發(fā)電廠廠用電保護(hù)配置及定值整定

周玉萍

(安徽華電宿州發(fā)電有限公司，安徽 宿州 234000)

發(fā)電廠廠用電保護(hù)配置及定值整定

周玉萍

(安徽華電宿州發(fā)電有限公司，安徽 宿州 234000)

以安徽華電宿州發(fā)電有限公司(以下簡為本公司)繼電保護(hù)的配置及存在的問題為例，對(duì)廠用電系統(tǒng)保護(hù)的配置和整定原則進(jìn)行了整理分析，并提出一些繼電保護(hù)整定計(jì)算的新思路，以確保繼電保護(hù)可靠、正確動(dòng)作。

發(fā)電廠；廠用電；繼電保護(hù)；整定計(jì)算

0 引言

發(fā)電廠在啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)、停投、檢修過程中，有大量用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的機(jī)械設(shè)備，用以保證機(jī)組的主要設(shè)備(如鍋爐、汽輪機(jī)或水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等)輸煤、碎煤、除灰、除塵及水處理的正常運(yùn)行。這些電動(dòng)機(jī)以及全廠的運(yùn)行、操作、實(shí)驗(yàn)、檢修、照明用電設(shè)備等都屬于廠用負(fù)荷，總的耗電量統(tǒng)稱為廠用電。廠用電系統(tǒng)為電廠內(nèi)部供電級(jí)別最高的系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)問題，將直接影響到電廠設(shè)備的正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)將造成停機(jī)事故的發(fā)生，甚至造成人身傷害。因此，廠用電繼電保護(hù)對(duì)可靠性、速動(dòng)性、選擇性之間的配合要求很高，如何滿足這方面的要求仍是個(gè)難題。

近年來，由于對(duì)廠用電系統(tǒng)的重視不足，廠用電系統(tǒng)繼電保護(hù)的整定計(jì)算也存在一定的誤區(qū)，已經(jīng)在很多電廠發(fā)生過保護(hù)拒動(dòng)、誤動(dòng)事故，嚴(yán)重的造成機(jī)組停運(yùn)時(shí)間長達(dá)2個(gè)多月。所以很有必要對(duì)發(fā)電廠廠用電繼電保護(hù)的配置和整定計(jì)算進(jìn)行研究，以求最大限度地合理化配置廠用電保護(hù)，確保廠用電的可靠運(yùn)行，從而保證機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。下面以本公司2臺(tái)600 MW火電機(jī)組的廠用電保護(hù)配置及存在的問題為例，對(duì)其配置和整定原則進(jìn)行整理、分析，并提出一些繼電保護(hù)整定計(jì)算的新思路，以確保保護(hù)可靠、正確動(dòng)作。

1 高、低壓廠用變壓器保護(hù)整定計(jì)算

由于廠用電系統(tǒng)存在電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)情況，以往的整定計(jì)算中高壓廠變分支低電壓閉鎖過電流保護(hù)，動(dòng)作電壓按躲過電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)最低殘壓計(jì)算，動(dòng)作電流按變壓器分支額定電流計(jì)算，其動(dòng)作時(shí)間與低壓廠變定時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間配合計(jì)算或與低壓廠變限時(shí)速斷保護(hù)動(dòng)作時(shí)間配合計(jì)算，時(shí)間長達(dá)1 s多，有的甚至達(dá)到2 s以上。如某電廠分支復(fù)合電壓過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間按與低壓變壓器的限時(shí)速斷保護(hù)動(dòng)作時(shí)間相配合取1.1 s，而高壓廠變分支負(fù)荷的快速保護(hù)動(dòng)作時(shí)間一般為0 s，F(xiàn)C回路的動(dòng)作時(shí)間一般在0.1 s以下，如果保護(hù)配合的時(shí)間級(jí)差取0.3 s，則該電廠的分支復(fù)合電壓過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間就多出0.7 s，如果發(fā)生短路故障必然加重設(shè)備的損壞程度或使短路范圍擴(kuò)大。目前，高壓廠變分支復(fù)合電壓過電流保護(hù)一般的整定方法為：低電壓動(dòng)作值按躲過電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)最低殘壓計(jì)算，負(fù)序電壓動(dòng)作值按躲過正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的不平衡電壓整定，動(dòng)作電流按躲過對(duì)應(yīng)分支額定電流計(jì)算或者按電壓元件保護(hù)范圍末端兩相短路時(shí)有足夠靈敏度計(jì)算。按照這種整定原則，高壓廠變分支低電壓閉鎖過電流保護(hù)動(dòng)作電流都比較大，其動(dòng)作電流能與各饋線的瞬時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流配合，同時(shí)在此動(dòng)作電流時(shí)，各饋線FC回路高壓熔斷器考慮誤差后的熔斷時(shí)間小于或等于0.1 s，則廠用分支過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間可采用0.4 s或0.5 s。

廠用變壓器的溫度保護(hù)。母線廠用高低壓變壓器一般都配有溫度保護(hù)、瓦斯保護(hù)等非電量保護(hù)，其中溫度保護(hù)按照不同的動(dòng)作溫度整定為報(bào)警、跳閘2種不同的出口方式，但是，根據(jù)運(yùn)行實(shí)踐，測(cè)溫元件極不穩(wěn)定，溫度表計(jì)里的機(jī)械機(jī)構(gòu)及繼電器也存在不穩(wěn)定因素，動(dòng)作極不可靠，所以，溫度保護(hù)一般應(yīng)該只動(dòng)作于發(fā)信號(hào)，而不動(dòng)作于跳閘。

2 FC回路保護(hù)的配置

由于真空接觸器只能接通和開斷電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流或低壓廠變的空載電流和負(fù)荷電流，而不能斷開超過其允許斷開電流值的短路電流，故短路電流大于接觸器允許斷開的電流值時(shí)應(yīng)由高壓熔斷器切除短路電流。所以，F(xiàn)C回路電流速斷保護(hù)動(dòng)作時(shí)間應(yīng)與熔斷器的熔斷時(shí)間相配合，即短路電流大于等于真空接觸器允許切斷電流時(shí)，熔斷器應(yīng)先于保護(hù)動(dòng)作前熔斷，F(xiàn)C回路高壓熔斷器和電流速斷保護(hù)動(dòng)作時(shí)間特性如圖1所示。當(dāng)短路電流等于I2時(shí)熔斷器和電流速斷保護(hù)同時(shí)動(dòng)作；當(dāng)短路電流大于I2時(shí)，由熔斷器切除短路電流；當(dāng)短路電流介于I2與I1之間時(shí)，由電流速斷保護(hù)以延時(shí)時(shí)間top.set動(dòng)作切除短路電流；當(dāng)短路電流小于I1而又大于熔斷器的最大工作電流時(shí)，由熔斷器熔斷切除短路電流。根據(jù)國內(nèi)熔斷器的熔斷特性及一般設(shè)備熔斷器的配置原則，當(dāng)短路電流達(dá)到幾千安培時(shí)，熔斷器的熔斷時(shí)間約為0.05～0.1 s。如某電廠閉式循環(huán)水泵采用FC回路供電，采用的是型號(hào)參數(shù)為WKNH0 315/200 A的西安熔斷器，電源近區(qū)短路時(shí)的短路電流為7.8 kA，圖2是該品牌熔斷器的熔斷特性，查圖可知在電源近區(qū)短路時(shí)該熔斷器的熔斷時(shí)間小于0.06 s，取0.1 s，時(shí)間級(jí)差取0.3 s，則該電機(jī)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)該取0.4 s。有一些繼電保護(hù)人員認(rèn)為，F(xiàn)C回路發(fā)生短路時(shí)完全靠熔斷器的熔斷來切斷短路電流，而不投電流速斷保護(hù)。當(dāng)短路電流介于I2與I1之間時(shí)，應(yīng)該由電流速斷保護(hù)動(dòng)作切除短路電流，不投速斷保護(hù)只靠熔斷器熔斷來切斷短路電流顯然是錯(cuò)誤的。這樣做只會(huì)延長保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，使故障擴(kuò)大，進(jìn)而造成更大的損失，應(yīng)該引起整定計(jì)算人員的注意。

圖1 FC回路電流保護(hù)配置原則

圖2 西安熔斷器的熔斷特性

3 電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)保護(hù)整定計(jì)算

當(dāng)電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過程中或運(yùn)行中發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)，電流將急劇增大，容易造成電動(dòng)機(jī)燒毀。目前，電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)保護(hù)一般都是電流保護(hù)，采用正序電流構(gòu)成，動(dòng)作時(shí)間按躲過電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間整定。堵轉(zhuǎn)保護(hù)當(dāng)不引入轉(zhuǎn)速開關(guān)觸點(diǎn)時(shí)，正序動(dòng)作電流取(1.3～1.5)In，動(dòng)作時(shí)間取1.2×(20～25)=24～30 s；當(dāng)引入轉(zhuǎn)速開關(guān)觸點(diǎn)時(shí)，正序動(dòng)作電流值可取(1.5～2)In，動(dòng)作時(shí)間取0.8×(20～25)=16～20 s。目前很多電廠沒有安裝電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速開關(guān)，給電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行埋下了隱患，當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)，常常是保護(hù)正常動(dòng)作了，電動(dòng)機(jī)也燒壞了。鑒于此，應(yīng)引入電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，與動(dòng)作電流相配合，共同實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)保護(hù)。

4 結(jié)語

本文主要針對(duì)發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)中一些重要的保護(hù)配置和定值計(jì)算展開研究，通過參考一些專業(yè)書籍和教材，結(jié)合筆者近年來從事繼電保護(hù)工作的親身經(jīng)歷和工作經(jīng)驗(yàn)，本著實(shí)事求是、認(rèn)真細(xì)致的原則，歸納出廠用電系統(tǒng)在整定計(jì)算中應(yīng)該注意的一些問題，希望能為發(fā)電廠繼電保護(hù)整定人員提供一些技術(shù)參考。

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2014-09-03

周玉萍(1987—)，女，江蘇常州人，助理工程師，研究方向：電氣二次繼電保護(hù)。