浅谈MiCOM P系列微机综合保护装置在火电厂的应用

摘要：本厂6 kV厂用电系统保护采用上海AREVA电力自动化有限公司MiCOM P系列微机综合保护测控装置。本文从保护装置选型、二次回路设计、保护定值整定计算、保护逻辑编写、保护装置校验等方面介绍该装置在应用时必须注意的一些问题，及问题分析和应用经验，供大家参考。

关键词：发电厂；综合保护；测控装置；应用分析

我厂200MW机组为东方电机的QFQS2002，高压厂用变压器为保定变压器的SFF131500/20000

11500kVA，Δ/ΔΔ1212接线，6kV系统采用AREvA 公司 MiCOMP 系列微机综合保护测控装置，主要为P127馈线保护装置、P243电动机保护装置、P922电压/频率保护装置。在运行中，该型保护装置运行安全可靠，除定期更换电池外，未发生过运行中装置损坏事件。故在后期300MW机组建立之后的技改项目中，在6KV公用A\B段上加装了该系列的后续型号P141馈线保护装置、P225电动机保护装置以改善现场对继电保护装置的应用。

1 合理配置保护功能和选择装置

AREvA 公司 MiCOMP 系列微机综合保护测控装置种类型号较多，功能齐全，需要合理配置保护功能和选择装置型号，使被保护测控对象与保护测控装置的功能正确匹配。其主要综合测控装置型号选择及功能配置如下：

1.1馈线/分支微机综合保护 MiCOM P127及P141的保护测控功能

（1）、电流速断保护；

（2）、电流限时速断保护

（3）、接地保护；

（4）、过负荷跳闸／告警；

（5）、故障录波。

1.2微机电动机综合保护（带差动） MiCOM P243及P225的保护测控功能

（1）、相电流速断保护；

（2）、两段定时限过电流保护；

（3）、不平衡保护；

（4）、接地保护；

（5）、电动机过热保护；

（6）、过负荷跳闸浩警；

（7）、分相比率差动保护；

（8）、电流互感器（TA）断线功能；

（9）、故障录波。

1.3变压器微机综合保护（不含差动） MiCOMP127 + P120 的保护测控功能

（1）、相电流速断保护；

（2）、高压侧过流保护；

（3）、不平衡保护；

（4）、高压侧接地保护；

（5）、低压侧接地保护；

（6）、过负荷跳闸／告警；

（7）、故障录波；

（8）、大电流闭锁跳闸（用于 FC 回路）。

1.4变压器微机综合保护(含差动)MiCOM P632 的保护测控功能

（1）、相电流速断保护；

（2）、高压侧过流保护；

（3）、不平衡保护；

（4）、高压侧接地保护；

（5）、低压侧接地保护；

（6）、过负荷跳闸／告警；

（7）、分相比率差动保护；

（8）、TA 断线功能；

（9）、故障录波。

1.5电压互感器(TV)保护 MiCOM P922 的保护测控功能

（1）、低电压保护；

（2）、母线过电压告警；

（3）、零序过电压告警；

（4）、TV 断线告警；

（5）、直流电源监视告警；

（6）、故障录波；

（7）、三路开关量保护（其中第一路为小车工作位置异常或二次插头未插人，告警并闭锁低电压保护）。

而根据我厂的机组容量、运行方式等实际需要，以P225电动机保护装置为例，在实际应用中选择性投入了以下功能：短时负荷保护、短路保护、超时启动保护、转子堵转保护、不平衡保护、接地故障保护、欠电流保护、欠电压保护、过电压保护。

而P141馈线保护装置为例则投入的功能有：相间过流保护、方向过流保护、电压控制的相过流保护、接地保护、负序过流保护、过负荷保护、低电压保护、过电压保护。

2 二次回路设计

微机综合保护测控装置二次回路的设计，主要是完成交流电压电流输人、开关量输人输出、模拟量输人输出、保护跳闸及信号出口、通信等接口回路的设计。设计的结果都反应在二次回路施工图上，无论是断路器柜厂家还是工程施工单位，都是按图施工；有问题的设计施工图纸必将带来元件安装、二次回路接线、设备标示等问题。有的问题在断路器和保护测控装置调试时能够发现，有的则可能还发现不了，要等到运行中保护及二次回路出现问题，使保护误动或拒动，造成的影响和损失就扩大了。我们在设计中就发现了以下几个容易被忽略的细节问题。

2 . 1 交流模件接口回路设计

MiCOMP 系列微机综合保护装置交流电流回路有 1A 、 5A 两个交流模件， MiCoM P243保护装置局部接线图（见图 l ）上为1A 回路接线。在进行接口设计时，要核对被保护设备 TA 二次回路额定电流，对应选用，如将5A 回路接人1A 交流模件，可能会烧坏该模件。

2 . 2 电动机保护交流回路引入 U 、W 相，缺少 V 相电流

6 kV 电动机断路器柜一次回路只配置了 U 、W 相 TA ，而作为电动机保护的 MiCOM P243 和 P127 都没有像国产保护在软件上进行校正，所以缺少 V 相电流。正常运行时，保护装置 V 相电流 Iv = 0 ，IU＋ Iv +Iw ＝IU＋Iw≠0 ，会出现负序电流，造成以下后果。

( l）负序保护不能正常投人。

( 2）电动机三相功率计算也会出现明显错误。

以 P127 为例，原设计 MICOM P127 保护装置交流回路图见图 2 。

一次回路加装 V 相 TA 的方案投资较大，改造周期也长，可以在二次回路上想办法。修改原保护的电流回路设计，将保护装置 U 、W 相交流模件输出端，并联接人 V 相交流模件输出端，从 V 相交流模件输人端接到 TAN 相，这样负序保护可以投运了，电动机三相功率显示正常。修改设计后的 MiCOM P127保护装置交流回路图见图 3 。

2 . 3 出口继电器定义

在 6 kV 综合保护中，无论是电动机、变压器还是馈线／分支保护跳闸出口方式都是一致的，即保护装置中差动、速断等保护跳闸断路器都是一样的。唯独频率电压保护装置 P922 不一样，其低电压保护整定为：低电压 1 段 0.55S 动作跳不重要电动机，低电压 2 段 9S 动作跳重要电动机。两段保护出口需启动不同的低电压跳闸继电器，跳闸出口继电器定义要特别注意出口继电器本身的特点，才能正确选用。原设计 Mi COM P922 保护装置控制原理图见图 4

低电压 1 段跳闸为出口继电器 RLI ( 2 、6 端子），低电压 2 段跳闸为出口继电器 RL2 ( 8、12 端子），看上去没什么问题，实际上不行。因为 RL1继电器为装置固定跳闸输出继电器，任何保护功能只要出口逻辑是跳闸，都会启动该继电器出口。但低电压 2 段保护动作却会同时动作出口继电器 RL1和 RL2 ，修改设计选择低电压 1 段跳闸为出口继电器 RL3( 14 、16 端子） , MiCOMP922 保护装置控制原理图见图 5 。

2 . 4 出口继电器接点容量

P922 出口继电器接点容量为 DC 25W 电感性（ L / R = 40 ms ) ，作为低电压保护使用时，低电压动作小母线上并联许多电动机的低电压跳闸中间继电器。当低电压保护动作时，所有中间继电器起动，接点返回时回路断开容量较大，容易烧坏 P922 出口继电器接点。以 6kV 主厂房1A 段 95 低电压保护同时启动 14 只 K4 中间继电器（直阻为 2 250 Ώ）计算，回路电阻 R = 2 250114 = 160 . 7Ώ。 P922 出口继电器接点需要断开的容量为 ，为此需加装接点容量大的扩展中间继电器，保证P922保护装置出口继电器的安全运行，修改设计后MiCOM P922保护装置控制原理图见图5。

3 保护逻辑编写

AREVA 的 6kV 综合保护与许多国产综合保护不一样，其保护逻辑需要现场编写。根据整定计算结果，编写保护元件选择、跳闸出口继电器定义、故障录波选择、 LED 信号灯定义等工作。以电动机综合测控装置 P243 为例， PSL 逻辑方案实例如图 6 。

4 网络通信

保护装置信号采取现场总线传输方式在厂用电监控系统集中采集处理，并能在 EFCS 系统画面上显示模拟量、开关量等信息。保护装置与 EFCS 系统的通信需要分配通信地址，保证信号传输正确。还要提供综合保护装置开入量点位表，以确定遥信量的名称与设计接线一一对应。

5 结语

国外大多数保护装置在国内应用时，基本上是当作“黑匣子”。但随着微机综合保护测控装置的广泛应用，在没有充分了解到保护测控装置技术参数、保护原理、控制功能、测量功能、通信规约、硬件结构的情况下，是不能很好地运用保护测控装置的。甚至在某些情况下会出现保护测控装置功能误应用，造成保护测控装置误动、拒动、测量不准等问题，产生设备停运或损坏事故。因此，在微机综合保护测控装置投运前和使用中应熟悉和掌握装置的原理、结构和功能。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。