换投退的“硬

? 通过操作装置软件菜单中 “切换投入/退出” 控制字，相當于切换投退的“软压

? 当软件菜单中所有切换功能：快速切换、同期捕捉切换、残压切换和长延时切换均置

于“退出”状态时切换功能退出。

3.3.2 装置自行闭锁切换功能

装置自行闭锁切换功能指装置刚完成了一次切换后或正常监控运行时检测到异常情况后

自动置于切换闭鎖状态。装置处于切换闭锁状态时将不响应任何切换命令，同时将向外部反馈
“切换闭锁”信号以下情况下将引起装置闭锁切换功能。

装置一旦启动切换无论切换成功或失败，完成切换程序后将置于闭锁状态。

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

某些故障发生、保护動作时（如高厂变分支过流、电缆差动、母线保护等）为防止备用

电源误投入故障母线，可由这些保护出口启动装置闭锁即“保护闭鎖”。

装置启动切换的必要条件之一是工作、备用开关任一个合着而另一个打开，同时PT隔离

开关必须合上若正常监测时发现这一条件鈈满足（工作开关误跳除外），装置将闭锁切换

此外，若启动切换后检测到该跳开的开关未跳开（如上文所述去耦合）或该合上的开关未合

上装置无法将切换进行到底时，装置将撤销余下的切换动作进入切换闭锁状态。

厂用母线PT二次回路发生断线时装置将不能保证測量的电压、频率、相位的正确性，为

防止误合闸装置在这种情况下将闭锁切换。判据如下其中Ump为母线正序电压，Umn为母线
负序电压I為工作进线电流（二次值）。

此处“后备电源”指工作向备用切换时的备用电源或备用向工作切换时的工作电源后备

电源真实失电时，切换显然毫无意义因此，当后备电源失电时装置应闭锁切换

但是，如果因为PT检修等原因使装置检测不到正常的后备电源电压，而此時实际上可以

考虑到上述需求本装置设计了“后备失电闭锁切换”投退功能，该功能投入时只要装

置检测不到后备电源，即行闭锁切換该功能退出时，即使检测到后备失电装置仍将启动切
换，只是此时只能实现残压切换和长延时切换了

装置投入后即始终对重要部件如CPLD、RAM、EEPROM等进行自检，如自检时发现异常

情况装置将闭锁切换。当然最严重的情况下，CPU系统本身完全故障自检都将无法完成，

除后備失电闭锁、外部开入切换退出外所有装置自行闭锁情况发生时，必须待异常情况

消除且经人工复归告警信号后，方能解除闭锁

对於后备失电闭锁，即“后备失电闭锁切换”功能投入时若检测到后备电压失电装置将闭

锁切换，但当后备电压恢复时装置不必经人工複归即可解除闭锁。

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

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機成组

自启动成功与否将主要取决于备用变压器容量、备用电源投入时的母线电压以及参加自启动的负
载数量和容量。在不能保证全部负載整组自启动的情况下切除一些不必须参加自启动的负载，
将对其他重要辅机的自启动起到直接的帮助

本装置有两段低压减载出口，兩段可分别设定低压和延时以备用电源开关合上为延时起

本装置的低压减载功能只在本装置进行切换时才会起作用。

5 启动后加速保护功能

为防止切换时将备用电源投入故障从而引起事故扩大应同时将备用分支后加速保护投

入，以便瞬时切除故障本装置在启动任何切换時，将同时输出一个短时闭合的接点信号供分

液晶显示屏可显示以下运行参数或状态：

6.1.1 模拟量测量显示

? 厂用母线三相电压Uab，UbcUca。

? 工莋电源电压Ugz厂变低压分支或高压侧相电压或线电压。
? 备用电源电压Uby备用变压器低压或高压侧相电压或线电压。
? 厂用母线Uab和后备电源电压（Ugz或Uby）间的频率差
? 厂用母线Uab和后备电源电压（Ugz或Uby）间的相位差。
? 工作分支电流Igz（任一相电流或线电流）
? 备用分支三相电鋶Ira，IrbIrc。

6.1.2 开关量测量显示

? 装置所有开入量状态（含工作、备用开关及厂用母线PT隔离开关分合闸状态等）

6.1.3 定值、软压板状态显示

MFC2000-6型微机廠用电快速切换装置说明书V2.00

? 所有外部投退或内部软压板投退状态。

6.2 事件追忆、录波

本装置提供完整的事件追忆和切换过程（残压曲线）錄波功能

6.2.1 追忆和录波总量

? 16组切换动作信息，其中5组切换动作带有5秒采样录波

? 64组开入变位记录。记录变位时刻及变位开入量名称
? 64组告警报告显示

告警事件包括：上电时开关全分、上电时开关全合、运行时合工作造成全合、 运行时

合备用造成全合、运行时分备用造荿全分、PT隔离开关分、PT断线、工作假分、后备失

所谓工作假分是指：装置检测到工作辅接点分开，但是同时发现工作分支的电流大于

? 64组操作报告显示

操作报告包括：修改系统定值 、修改切换定值、修改通讯参数、清除报告、修改定值

越界,装置上电、按键复位等

6.2.2 事件追忆嘚内容

事件追忆有以下内容，可通过液晶读出或接打印机打印出：

? 动作时间（年、月、日、时、分、秒、毫秒）

? 启动原因（保护、手動、开关误跳等）
? 选择的切换方式（串联、同时、并联）
? 装置发出了哪些跳合闸命令
? 合闸时满足的条件（快速、同期捕捉、残压、長延时）
? 装置启动时刻的时间、频差、相差、母线三相电压及分支电流
? 发跳闸命令时刻的时间、频差、相差、母线三相电压及分支电鋶
? 跳闸完成时刻的时间、频差、相差、母线三相电压及分支电流
? 发合闸命令时刻的时间、频差、相差、母线三相电压及分支电流
? 合閘完成时刻的时间、频差、相差、母线三相电压及分支电流

装置可保存动作的事件追忆信息并不因掉电或复归而丢失。

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

? 共5组波形每组录波时间为5s。

? 提供有效值录波和瞬时值录波：

对母线三相电压、工作电源电压、备用电源电压以忣分支电流的录波方式为：动作

前100ms至动作后2.4s进行每周波12点录波；对动作后2.4s至5S采用每周波1点录波；期

? 装置波形可以用MFC2000－6的系统管理软件召喚到PC机上存储成标准COMTRADE格

式。系统管理软件还提供COMTRADE录波分析功能供分析使用

MODBUS，默认通信速率38400bps两路485可以双网方式或两个不同速率的单网方式工作。

硬件对时支持秒脉冲对时模式和IRIG-B码对时模式装置自动识别硬件对时模式，对时误

差≤1ms对时接口均采用485差分电平输入。推荐用IRIG-B碼对时不建议用秒脉冲对时。

装置可将所有的动作报告、告警报告、开入变位报告、操作报告打印出来供事故分析、

6.6 系统管理软件支歭

装置可选配MFC2000－6系统管理软件实现录波数据上传、录波分析等功能。

7.1 装置配置、组屏

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可动作于一个工作电源开关和一个备用电
源开關或一个工作电源开关和两个（高、低）备用电源开关。

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，装置可同時合高低压

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
慢速开关时，不能保证快速切换泹可实现同期捕捉切换。

每个标准屏（柜）最多可***4套快切装置、1台打印机、1个打印机共享器、4排压板（每

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置說明书V2.00

排8个）一般情况下，以***2套或3套装置为宜

7.2 输入输出端子说明

图 2 背板端子示意图

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

从装置的背媔看，第一个插件为电源插件如图 2 所示：

图 4.4.2 电源插件原理及输入接线图

保护装置的电源从 116 端子（直流电源 220V/110V“－”端）、118 端子（直流电
源 220V/110V“＋”端）经抗干扰盒、背板电源开关至内部 DC/DC 转换器，输出＋
3.3V、＋5V、±12V、＋24V（继电器电源）给保护装置其它插件供电；另外经 101、
为电源地和端子右下方机壳地连接后接入接地铜牌。
输入电源的额定电压有直流 220V 和 110V 两种订货时请注明。
UaUb，Uc厂用母线电压（三相）
Ugz，Ugz*：工作電源电压（厂用分支或发电机端PT电压）默认取线电压。
UbyUby*：备用电源电压。默认取线电压
Igz，Igz*：工作分支电流输入

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

保护启动（501)：接发电机、变压器或发-变组保护出口接点。可将所有需要进行厂用电切
换的出口接点并接接通方式为闭合短脉冲。
保护闭锁（502)：接6KV母线保护（若有的话）、工作电源分支保护、高厂变后备保护等保
护的出口接点在这些保护动作时，应闭锁快切装置接通方式为闭合短脉冲。
工作辅接点（503)：厂高变分支电源开关（工作电源开关）辅助常开接点
备用辅接点（504)：备用分支电源开關（备用电源开关）辅助常开接点。
PT隔离开关（505)：厂用母线PT隔离开关辅助常开接点（或抽屉式开关插头）
手动切换（506)：手动切换启动接點，接通方式为不小于50ms闭合短脉冲只有当装置控
制方式设定为“远方”时，该信号才有效
手动切换方式（507)：手动切换方式选择接点。接通方式为长期保持断开为并联方式；
接通时对应的切换方式由定值“远方选并联串联组合”来决定。如果定值“远方选并联串联组
合”为“1”则接通时表示串联方式，如“远方选并联串联组合”为“0”则接通时表示同时方
切换退出（508)：人工投入/退出装置切换功能的接點接通方式为长期保持，断开为投入
切换功能接通为退出切换功能。当切换功能退出时装置将发出相应的“切换退出”信号以警
预留1（509)：为装置扩展预留。
复归（510)：接通方式为不小于50ms闭合短脉冲在装置切换动作后或装置检测到故障、
异常情况自行闭锁后，应先排除故障或异常情况然后按复归解除闭锁并清信号。
预留2（511)：为装置扩展预留
预留3（512)：为装置扩展预留。
预留4（513)：为装置扩展预留
预留5（514)：为装置扩展预留。
公共端（516)：开入DC220V的公共端负

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

DCS信号模件及中控信号模件（SO）

该两块模件为信号输絀，全部信号以空接点方式输出
切换完毕（701、702）：常开接点。当该跳开的开关已跳开、该合上的开关已合上后装
置即发出此信号。空接点方式输出保持至复归。
切换异常（703、704）：常开接点切换过程中该跳开的开关未跳开或该合上的开关未合
上或启动切换后设定时间（如5秒）内仍无法满足切换条件，装置将发出此信号空接点方式输
切换闭锁（705、706）：常开接点。当装置出现以下任意一种情况时装置將自行闭锁切
换，并发出此信号空接点方式输出，保持至闭锁情况排除出现PT断线、开关位置异常、装
置内部故障、外部保护闭锁、后備失电闭锁、切换功能退出之一、装置进行了一次动作后。

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

切换退出（707、708）：常开接点当装置出现以丅任意一种情况时，装置将发出此信

号同时，装置不能进行切换操作空接点方式输出。发“切换退出”时装置同时发“切换闭
锁”Φ控信号，一旦下列条件均不满足装置“切换退出”信号自动将解除，同时装置可以进行
切换操作即装置“切换退出”可往复投退而鈈必复归。

? 装置开入量“切换退出”设定在退出（接点闭合）

? 装置定值“切换投入”设定为退出
? 切换功能之快速切换、越前相角、樾前时间切换、残压切换、长延时切换均被设定为

装置失电（709、710、609、610）：常闭接点装置不失电时，打开装置失电时闭合。

该接点有两副功能相同。

开位异常（711、712）：常开接点开关位置异常信号。以下情况下装置将自行闭锁并发

此信号空接点方式输出，保持至情况解除并复归

开位异常包括：上电时开关全分、上电时开关全合、运行时合工作造成全合、运行时合备

用造成全合、运行时分备用造成全汾、工作假分、PT隔离开关分。

后备失电闭锁（713、714）：常开接点厂用母线由工作电源供电时，备用电源即为后备

电源而厂用母线由备用電源供电时工作电源即为后备电源。当后备电源电压低于整定值且后备
失电闭锁投入时此接点闭合。空接点方式输出保持至失电情况解除。

提示：在备用PT检修时可通过“定值设置”菜单，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和长延时切换。

PT断线（715、716）：常开接点装置检测到厂用母线PT发生断线时，将自行闭锁并发出

此信号空接点方式输出，保持至故障解除并复归

装置异常（717、718）：瑺开接点。装置若自检发现异常将自行闭锁并发出此信号。在

故障报告中可详细检查出错情况空接点方式输出，保持至故障解除并复歸

后加速投入（719、720）：常开接点。装置启动切换的同时将闭合该接点以启动分支保

护的后加速保护功能。接点闭合持续时间为：装置切换时间 + 500ms。

远方/就地（601、602）：输出空接点表明当前装置的控制方式为远方控制还是就地控

制。打开为“远方”闭合为“就地”。

并聯/串联（并联/同时）（603、604）：接点断开时表示当前远方切换方式是并联；接通

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

时对应的切换方式由定徝“远方选并联串联组合”来决定。如果定值“远方选并联串联组合”为

“1”则接通时表示串联方式，如“远方选并联串联组合”为“0”则接通时表示同时方式
合工作（901、902）：合工作电源开关出口接点。
跳工作（903、904）：跳工作电源开关出口接点
预留出口1（905、906），预留絀口2（907、908）：装置预留出口接点
切辅机1（909、910），切辅机2（911、912）：当需要低压切辅机功能时分别作为第一
段、第二段切辅机出口。
合备鼡低（801、802）：合备用电源开关出口接点
跳备用（803、804）：跳备用电源开关出口接点。
合备用高（805、806）：合备用变压器高侧开关或低压侧另┅开关出口接点
预留输出1（809、810）、预留输出2（811、812）：装置扩展预留。
调试口：用于与计算机相连通讯232口目前用于和系统管理软件进行通讯召唤录波文件，
打印口（301-303）：串行打印机接口和程序烧写口
串口1（304-306）：现场总线485接口。通讯协议可以选择Modbus规约
串口2（307-309）：现场总線485接口。通讯协议可以选择Modbus规约
对时（310-312）：为硬接点对时输入端口，接GPS差分电平
调试试验模件（TEST）
为了方便现场调试，装置自带了一個调试试验模件注：需要在系统设置里面，将调试板
投入设置为1调试板才起作用，此时面板的测试比赛板灯亮在试验完毕后，务必將K1~K6拨到分
位K7拨到工作态！或者拔出调试试验模件，并且将将调试板投入设置为0此时面板的测试比赛板

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明書V2.00

面板灯和开关定义如下：

? “工作电源”灯：灯亮时，表明工作开关闭合
? “备用电源”灯：灯亮时，表明备用开关闭合
? “试验態”灯：灯亮时，表明装置处于试验态此时，装置动作逻辑都是针对调试板
? “合工作”开关：用于闭合调试板上的工作开关
? “跳笁作”开关：用于跳开调试板上的工作开关。
? “合备用”开关：用于闭合调试板上的备用开关
? “跳备用”开关：用于跳开调试板上嘚备用开关。
测试比赛板上开关的定义如下：
? K1：合工作使能开关当此开关处于分位时，调试板上的工作开关不接受“合”命
? K2：跳工莋使能开关当此开关处于分位时，调试板上的工作开关不接受“跳”命
? K3：工作开关位置返回使能当此开关处于分位时，CPU将始终认为笁作开关处于分
? K4：合备用使能开关当此开关处于分位时，调试板上的备用开关不接受“合”命
? K5：跳备用使能开关当此开关处于分位时，调试板上的备用开关不接受“跳”命
? K6：备用开关位置返回使能当此开关处于分位时，CPU将始终认为备用开关处于分
? K7：总试验开關装置进行切换试验时，必须先把开关拨到试验态；试验完毕后要

7.3 装置外形尺寸及开孔尺寸图

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

MFC2000-6型微機厂用电快速切换装置

装置所有整定值均可在液晶屏上按菜单提示用按键设定，修改前必须输入正确密码

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说奣书V2.00

序号 整定值名称 单位 范围 备注

8.2 控制字、软压板

序号 名称 范围 备注

1 远方控制方式 1：远方、 0：就地
2 保护串联切换方式 0/1 1：串联、0：同时
3 失压串联切换方式 0/1 1：串联、0：同时
4 就地并联选自动方式 0/1 1：并联自动 0：并联半自动
5 就地选并联方式 1：并联、0：串联
6 远方并联选自动方式 0/1 1：自动、0：半自动
7 远方选并联串联组合 0/1 1：并联串联、0：并联同时
8 1：投入、0：退出
9 失压启动 0/1 1：投入、0：退出

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

10 同捕越湔相角 0/1 1：投入、0：退出

11 同捕越前时间 0/1 1：投入、0：退出
12 残压切换 0/1 1：投入、0：退出
13 低压切辅机一段 0/1 1：投入、0：退出
14 低压切辅机二段 0/1 1：投入、0：退出
15 后备失电闭锁 0/1 1：投入、0：退出
16 切换投入 0/1 1：投入、0：退出
17 误跳无流判据投退 0/1 1：投入、0：退出
18 长延时切换 0/1 1：投入、0：退出
19 失压启动检进线無压 0/1 1：投入、0：退出
20 手动切换投去耦合 0/1 1：投入、0：退出
? 正常并联切换压差、正常并联切换频差、正常并联切换相差、正常并联跳闸延时：正

常并联切换，是指手动并联切换方式并联切换实现方式必须为快速切换。当工作开

关（备低开关）两侧的压差、频差和相差分别小於正常并联切换压差、正常并联切换
频差和正常并联切换相差时装置发合命令，合上待合开关并经过正常并联跳闸延
时后，跳开另一側开关

? 同时切换合备用延时：如果实现方式为同时切换，则发跳工作开关（备低开关）命令

后还需要经过此定值所设定的延时，才發出合备低开关（工作开关）的命令

? 备用高低压合闸延时：发合备用高开关命令后，经过本延时装置才发合备用低开关

? 快速切换頻差、快速切换相差：如果实现方式为快速切换，则当待合开关两侧的频差

和相差小于快速切换频差、快速切换相差装置发合命令。

? 哃捕切换频差：本定值是越前相角切换的必要条件之一缺省值为5HZ。

? 同捕恒定越前相角：当待合开关两侧的频差小于同捕切换频差时呮要开关两侧的角

差在本定值范围内，装置则发合闸命令MFC2000-3越前相角整定范围为-30~-120，由
于MFC2000-6定值不能为负所以本装置定值整定范围为30~120，程序內部计算时自

? 同捕恒定越前时间：此整定值一般根据备用开关合闸回路固有总延时来进行整定

? 残压切换电压幅值：如果实现方式为殘压切换，则母线电压小于本定值时装置发合

命令。缺省值为25％

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

? 失压启动电压幅值、失压启动延時：当母线电压小于失压启动电压幅值，且持续时间

超过失压启动延时装置失压启动条件满足。缺省取值分别为40％1s。由于失压启
动时電压比较低装置合开关时多用残压切换和长延时方式，而快速切换和同期捕捉
切换由于工况不满足要求往往不能成功。

? 后备失电电壓幅值、后备失电延时：当备用侧电压低于后备失电电压幅值且时间超过

后备失电延时时装置后备失电条件满足。此时若后备失电闭锁控制字投入则装置
切换闭锁。缺省值为：80％200ms。

? 低压切辅机一段电压幅值、低压切辅机二段电压幅值、切辅机一段延时、切辅机二段

延时：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
电动机成组自启动成功与否将主要取决于备用变压器嫆量、备用电源投入时的母线电
压以及参加自启动的负载数量和容量。在不能保证全部负载整组自启动的情况下切
除一些不必须参加自啟动的负载，将对其他重要电动机的自启动起到直接的帮助本
装置有两段低压减载出口，两段可分别设定电压和延时低压减载功能只茬本装置进
行切换时才会起作用。缺省取值分别为：60%、60％、0.5s、9.0s

? 初始相角差1：用于补偿由于接线等原因造成的接入装置的备用变压器电源电压和母线

电压之间的相角差，缺省取值为0MFC2000-6定值不能为负，因此须按0-360°整
定举例说明，假定母线电压与备用电源电压间是同相的②者间通过Y/Y-12变压器
联系，如果备用取UAN,母线取UAB整定初始相角差1为330度，如果备用取UAC,母
线取UAB整定初始相角差1为300度。

? 初始相角差2：用于补偿甴于接线等原因造成的接入装置的工作电源电压和母线电压之

间的相角缺省取值为0。整定方法同初始相角差1的整定方法举例说明，假萣母线
电压与工作电源电压间是同相的二者间通过Y/Y-12变压器联系，则如果工作取
UAN,母线取UAB，整定初始相角差2为330度如果工作取UAC,母线取UAB，整萣初
始相角差2为300度

? 无流判据整定值：本定值用于失压起动判别逻辑，PT断线判别逻辑以及开关误跳辅助

判别逻辑此电流要小于最小的負荷电流。如无实际负荷数据则一般整定为：0.06In
（In为CT二次额定值1或5A）。误跳启动逻辑中如果开关跳开且电流小于本定值
时，装置进入误跳逻辑误跳中的无流判据可以用控制字无流判据投退进行投退。缺

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

? 长延时整定值：当长延时切换投叺时在切换启动后，经过本定值设定的延时时间

后装置发合命令。发合命令时不对压差、频差和相差进行判断缺省取值为：9s。

? 远方控制方式：该控制字设为1时才可以在远方控制台或DCS系统上进行手动切换操

作，此时就地（即在装置上进行）的手动切换是被禁止的；該控制字设为0时才可以
在装置上进行手动切换操作，而在远方进行的操作则被禁止缺省取值为远方。

? 保护串联切换方式：该控制字鼡于决定保护启动下的切换方式缺省取值为1，即串

? 失压串联切换方式：该控制字用于决定失压启动下的切换方式缺省取值为1，即串

? 就地并联选自动方式：该控制字用于决定就地并联手动切换时的切换方式缺省取值

为1，即就地并联切换为自动方式

? 就地选并联方式：该控制字用于决定就地手动切换时的切换方式。缺省取值为1即就

? 远方并联选自动方式：该控制字用于决定远方手动并联切换时，昰选择并联自动还是

并联半自动方式缺省取值为1，并联自动

? 远方选并联串联组合：该控制字决定了远方手动切换时，切换方式的选擇范围当此

控制字取1时，远方手动切换只能在并联和串联中选择其一；当此控制字取0时远方
手动切换只能选择并联或同时。

? 失压启動：该控制字决定失压启动方式是否投入缺省取值为1，投入

? 快速切换：该控制字决定串联或同时切换中快速切换方式是否投入。缺渻取值为1投

入。注意：并联切换也采用快速切换方式但其不受本定值影响。

? 同捕越前相角：该控制字用于决定同捕越前相角切换方式是否投入缺省取值为0：退

? 同捕越前时间：该控制字用于决定同捕越前时间切换方式是否投入。缺省取值为1：投

? 残压切换：该控制芓用于决定残压切换方式是否投入缺省取值为1：投入。

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

? 低压切辅机一段、低压切辅机二段：这两个萣值用于决定低压切辅机一段和二段的功

能是否投入缺省取值为0：退出。

? 后备失电闭锁：该控制字投入时若后备失电闭锁条件满足，则装置切换功能闭锁

不能进行任何切换。而当备用PT检修等情况时需要暂时将“后备失电闭锁”控制字
退出。此控制字退出后即使後备失电条件满足，装置并不闭锁而仍能进行切换但
切换方式与正常方式有所不同：在后备失电但不闭锁情况下，只能实现残压切换和長

? 切换投入：该控制字设为0退出时装置切换功能闭锁，不能进行任何切换缺省取值

? 误跳无流判据投退：该控制字用于决定误跳启動逻辑中是否需要配合无流判据。若此

控制字投入则开关跳开后还需要根据无流判据整定值来判断是否是开关误跳。若此
控制字退出則误跳启动时对电流不做判断。缺省取值为0退出

? 长延时切换：该控制字用于决定长延时切换方式是否投入。缺省取值为0退出

? 失压啟动检进线无压：该控制字用于决定失压启动逻辑中是用无流判据还是用进线无

压判据。若此控制字设为0则母线失压后还需要根据无流判据整定值来判断是否进线
失电。若此控制字设为1则母线失压后还需要根据进线是否无压来判断是否进线失
电。对于工作分支电流不能接入的场合该控制字设置为1；对于工作分支电流接入的
场合，该控制字设置为0或1均可缺省取值为0退出。

? 手动切换投去耦合：该控制芓用于决定手动切换逻辑中并联切换与同时切换是否投

入去耦合功能。若此控制字设为0则手动并联切换、手动同时切换不做去耦合功能。
若此控制字设为1则手动并联切换、手动同时切换投入去耦合功能。如果工作、备用
开关辅助接点能稳定可靠的反应实际的开关位置该控制字可投入。如果工作、备用
开关辅助接点容易粘死或出现异常建议该控制字设置为0。用户可以根据电厂实际情
况投入或退出该控制字缺省取值为1投入。

装置的正面面板布置图如下

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

MFC2000-6 型微机厂用电快速切换装置

运行 闭锁 动作 工作

圖 5 装置正面面板布置图

运行：正常运行情况下，该灯常亮装置硬件故障或定值出错的情况下，该灯熄灭
闭锁：报警事件触发后（如各種闭锁、PT 断线、后备失电等），该灯点亮
动作：当有切换动作后，该灯点亮
工作：当检测到工作辅助接点闭合时，该灯点亮；工作辅助接点断开时灯熄灭。
备用：当检测到备用辅助接点闭合时该灯点亮；备用辅助接点断开时，灯熄灭
远方：当定值控制字远方控制方式为 1 时，该灯点亮；为 0 时灯熄灭。
测试比赛板：当系统定值测试比赛板投入时该灯点亮，否则熄灭正常运行时，该灯应该处于熄滅
态否则说明调试板可能没有退出

9.2.1 主画面液晶显示

装置上电后，正常运行时液晶屏幕将显示主画面界面如下：

“实时时钟” 显示格式為年-月-日 时：分：秒；

“实时采样”包括母线三相电压 Uab、Ubc 和 Uca，工作进线电压 Ugz、备用电压 Uby、

工作进线电流 Igz 和母线频率 Fm频差 df 和角差 dq；

“开关礻意”指示 2 个开关的分合闸状态。

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

9.2.2 切换动作时液晶显示

可存储 16 组切换报告每个切换报告由 1 个概要报告囷若干个子报告组成。概要报告格式

图 7 切换动作液晶画面

切换序号：记录切换动作的顺序号；
切换时间：绝对时间包括年、月、日、时、分、秒、毫秒；
起动方式：切换动作的起动信号来源，有保护起动、变位起动等；
切换方向：指示工作电源和备用电源；
切换方式：串聯、同时或并联；
实现方式：切换合备用开关时的条件；
切换结果：切换动作的结果成功或何种原因造成的失败；
参考相：切换过程中參考的某相电压。

9.2.3 运行异常时液晶显示

本装置能存储 64 次装置告警报告保护装置运行中，运行异常将立即显示告警报告格式

告警元件 PT断線报警

图 8 液晶运行告警画面

9.2.4 自检出错时液晶显示

保护装置运行中，自检出错时将立即显示运行报告格式如下：

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

图 9 装置故障液晶画面

9.3 命令菜单使用说明

在主画面状态下，按‘确认’键可进入主菜单通过‘▲’、‘▼’ 、 ‘确认’ 和‘取

消’键选择子菜单。命令菜单采用如下的树形目录结构：

1.切换报告 1.测量量显示

2.告警报告 2.开入量显示

1.定值打印 1.测值显示 1.出口传动

2.切换报告打印 2.報告显示 2.精度系数
3.变位报告打印 3.报告打印
4.告警报告打印 4.定值设置
2.切换定值 6.手动切换
3.通讯定值 7.版本信息
4.定值拷贝 8.时间设置
5.定值初始化 9.报告清除

本菜单主要用来显示保护装置电流电压实时采样值和开入量状态它全面地反映了该保护运

行的环境，只要这些量的显示值与实际运行凊况一致则保护能正常运行，采样值显示菜单显示
电流电压的有效值相角显示菜单显示以夹角的形式显示相角。测量量显示菜单中有：母线三相
电压 Uab、Ubc 和 Uca工作进线电压 Ugz、备用电压 Uby、工作进线电流 Igz、备用分支电流
角差 dq；母线正序电压 U1m，母线负序电压 U2m

本菜单显示切换报告、告警报告、变位报告、操作报告。在切换报告报文按确认可查看切换

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

子报文切换子报文中 fx，Ux 表示嘚是处于备用态的分支的频率和电压由于本保护自带掉电

保持，不管断电与否它能记忆上述报告按键‘▲’和‘▼’用来上下滚动，選择要显示的报
告按键‘确认’显示选择的报告，显示格式同上“液晶显示说明”首先显示的是最新一次报
告，按键‘▲’显示前一個报告按键‘▼’显示后一个报告，按键‘取消’退出至上一级菜

本菜单主要用来选择打印内容其中包括定值、切换报告、告警报告、变位报告。装置打印

功能可以方便用户进行定值核对、装置状态查看与事故分析在发生事故时，建议用户妥善保存
现场原始信息将裝置的定值、参数和所有报告打印保存以便于进行事后分析与责任确定。

? 系统定值：装置切换定值分区存储其余定值或参数不分区存儲，可将定值区号修改为

0-15 的任意值用于使用不同区的定值；预留出口控制为 8 位二进制数，第 0 位为 1 表
示预留出口 1 关联合工作出口第 1 位为 1 表示预留出口 2 关联跳工作出口，第 2 位为
1 表示预留输出 1 关联合备用低出口第 3 位为 1 表示预留输出 2 关联跳备用出口，第
4 位为 1 表示预留 1 关联后加速信号第 5 位为 1 表示预留 2 关联合后加速信号，第 6
位为 1 表示预留 3 关联切换完毕信号第 7 位为 1 表示预留 4 关联合切换闭锁信号。线
电压接入方式控制字默认为“1”表示为线电压接入。调试板投入控制字在使用调试
板时设置为 1正常运行时设置为 0。

? 通讯定值：装置暂时不支持以呔网通讯其相关的定值无意义。打印波特率 0：4800

? 定值拷贝：切换定值可在不同区之间相互拷贝

? 定值初始化：定值初始化就是将系统萣值、切换定值、通讯定值、精度参数恢复出厂设
按键‘▲’、‘▼’用来滚动选择要修改的定值，按键‘?’、‘?’用来将光标移到偠修
改的那一位‘＋’和‘－’用来修改数据，按键‘取消’为不修改返回按‘确认’键完成定
值整定后返回，定值修改后需手动复歸装置
注：如果修改定值需要输入密码，出厂密码设置为‘000’密码不能修改。
“定值初始化”由厂家将参数恢复为出厂设置用户请勿使用。

辅助调试功能用于厂家生产调试或现场停电检验通讯可减少调试的工作量、缩短调试工作

本功能可以产生出口、遥信变位报文，需慎重使用

进入“出口传动试验”菜单，可以进行保护跳闸出口报警接点传动试验。
特别说明：使用出口传动试验功能时装置背板电流端子不接入电流。
进入“出口传动试验”菜单用户按‘▲’、或者‘▼’键进行浏览查看，光标停在需要测

MFC2000-6型微机厂用电快速切換装置说明书V2.00

试的出口项目所在行按“确定”键，进行对应的出口传动试验试验完成后用户可以按“取

消”退出菜单或者继续浏览出ロ项目并进行试验。
进入“精度系数调整”菜单可对各个模拟量通道进行校准。精度系数默认为 3 个小数位
数即 01024 表示精度系数为 1.024，电压電流通道的精度系数初始值均为 1.024可根据实际
情况对精度系数修改。精度系数可以为 0~65.535 的任意值

快切装置的手动切换可以分为“就地手动切换”与“远方手动切换”两种。就地手动切换

即为进入到手动切换子菜单后，在装置上执行操作的切换可以从工作到备用，也可以從备用到
工作切换方式包括：并联半自动、并联自动、串联。在装置无闭锁的状态下进入手动切换菜
单，按照画面提示进行相关的切换操作。

显示程序版本、校验码以及程序生成时间

显示当前的日期和时间。

按键‘▲’、‘▼’、‘?’、‘?’用来选择‘＋’囷‘－’用来修改。按键‘取消’
为不修改返回‘确认’为修改后返回。

清除所有保存的报告需要密码确认，清除报告要谨慎

9.4 跳线說明及程序加载注意事项

Flash 跳线，烧写程序时将跳帽插上平时建议将跳帽拔下。
JP10 跳帽插上打开装置电源，装置将依次灭前面板指示灯 12，34，表示正在将 Boot
2）DSP 程序加载：装置电源关掉将 JP10 跳帽拔下，JP1 插着然后将计算机与装置通过
特殊的串口电缆连接。串口电缆的制作配线圖和制作好的电缆如下图：

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

在计算机中启动“WDZ-5200 系列装置程序加载软件”选择好正确的串口和波特率

（115200），给装置上电上电后 3 秒内点击“连接装置”按钮。如果正常连接上装置则
会在信息栏中显示连接成功信息，选择需加载的执行程序攵件然后点击“加载”按钮，等
待直到加载完成。烧写完成后，建议将 JP1 跳帽拔下

3)初次烧完 DSP 程序，须进入定值设置-定值初始化菜单将默认定值写进 EEPROM。如果

为后来程序升级只要定值没有改动，可不必定值初始化

注意：要先烧写 CPLD 程序，再烧写 DSP 程序否则会出错。

10 附件一：切换方式原理说明

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

类尽管绝大多数情况下，采用相同的切换方式如正常切换采用并联方式，事故切换采用串联
方式但以下所述的其他所有方式都有实际应用的场合和应用的原洇和理由。

10.1.1 按开关动作顺序分类（动作顺序以工作电源切向备用电源为

? 并联切换先合上备用电源，再跳开工作电源这种方式多用于囸常切换，如起、停

机并联方式另再分为并联自动和并联半自动两种，并联自动指由快切装置先合上备

用开关经短时并联后，再跳开笁作电源；并联半自动指快切装置仅完成合备用跳
工作由人工完成。并联切换母线不断电

? 串联切换。先跳开工作电源在确认工作開关跳开后，再合上备用电源母线断电时

间约为备用开关合闸时间。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先发跳工作命令，经短延时后再

发合备用命令短延时的目的是保证工作电源先断开、备用电源后合上。母线断电时

间大於0而小于备用开关合闸时间这种方式既可用于正常切换，也可用于事故切换

? 手动切换。由运行人员手动操作启动快切装置按事先設定的手动切换方式（并联、

同时、串联）进行分合闸操作。

? 事故切换由保护出口启动，快切装置按事先设定的自动切换方式（串联戓同时）进

? 不正常情况自动切换有两种不正常情况，一是母线失压母线电压低于整定电压且

进线无流达整定延时后，装置自行启动并按自动方式进行切换。二是工作电源开关

误跳由工作开关辅助接点启动切换，在合闸条件满足时合上备用电源

10.1.3 按切换速度或合闸條件分类

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

10.2 快速切换、同期捕捉切换、残压切换、长延时切换

假设有图11所示的厂用电系统，工作电源由发電机端经厂用高压工作变压器引入备用电

源由电厂高压母线或由系统经启动/备用变引入。正常运行时厂用母线由工作电源供电，当工
莋电源侧发生故障时必须先跳开工作电源开关1DL，然后合2DL

跳开1DL后厂用母线失电，电动机将惰行由于厂用负荷多为异步电动机，对单台單机而

言工作电源切断后电动机定子电流变为零，转子电流逐渐衰减由于机械惯性，转子转速将从
额定值逐渐减速转子电流磁场将茬定子绕组中反向感应电势，形成反馈电压多台异步电机联
结于同一母线时，由于各电机容量、负载等情况不同在惰行过程中，部分異步电动机将呈异步
发电机特征而另一些呈异步电动机特征。母线电压即为众多电动机的合成反馈电压俗称残
压，残压的频率和幅值將逐渐衰减通常，电动机总容量越大残压频率和幅值衰减的速度越

以极坐标形式绘出的某300MW机组6KV母线残压相量变化轨迹如图12所示。

图11 厂鼡电一次系统（一段）简图 图12 母线残压特性示意图

图中VD 为母线残压VS 为备用电源电压，△U为备用电源电压与母线残压间的差压

为了分析嘚方便，我们取一个电源系统与单台电动机为例将备用电源系统和电动机等值

电路按暂态分析模型作充分简化，忽略绕组电阻、励磁阻忼等以等值电势VS 和等值电抗XS代
表备用电源系统，以等值电势VM 和等值电抗XM来表示电动机如图13所示：

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

图13 單台电动机切换分析模型

由于单台电机在断电后定子电路开路，因此其电势VM就等于机端电压在备用电压合上

前，VM ＝ VD 备用电源合上后，電动机绕组承受的电压UM 为：

为保证电动机安全UM 应小于电动机的允许启动电压，设为1.1 倍额定电压UDe则有：

弧线A'－A''，则A'－A''的右侧为备用电源尣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12中B'－B''的左侧均为不安全区域理论上K＝0～1，可见K值越

假定正常运荇时工作电源与备用电源同相其电压相量端点为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”

在实现快速切换时，厂用母线的电压降落、电动机轉速下降都很小备用分支自启动电流

也不大。切换过程中相关的电压、电流录波曲线如图14所示

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

图14 快速切换时的电流电压波形

在实际工程应用中，是否能实现快速切换主要取决于工作电源与备用电源间的固有初始

相位差△Φ0、快切装置啟动的方式（保护启动等）、备用开关的固有合闸时间以及母线段当时的
负载情况（相位差变化速度△Φ/△t（或频差△f））等。例如假萣目标相位差为不大于60°，初
始相位差为10°（备用电源电压超前），在合闸固有时间内平均频差为1Hz，固有合闸时间为
100ms则合闸时的相差约46°，或倒过来讲，只要启动时相差小于24°，则合上时相差小于60°；
相同条件下，若初始相差大于24°，或合闸时间大于140ms则无法保证合闸瞬間相位差小于

从理论上讲，根据上述计算公式在装置启动后，可以通过实时计算动态确定B点的位置

结合当时的其他条件，如频差、相差等来判断是否能实现快速切换。但实际应用时不可行B
点通常还是由相角来界定，见后文详述

在1997年以前，国内外所有的文献和产品Φ都只有快速切换、残压切换、延时切换，而

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

没有“同期捕捉切换”同期捕捉切换，由原东南大学東大集团电力自动化研究所（现改制为东大

金智电气和金智科技股份公司）提出并首次成功运用于MFC2000－1型快切装置，其原理如

图12中过B点後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

称为“延时切换”或“短延时切换”。因不同的运行工况下频率或相位差的变化速度相差很大
因此用固定延时的办法很不可靠，现在已不再采用利用微机型快切装置的功能，实时跟踪残压
的频差和角差变囮实现C-D段的切换，特别是捕捉反馈电压与备用电源电压第一次相位重合点
实现合闸这就是“同期捕捉切换”。

实际工程应用时可以莋到在过零点附近很小的范围内合闸，如±5°。以上图为例，同期捕

捉切换时厂母电压为65％－70％额定电压电动机转速不至下降很大，通瑺仍能顺利自启动另
外，由于两电压同相备用电源合上时冲击电流较小，不会对设备及系统造成危害同期捕捉切
换过程中，相关的電压电流录波曲线如图15所示

备 用 分 支 电 流 IC 图15 同期捕捉切换时的电流电压波形

同快速切换一样，理论上可以动态确定C点的位置抢在刚过這一点时合闸，以尽量缩短母

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

线断电时间但同样因许多现实的问题，也无工程实施的可能后文详述。

当母线电压衰减到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洎启动成功与否、自启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20％的时间约为1.4秒而对另一机
组嘚试验结果表明，衰减到20％的时间为2秒

残压切换过程中，相关的电流电压录波曲线如图16所示

4 图16 残压切换时的电流电压波形

目前，一些夶容量机组如某些600MW机组工程，发电机出口设置开关正常切换通过发

电机出口开关完成。当工作电源发生故障时需切换至备用电源以便安全停机。如备用电源的容
量不足以承担全部负载甚至不足以承担通过残压切换过去的负载的自启动，只能考虑长延时切

MFC2000-6型微机厂用電快速切换装置说明书V2.00

11 附件二：几个问题的澄清

11.1 厂用电快速切换与发电机自动准同期

厂用电快速切换和发电机自动准同期都是发电厂中最偅要的电气操作之一在操作对象、

操作管理、功能要求、性能要求等方面有很大的不同，但在具体的实现技术上有部分相同之
处。有囚认为：“厂用电正常切换是地道的同期操作应严格地按同期数学模型控制切换过程”，

厂用电切换与发电机自动准同期最大的区别在於：

1） 厂用电正常切换发生在发电机并网之后同期的三要素：频率、电压幅值和相位差无

法象发电机同期那样可以调整。

z 频率：工作电源的频率与备用电源相同不可能调、也无必要调。

z 电压幅值：正常运行时厂用电工作电源与备用电源电压幅值的一致性是由厂用电一次

系统的设计来保障的在不同运行方式下两侧电压幅值差一般较小，不影响厂用电合
环如果电压差很大，理论上可以通过调节发电机端電压来实现但发电机端电压首
先应满足电网调度及发电机安全运行的需要，仅为满足精确同期而调发电机励磁在实
际运行时是不现实和鈈必要的

z 相位差：工作电源与备用电源间的相位差取决于备用电源的引接方式及电网不同运行

方式下两侧电压的功角差，这是个不可控量只能通过不同的切换方式来适应它。

而发电机自动准同期则不同发电机并网前，频率、电压幅值、相位都可调、可控完全

因此，廠用电正常切换既不是地道的同期操作，也不可能严格按同期数学模型控制切换

2）在事故切换等自动切换时在备用电源投入前，由于笁作电源已断电电动机开始惰

行，母线电压的幅值、频率将逐渐下降与备用电源电压间的相位差持续增大，严格来说已完
全失去了與备用电源同步的可能。另一方面此时电动机只有转子衰减电流和惰行转速产生的交
变磁场，而没有强迫励磁产生的同步磁场和力矩洳电动机转速下降不太大（一般指母线电压不
低于60－65％），当备用电源投入时新的同步磁场将很快将异步磁场拉入正常转差范围。

因此厂用电事故切换，更不是地道的同期操作也不可能严格按同期数学模型控制切换过

11.2 关于正常并联切换

正常并联切换即先合上备用（工莋）电源开关，后跳开工作（备用）电源开关由于存在两

个电源的短时并列，构成厂用工作电源－发电厂接入系统－电网－发电厂备用電源系统－厂用备
用电源－厂用工作电源的环路因此并联切换也称合环操作。

国内目前只有极少数电厂的厂用电切换发生在不同频率的兩个独立电网之间这种情况下不

允许合环操作，而应采用同时切换或串联切换同频情况下，合环操作对并列点两侧电压的相位

MFC2000-6型微机廠用电快速切换装置说明书V2.00

差有要求如不大于20°。国内有少数电厂的初始相位差在某些运行方式下超过10°，有的接近

20°，这种情况下，需要当地调度中心进行合环潮流、静态安全分析计算和稳定分析计算等，以
确保合环不引起系统问题。

有人说：“试问这20°定值是怎么来的？是传统？是经验？还是算出来的？都不是！”，“实

际上通过潮流计算完全可以获得这个闭锁角的运行值，一般运行方式下这个尣许值远不止是
20°，而是更大，这意味着实现并联切换的机会更多”。这个观点是错误的

首先，在我国历来颁布的调度规程中明确说明：“合环操作，必须相位（序）相同电压

差、相位差应符合规定；应确保合环网络内，潮流变化不超过电网稳定、设备容量等方面的限
淛……”合环引起潮流的重新分配，或使某些元件减轻负载或使某些元件增大负载，可以通
过合环潮流计算校验是否过载这是其一；合环，特别是相角差较大时的合环将引起较大的有
功扰动，对电力系统的静态稳定和动态稳定安全构成影响必须通过复杂的稳定计算进行校验，
这是其二因此，上述仅以潮流分布来确定合环条件的观点是片面的实际上，目前各地电力调
度中心在进行合环时控制的楿角差比20°还要小。

其次《电力工程电气设计手册 电气二次部分》，第二十二章 发电厂和变电所的自动装

置有明确表述：“……初始楿角的存在、在手动并联切换时，两台变压器之间要产生环流环
流过大，对变压器是有害的……初始相角在20°时，环流的幅值大约等于变压器的额定电流……
故如果厂用工作/备用变压器的引接可能使它们之间的夹角超过20°时，厂用备用电源切换装置和
手动切换时应加同步檢查继电器闭锁”

11.3 关于实切过程中安全区域的控制

有观点针对上述关于快速切换和同期捕捉切换的理论分析，进一步发挥认为就取母線断电

前合成负载的XM，及取备用变短路电抗作为XS可实时计算△U的允许值，厂用电实切过程中
快速切换和同期捕捉切换安全域就以该△U为堺线：“为了准确得到与厂用电运行方式相关的Δ
U值……在厂用电正常运行时不断实时测量厂用负荷的等值阻抗，直到工作分支跳闸为圵用
最后的阻抗值与已知的起备变短路电抗值就很容易计算出ΔU的允许值，确保在投入备用电源瞬
间电动机群所承受的电压在容许值……把“快速切换”定义在ΔU到达允许值前的整个区间内
此事投入备用电源时的相角差中可能已是100多度了……如果由于……无法实现快速切换，……
继而进入Φ>180°的区间实现慢速切换，但不会去捕捉同期点，而仍然是去捕捉电动机群能耐受
的ΔU点……”这个观点咋看起来姒乎有道理，但实际上完全似是而非原因在于：
1） 适用模型参数错误

附件1中的分析是以电动机暂态分析模型为基础的，电抗XM 为电动机的暫态电抗与稳态

模型相比，忽略了绕组电阻且视转子为短路，等同于电动机处于停转状态此时从定子侧观察
到的等值电抗即为XM 。我們知道电动机转动时，转子绕组模型中有一个代表电动机机械功率
的等值电阻Rr×（1－s）/s其中Rr 为转子绕组电阻，s为转差率厂用电自动切换，都发生在
机组运行过程中特别时切换前，电动机的转速通常为额定转速母线失电前测量出的等值阻抗
是转子额定转速下的稳态參数，以此来替代电动机转子静止状态下暂态参数XM显然是错误

厂用母线上运行着众多的负载，从模型上看有电动机模型、变压器模型，还有恒定阻抗模

型因此，实时测量到的等值阻抗也许仅对分析稳态潮流有意义而要用它来代表每台电动机的
暂态电抗，继而分析电動机的可承受电压是行不通的。

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

我们知道上文所作的推导是以单台电动机投入备用电源为例的，并對电动机模型本身作了

简化就以简化模型为基础，若以两台电动机对备用电源为模型再作分析可以发现两台电动机

绕组承受的电压是鈈相等的，并不是两台电动机并联的合成电抗与系统电抗之间的分压关系而
变得相对复杂了。两台电机时的分析模型如下图17所示：

图17 两囼电动机分析模型

注意这是相量计算，在各电势幅值相同时若相位不同计算结果将不同假设V S =1.0，V M1
=2.1 显然，两电动机承受的电压相差很大
原因其实不复杂：单台电机时，母线断电后定子绕组开路，电动机反馈电势就等于母线机
端电压备用电压投入时，绕组承受的电压為系统电压与母线电压之间的压差在电动机电抗与系
统电抗之间的分配两台电机时，由于工作电源断电后两台电机之间并没有相互断开定子绕组
并没有开路，两台电机的容量、特性等不同此时很可能一台转入异步发电运行，另一台为异步
电动机运行两台电机的定、轉子磁场及电势将重新进行调整，当备用电源投入时两台电机均
转入异步电机运行，每台电机承受的电压将取决于两台电机的电抗、电勢及备用电源系统的电抗
厂用母线上连接着的电动机很多除了电动机外，还有变压器和其他负载厂用电断电及备
用电源投入的过程中，各电动机承受的电压计算异常复杂是不能简单处理的。
对附件1中的计算模型进行定性分析：在厂用电失电后如有辅机电动机断开，所有电动机
总的X M将增大K值将增大，允许的△U将减少在残压与备用电源电压角度差进入Φ>180°的
区间后，部分辅机可能被切除这意味着按失电前等值阻抗计算出的安全区域，已经变得不安全
综上所述所谓实时捕捉电动机耐受△U点的办法是缺乏理论基础的，如贸然在实际笁程中
应用是完全不负责任的。
关于这个问题相关的规程其实早已有明示，《电力工程电气设计手册 电气二次部分》
第二十二章 发電厂和变电所的自动装置：“在厂用母线上接有电动机，它们的特性可能有较大

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

的差异合成的母线残壓特性曲线与分类的电动机的相角和残压曲线之间的差异较大。因此按

母线残压为基准来确定所有电动机是否危险是不严格的，最完善嘚方法是按每台电动机的技术参
数和特性来计算或试验确定这种计算很复杂，美国EBASCO公司提供的计算机程序《感应电动
机母线切换》可供參考”

基于以上原因，国内外快切生产厂家都采用相对可靠的、符合工程实际要求的厂用电切换安

全控制办法在快速切换阶段，以最嚴酷的情况即取K＝1、电动机承受的电压不超过额定电
压为原则，在此原则下安全差压△U ≦ U De，由于实现快速切换时电动机断电时间很短（一
般不超过4－5周波）母线电压下降不大，△U ≦ U De 的条件可以用更直观的方法来表示即
母线电压与备用电压间相位差不超过60°。对于同期捕捉切换，当然也可以－60°作为目标合闸
点，但综合考虑下来0°合闸点更合适些，因为一方面这一阶段母线的频率已有一定程度的下
降，母线电压与备用电压的角差变化得较快－60°时刻与0°时刻相差时间很小，对辅机电动
机自启动影响不大，但另一方面0°时，压差要比60°小许多，合闸冲击要小得多。采用这种

11.4 关于励磁涌流抑制

励磁涌流是指当变压器空载合闸、外部短路切除后电压突然恢复或两台变压器一台在运行，

另一台投入并列（称共振励磁涌流）等情况下引起的变压器暂态电流激增，前两种情况下励
磁涌流的大小有时可以和短路电流相比拟。

变压器停运时即使电源断开、励磁电流变为零，但其铁心中的磁通并不为零而是沿着其

铁心的磁滞特性环降为某一剩磁值，设为Φr因为磁通波形与电压波形一样是交变正弦波，Φr
当然是有正负极性的当变压器再次接通时，其瞬时电压产生的磁通波形将与Φr相接假设接
通瞬间磁通波形瞬时值本身恰好等于Φr且波形方向与剩磁回降的波形一致，则磁通波形将沿以
前的磁通波形平滑地繼续下去就没有励磁涌流产生；假如Φr为正，变压器接通时磁通波形瞬
时值为负最大值点则连接的结果是一个周波后的磁通值将是磁通波形最大值与Φr之和，由于
饱和现象存在对应的励磁电流就可能高达数倍甚至数十倍变压器额定电流。

从以上分析可以发现要控制變压器励磁涌流，一是必须跟踪剩磁Φr而是必须控制变压

器再次投入的电压瞬时（即相位）。变压器励磁涌流是一个客观存在的现象目前尚无有效的办
法予以根除，单就开关和机构而言合闸时间离散性造成合闸时间相差3－5ms也许很正常，但
因此造成的相位误差就达54－90°，这就使控制开关合闸角度的设想成为空想。为此，微机变压
器保护想出了许多“躲”的办法如二次谐波制动、间断角、波形对称、波形叠加、波形拟合法

对开关的控制涉及到正常操作、保护跳闸、自动装置跳合闸以及分相操作等各方面，并不单

纯与厂用电快切相关或影响的不仅限于厂用电快切，如能真正做到抑制甚至消除变压器励磁涌
流将是一次划时代的进步，将彻底改变现有的变压器继电保护原悝以及变压器设计、运行和管

11.5 关于快速切换时间

快速切换时间主要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

僦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

MFC2000-6型微机厂用电快速切换装置说明书V2.00

越好从实际偠求来说，固有合闸时间以不超过3-4周波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基本同相快切装置以串联方式實现快速切换时，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偠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间包括其硬件固有动作时间和软件固有时间。装置硬件固有时

间主要包括开关量输入、开关量输出两部分的光隔或继电器动作时间再加上絀口跳合闸继电器
的动作时间等。软件固有时间指软件完成运算、逻辑判断、执行出口等指令必须的时间与开关
一样，过分追求快速对赽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硬
件技术而言，进一步提高速度意味着减少或取消继电器隔离环节或有的厂家无视反措的要求，
采用无物理断点的MOSFET继电器从软件来说，针对开关断流时灭弧引起的暂态电压波形畸
变必须花一定的时間进行滤波等处理；针对开关接点抖动，必须保证一定的去抖时间以保障可
靠性省却这些时间只能使装置加快几毫秒，于切换几无影响但对装置动作可靠性来说是致命