化工企業(yè)供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用思路淺述

孫鯨

【摘要】本文主要分析了繼電保護(hù)工作原理，重點(diǎn)介紹了繼電保護(hù)設(shè)計(jì)及在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，其既可以確保配電系統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全、高效運(yùn)行，而且還可以提高化工企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行效率。通過對(duì)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用進(jìn)行研究，以期為化工企業(yè)供配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供可靠的保障，創(chuàng)造出最大化的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

【關(guān)鍵詞】化工企業(yè);供配電系統(tǒng);繼電保護(hù);設(shè)計(jì);應(yīng)用

在供配電系統(tǒng)中，繼電保護(hù)裝置主要是通過實(shí)時(shí)監(jiān)控供配電網(wǎng)絡(luò)，來準(zhǔn)確判定并快速切除故障元件，進(jìn)而確保系統(tǒng)的安全、高效運(yùn)行?；て髽I(yè)具有自動(dòng)化水平高、生產(chǎn)具有規(guī)模大、連續(xù)性強(qiáng)等特點(diǎn)，這就對(duì)供配電系統(tǒng)的可靠、穩(wěn)定運(yùn)行提出了較高要求。因此，在化工企業(yè)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，要結(jié)合實(shí)際做好繼電保護(hù)設(shè)計(jì)工作，以此來確保供配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

1.繼電保護(hù)工作原理

不同繼電保護(hù)存在一定的差異，且工作原理也不同，具體如下：（1）過壓保護(hù)。在電力故障發(fā)生時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)的壓力出現(xiàn)降低或增加的情況，即所謂的電壓運(yùn)行異常，此時(shí)就可以借助電壓保護(hù)裝置來進(jìn)行保護(hù);（2）相對(duì)距離保護(hù)。在電力設(shè)備故障出現(xiàn)時(shí)，既要對(duì)電流的數(shù)值大小進(jìn)行查看，還需要對(duì)母線的電壓變化給予綜合分析，以便準(zhǔn)確判定故障到保護(hù)裝置位置所對(duì)應(yīng)的低阻抗電氣保護(hù)就是所謂的距離保護(hù)。通常情況下，在供配電系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，電壓與電流比即屬于負(fù)荷阻抗，一旦出現(xiàn)故障時(shí)，通過距離保護(hù)就能夠?qū)收宵c(diǎn)至保護(hù)處的阻抗進(jìn)行判斷，進(jìn)而為后續(xù)處理提供參考;（3）電流保護(hù)。當(dāng)電流突然增大時(shí)，電流保護(hù)裝置將會(huì)結(jié)合電流參數(shù)來對(duì)電力設(shè)備的異常情況進(jìn)行判別，如果超過既定數(shù)值，將會(huì)做出相電流保護(hù)或零序保護(hù)電流等;（4）功率保護(hù)。其一般是借助電流與電壓間存在的相位性關(guān)系，來對(duì)系統(tǒng)的故障進(jìn)行識(shí)別。電力系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下，電力壓強(qiáng)與電力流動(dòng)所對(duì)應(yīng)的相位角度一般是負(fù)荷20度左右，但是出現(xiàn)故障時(shí)，將會(huì)變?yōu)?0度的阻抗角，此時(shí)要對(duì)阻抗線路角及滯后的電壓情況給予判定，如果滯后角度超過180度時(shí)則說明反方向的線路出現(xiàn)了故障;反之則說明正方向的線路出現(xiàn)了故障。

2.化工企業(yè)供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)

2.1供配電繼電保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)

作為設(shè)計(jì)人員，在設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置時(shí)，要結(jié)合供配電系統(tǒng)的接線方式和規(guī)模來對(duì)繼電保護(hù)裝置給予科學(xué)、合理的選擇，同時(shí)要想確?；て髽I(yè)經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)效益目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)，要借助不同種類的微柵保護(hù)系統(tǒng)來達(dá)到保護(hù)電氣設(shè)備和線路的目的。此外，在繼電保護(hù)裝置設(shè)計(jì)時(shí)，要按照要求開展敏感性試驗(yàn)，并結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果來對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行校正，以此來保證繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行。在電路短路計(jì)算時(shí)，一般會(huì)忽略母線、斷路器等元器件和設(shè)備的阻值，并借助供配電系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)來對(duì)供配電系統(tǒng)運(yùn)行階段的短路電流進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。在對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，最好對(duì)電路具有的靈敏度給予綜合考慮，以確保繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全性和可靠性，提高其整體運(yùn)行效率。

2.2采集與通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，借助微機(jī)綜保模塊的CT與PT來對(duì)各線路中的電氣量信息進(jìn)行采集，同時(shí)微機(jī)綜保模塊借助接觸器與斷路器等元器件的輔助觸點(diǎn)，還能夠?qū)Ω鏖_關(guān)量信息給予準(zhǔn)確采集。隨后借助微機(jī)綜保模塊的通信接口來把上述信息傳輸至上位機(jī)，用于系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)。通常情況下，上位機(jī)既可以根據(jù)上述參數(shù)來對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，而且還能夠準(zhǔn)確記錄和備份這些信息，為后續(xù)設(shè)備的維護(hù)與事故排查提供借鑒。

通常情況下，化工企業(yè)供配電系統(tǒng)所設(shè)計(jì)到的低壓用電設(shè)備比較多，且其所采用的回路嚴(yán)禁與其他設(shè)備共用一個(gè)回路，這樣就會(huì)存在低壓設(shè)備供電回路多的情況。如今，隨著微機(jī)保護(hù)的廣泛應(yīng)用，低壓線路的數(shù)據(jù)采集、保護(hù)與通信能夠借助綜合保護(hù)模塊來實(shí)現(xiàn)，然而大多數(shù)低壓綜合保護(hù)模塊嚴(yán)禁與SCADA 系統(tǒng)或上位機(jī)的通信處理機(jī)通信直接連接，其一般需要輔以數(shù)據(jù)采集器，以確保將采集到的低壓綜合保護(hù)模塊信息傳輸至SCADA 系統(tǒng)或上位機(jī)的通信處理機(jī)，這樣既能夠有效排查故障，而且還可以滿足節(jié)約成本的要求。

與低壓供電回路進(jìn)行對(duì)比，中壓回路需要采集的電氣信息、開關(guān)量和狀態(tài)量比較多，而且故障發(fā)生率也比較高，且會(huì)造成比較嚴(yán)重的后果，因此SCADA 系統(tǒng)或上位機(jī)的通信處理機(jī)一般會(huì)單獨(dú)留出端子來為中壓綜合保護(hù)模塊使用。圖1描述的是數(shù)個(gè)中壓綜合保護(hù)模塊借助通信處理機(jī)與光纖完成通信。

3.化工企業(yè)供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)應(yīng)用效果

對(duì)于化工企業(yè)而言，在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，為了充分發(fā)揮繼電保護(hù)裝置的作用與價(jià)值，則需要結(jié)合繼電保護(hù)裝置的實(shí)際應(yīng)用情況來對(duì)供配電系統(tǒng)給予定期維修和保養(yǎng)，并根據(jù)日常生產(chǎn)情況來調(diào)整和優(yōu)化繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行參數(shù)，這樣既可以有效降低故障的發(fā)生率，而且還可以避免化工企業(yè)配電系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障，確保化工企業(yè)供配電系統(tǒng)在相對(duì)安全的環(huán)境下運(yùn)行。同時(shí)，相關(guān)管理人員還需要從源頭上來提高技術(shù)人員的專業(yè)知識(shí)和技能水平，以此來提高繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用效果，提高整個(gè)化工企業(yè)的市場競爭力。

4.結(jié)束語

綜上所述，供配電系統(tǒng)是化工企業(yè)中比較重要的組成部分，在進(jìn)行供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合實(shí)際情況做好繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)共走，并給予科學(xué)、合理的應(yīng)用，這樣不僅可以降低各類安全故障的發(fā)生，而且還可以提高供配電系統(tǒng)運(yùn)行效率，提高化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

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