基本原理

火電廠用電，一般接有工作電源和備用電源，機組正常運行時，廠用電由工作電源帶（高廠變）。機組停運或者機組剛剛啟動，廠用電由備用電源帶（啟備變）。廠用電一次接線示意圖如下：

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廠用電正常切換，為了提高廠用電切換的可靠性，一般采用并聯切換，工作電源和備用電源短時并列運行。

工作電源和備用電源之間并列，需要滿足一定條件，相序一致，相位、電壓、頻率偏差在一定范圍內。為保證切換可靠，一般采用快切裝置進行廠用電切換。

一個案例

某次操作，失敗。檢查發現快切裝置切換相角差整定值為13度，而實際工作電源和備用電源的相角差為14度，因此操作失敗。

根據上面的廠用電一次系統圖可知，備用電源和工作電源之間一定存在相角差δ，如下圖所示：

其中：

I-發電機電流

U1-發電機出口電壓（工作電源電壓）

U2-啟備變輸出電壓（備用電源電壓）

δ-工作電壓與備用電源電壓相角差

R-系統線路和主變等效電阻

X-系統線路和主變等效電抗

相角差與發電機輸出電流和系統阻抗有關，負荷越大，電流I越大，阻抗越大，相角差δ越大。大于一定程度，相角差δ可能大于13°，不滿足并列條件，就會出現切換廠用電不成功的情況。

現在的發電廠，啟備變一般連接在升壓站高壓母線上。啟備變低壓側和高廠變低壓側的電氣距離很近，等效的阻抗值不大。因此相位角差的大小主要決定于發電機的輸出功率。

因此，現在的運行操作規程里一般都會規定，廠用電的切換操作要在機組輸出功率為30%左右時進行，也有見過其它相近的數據。

另外三點

第一，早期，火電廠存在利用外部電網的線路直接連接啟備變的情況。如下圖所示。

這樣啟備變和高廠變之間就有很遠的電氣距離，也就是存在較大的阻抗。在這種情況下，不用太大的電流，就會出現較大的相角差。

第二，有的變壓器是高阻抗變壓器，比較小的負荷就可能產生較大的相角差。

第三，還有一種觀點，考慮機組負荷較低時，需要頻繁啟動大型設備，廠用母線電壓不穩定以及機組運行可能不穩定等因素，因此機組負荷過低時，不宜切換廠用電。而對應穩定狀態的負荷水平，一般也可以認為是30%左右的額定負荷。

所以一般發電廠運行規程規定，機組啟動或者停運，大約在機組30%負荷時，切換廠用電。