6 kV廠用電保護(hù)配置及其功能探究

于利民

(廣東國(guó)華粵電臺(tái)山發(fā)電有限公司，廣東 江門(mén) 529228)

6 kV廠用電保護(hù)配置及其功能探究

于利民

(廣東國(guó)華粵電臺(tái)山發(fā)電有限公司，廣東 江門(mén) 529228)

詳細(xì)分析了6 kV廠用電保護(hù)配置情況，在對(duì)相關(guān)配置名稱(chēng)、參數(shù)以及相關(guān)信息進(jìn)行介紹的同時(shí)，對(duì)其作用也進(jìn)行了充分說(shuō)明，其中6 kV廠工作及備用電源進(jìn)線、低壓廠用變壓器采用FP-5000保護(hù)，6 kV電動(dòng)機(jī)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的容量不同，分別采用MP-3000和SEL-587微機(jī)保護(hù)，對(duì)以上3種保護(hù)裝置的特點(diǎn)、功能進(jìn)行了闡述，對(duì)以后6 kV廠用電保護(hù)運(yùn)行工作的開(kāi)展有重要的理論指導(dǎo)意義和實(shí)踐價(jià)值。

6 kV廠用電；保護(hù)；配置；功能

1 設(shè)備概述

廣東國(guó)華粵電臺(tái)山發(fā)電有限公司(以下簡(jiǎn)為本廠)3、4、5號(hào)機(jī)，每臺(tái)機(jī)組的6 kV廠用電系統(tǒng)由2個(gè)廠用段、1個(gè)公用段和1個(gè)脫硫段組成。其中6 kV廠用段和公用段的工作和備用電源可互為切換。主變低壓側(cè)支接2臺(tái)高廠變給6 kV廠用二段和1個(gè)6 kV公用段供電，3臺(tái)機(jī)組共設(shè)1臺(tái)啟/備變作為6 kV系統(tǒng)的啟動(dòng)和備用電源。6 kV系統(tǒng)為中電阻接地系統(tǒng)。

6 kV廠用電饋線采用美國(guó)西屋公司FP-5000饋線綜合保護(hù)繼電器。該綜合保護(hù)繼電器是微機(jī)型的，具有三相及接地過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)和測(cè)量功能，集電氣測(cè)量、保護(hù)、故障診斷、故障記錄、自檢、通訊于一體。6 kV變壓器保護(hù)采用FP-5000保護(hù)的同時(shí)，增加高壓側(cè)電纜零序保護(hù)繼電器BA9053/010作為6 kV接地保護(hù)。本廠容量在2 000 kW以下電動(dòng)機(jī)采用美國(guó)西屋公司MP-3000電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)繼電器，容量在2 000 kW以上電動(dòng)機(jī)保護(hù)采用美國(guó)SEL公司SEL-587電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)繼電器。

2 6 kV母線低電壓保護(hù)

6 kV各段母線配有低電壓保護(hù)，采用分立元件組成。該保護(hù)由4個(gè)低電壓繼電器和2個(gè)時(shí)間繼電器實(shí)現(xiàn)。低電壓繼電器接于母線PT，其中2個(gè)低電壓繼電器整定值為70%，同時(shí)動(dòng)作后延時(shí)0.5 s出口跳閘。另外2個(gè)低電壓繼電器整定值為45%，動(dòng)作后延時(shí)1.5 s出口跳閘。PT電壓一次回路熔絲熔斷時(shí)，中間繼電器KC1動(dòng)作發(fā)出斷線信號(hào)。

3 FP-5000饋線及變壓器保護(hù)

FP-5000饋線保護(hù)繼電器設(shè)計(jì)緊湊，具有三相及接地過(guò)流保護(hù)、電壓保護(hù)和測(cè)量功能。它既可以用于饋線斷路器的保護(hù)，也可以作為變壓器等保護(hù)的后備保護(hù)。FP-5000利用了微處理器的技術(shù)，具有數(shù)據(jù)采集功能。一般來(lái)說(shuō)，這些硬件極其主要的固件都具備了自身檢驗(yàn)功能，即使在出現(xiàn)一些突發(fā)事故和故障的情況下，仍然可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，具有很高的可信度。

總的來(lái)說(shuō)，F(xiàn)P-5000饋線綜合保護(hù)繼電器主要提供三相及接地過(guò)流保護(hù)、電壓保護(hù)和測(cè)量功能，還能在一定程度上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)以及運(yùn)用遠(yuǎn)程手段來(lái)實(shí)施監(jiān)控等。這里需要指出的是，F(xiàn)P-5000還能夠準(zhǔn)確地提供電能使用的基本情況。另外，還可對(duì)整個(gè)分合閘回路情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督，一旦發(fā)生不正常情況就立即啟動(dòng)報(bào)警，在此過(guò)程中，面板上設(shè)有分、合閘按鈕，能夠在第一時(shí)間內(nèi)方便操作。

3.1 FP-5000的保護(hù)功能

三相瞬時(shí)過(guò)流保護(hù)、三相反時(shí)限過(guò)流保護(hù)；根據(jù)測(cè)量值的接地及中線瞬時(shí)過(guò)流保護(hù)；根據(jù)測(cè)量值的接地及中線反時(shí)限保護(hù)；根據(jù)計(jì)算值的接地及中線瞬時(shí)過(guò)流保護(hù)；根據(jù)計(jì)算值的接地及中線反時(shí)限保護(hù)；斷路器故障、缺相負(fù)序過(guò)流保護(hù)；電壓不平衡及相序保護(hù)、失壓及低電壓保護(hù)；過(guò)低或過(guò)高頻率保護(hù)、單相失壓及低電壓保護(hù)；10種標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間電流曲線。

3.2 FP-5000的測(cè)量功能

電流(絕對(duì)值、矢量值、相序)、電流需量和峰值需量；電壓(絕對(duì)值、矢量值、相序)；視在功率及視在功率需量、有功功率、千瓦需量及峰值需量；輸出、輸入、有效有功電度、無(wú)功功率、千瓦需量及峰值需量；超前、滯后、有效無(wú)功電度、功率因數(shù)、頻率；總諧波失真百分比及數(shù)值、最大值/最小值記錄、趨勢(shì)記錄。

4 MP-3000電動(dòng)機(jī)保護(hù)

MP-3000電動(dòng)機(jī)保護(hù)繼電器是一種采用微處理器的繼電保護(hù)裝置，適用于多種型號(hào)的電動(dòng)機(jī)，常用于中壓或大型的電動(dòng)機(jī)保護(hù)。結(jié)構(gòu)緊湊，與其他IQ測(cè)量及保護(hù)儀表的安裝開(kāi)孔尺寸一致。該保護(hù)有三對(duì)相電流輸入端子和一對(duì)接地電流輸入端子(5 A或1 A)。接地保護(hù)及測(cè)量既可通過(guò)零序CT完成，也可以通過(guò)計(jì)算相CT的剩余電流來(lái)實(shí)現(xiàn)，前者對(duì)接地故障的靈敏度比后者要高出很多。MP-3000適用的電源頻率為50 Hz或60 Hz，可以自行設(shè)定。其具備的保護(hù)功能和測(cè)量功能如下：

4.1 MP-3000的保護(hù)功能

I2t熱過(guò)載保護(hù)、鎖定轉(zhuǎn)子保護(hù)；極限脫扣電流、負(fù)序/相不平衡保護(hù)；瞬時(shí)過(guò)流保護(hù)、接地故障保護(hù)；裝設(shè)URTD模塊實(shí)現(xiàn)RTD脫扣及報(bào)警；低負(fù)載脫扣、每次啟動(dòng)次數(shù)限制；堵轉(zhuǎn)或長(zhǎng)延時(shí)啟動(dòng)保護(hù)；人工或自動(dòng)復(fù)位；故障安全或無(wú)故障安全兩種跳閘模式；報(bào)警功能、遠(yuǎn)程控制；事件、歷史記錄功能。

4.2 MP-3000的測(cè)量功能

主要是電動(dòng)機(jī)電流、繞組溫度、電動(dòng)機(jī)狀態(tài)。這3種功能在不同條件下對(duì)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備具有很好的保護(hù)作用，對(duì)提升整個(gè)系統(tǒng)性能而言是很好的幫助。

5 SEL-587保護(hù)

SEL-587電流差動(dòng)繼電器和過(guò)電流繼電器在一個(gè)組件中可提供電流差動(dòng)保護(hù)以及兩組完整的過(guò)電流元件。繼電器測(cè)量高低壓側(cè)的電流、差動(dòng)動(dòng)作和制動(dòng)量以及2次和5次諧波。繼電器整定值允許采用Y或△連接的高低壓側(cè)電流互感器。繼電器可補(bǔ)償各種設(shè)備和CT連接來(lái)得到正確的差動(dòng)動(dòng)作量。

硬件如圖1所示。一個(gè)微處理器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和電源可完成所要求的電流差動(dòng)和過(guò)電流保護(hù)。

圖1 SEL-587繼電器硬件框圖

5.1 電流差動(dòng)保護(hù)

一般情況下，SEL-587繼電器適用于大型電動(dòng)機(jī)，其中最為主要的一個(gè)原因是它能夠適應(yīng)各種電力變壓器連接。繼電器能自動(dòng)補(bǔ)償各種連接，以此來(lái)獲取相應(yīng)工作所需要的能量。SEL-587繼電器的變壓器差動(dòng)保護(hù)功能設(shè)計(jì)了一套可整定的動(dòng)作電流啟動(dòng)量以及2個(gè)百分比制動(dòng)折線特性。

5.2 過(guò)電流保護(hù)

SEL-587繼電器包含2組無(wú)方向的過(guò)電流元件來(lái)輔助差動(dòng)保護(hù)，一組用于繞組1的電流測(cè)量，另一組用于繞組2的電流測(cè)量。所有元件都具有獨(dú)立的啟動(dòng)和延時(shí)整定值。如果需要，可通過(guò)一個(gè)外部輸入來(lái)進(jìn)行外部控制。過(guò)電流元件測(cè)量繞組輸入電流的基波分量。如果變壓器CT是星形連接，繼電器可提供此繞組的相、負(fù)序和零序過(guò)電流元件。如果CT是三角形連接，繼電器僅僅可以提供此繞組的相和負(fù)序過(guò)電流元件。在新安裝中，應(yīng)盡量使用星型CT連接，以便最大限度地利用保護(hù)并簡(jiǎn)化過(guò)電流元件整定值。

6 結(jié)語(yǔ)

本廠根據(jù)6 kV廠用電系統(tǒng)接線特點(diǎn)和設(shè)備特性，選擇FP-5000、MP-3000、SEL-587三種保護(hù)裝置作為廠用電系統(tǒng)保護(hù)，滿足繼電保護(hù)可靠性、選擇性、快速性和靈敏性4項(xiàng)基本要求，保護(hù)裝置簡(jiǎn)單可靠、維護(hù)量小，便于運(yùn)行人員監(jiān)視和日常操作，為機(jī)組的安全運(yùn)行提供保障，有利于提高機(jī)組的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

[1] 劉學(xué)軍.繼電保護(hù)原理[M].北京：中國(guó)電力出版社，2006

[2] 張保會(huì).電力系統(tǒng)保護(hù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2007

2014-09-25

于利民(1982—)，男，河北人，助理工程師，主要從事火力發(fā)電廠運(yùn)行值班工作。