启动保护继电器的作用范文

时间:2023-12-14 17:29:52

启动保护继电器的作用

启动保护继电器的作用篇1

关键词:备自投;电压互感器;反充电

1 系统及运行方式说明

系统为220kv系统,正常运行方式下,#01启备变作为#1、#2机厂用电备用电源,#02启备变作为#3、#4机厂用电备用电源,如图1:

#01、#02启备变保护采用电磁式继电器保护,#3机的备自投回路采用继电器接点联琐回路,yjj、yzj-a、yzj-b作为厂用电备用电源监察继电器;#4机的备自投回路采用dcs[1]快切卡件,它需要取系统a相电压作为启备变电压监察判断量,若系统电压消失,则快切卡件会闭锁,#4机的厂用电备自投功能自动退出,而快切卡件所取的系统电压则是#02启备变运行于i母时经i母刀闸切换(1zzj)后或者是运行于iii母时经iii母刀闸切换(2zzj)后的系统电压,如图2:

图中1g为262 i母刀闸,2g为262 iii母刀闸,+km、-km为262开关控制回路电源。因此在#02启备变转为检修状态前应将1zzj(为#4机快切卡提供i母线系统电压)用纸片垫住,同时将继电器yzj-a、yzj-b(供#3机厂用电备用电源监察使用) 用纸片垫住,以保证运行人员操作#01启备变作为#3、#4机厂用电备用电源时的备自投回路畅通。选择垫1zzj而不垫2zzj是因为在#02启备变送电前可能需要腾空iii母,利用母联3开关串代262开关对其进行充电和电流二次回路相量测试。

2 事件经过

2005年4月25日,#02启备变高压侧262开关大修结束,由于此次大修更换了三相sf6 ct,因此#02启备变在转为热备用前需腾空iii母,用母联3开关串带262开关测相量。在运行人员腾空iii母后合上262 iii母刀闸的同时,运行于i母的#1发电机掉闸,检查#1发变组保护屏有“失磁t1”保护动作信号。

3 原因分析

这是一起由于电压互感器二次反充电造成保护动作的事件。通过电压互感器二次向不带电的母线充电称为反充电,对于220kv电压互感器,变比为220/0.1,停电的一次母线(iii母)即使未接地,其阻抗(包括母线电容及绝缘电阻)虽然较大,假定为1mω,但从电压互感器二次侧看到的阻抗只有1000000/(2200)2≈0.2ω,近乎短路,故反冲电流较大(反冲电流主要决定于电缆电阻及两个互感器的漏抗),将造成运行中的电压互感器二次侧小开关跳开或熔断器熔断。在#02启备变停电前,将i母电压切换继电器1zzj用纸片垫住,在运行人员合262 iii母刀闸前将纸片取下,但是1zzj继电器机构卡涩,闭合的接点并没有打开,运行人员合上262iii母刀闸后iii母电压切换继电器2zzj动作吸合,通过继电器1zzj和2zzj将i母二次电压和iii母二次电压并列,i母二次电压通过iii母pt二次向不带电的iii母反充电,造成i母pt二次小开关跳开,220kv母线电压波动,此时运行于i母的#1发电机运行状态为:有功205mw、无功21mvar、转子电压224v,系统电压和转子电压均低于#1发变组保护装置(南自wfbz-01)中失磁保护低电压整定值,如图3。

此原理中系统电压没有tv断线判据,而且系统电压低,整定值没有设置门槛值,因此tv断线时保护装置可能会认为是系统电压低,此时#1发电机所发无功较少,相应的转子电压较低,图中可以看出,系统电压低与转子电压低满足失磁t1保护的条件,加之失磁保护整定值kf[2]=0.35偏低,造成#1发电机解列。

4 整改措施

#1发电机掉闸是由于wfbz-01发变组保护装置失磁t1保护逻辑和整定值kf的不合理造成的,为了设备的安全稳定运行,依据《华北电网调度管理规程》,及时对kf进行重新整定(kf=0.828),并联系南自公司改进了失磁保护原理,如图4:

新的失磁保护原理更趋于合理,无论机端电压低还是转子电压低必须同时满足阻抗圆判据保护才可以动作,并设置机端电压tv断线条件闭锁,避免由于tv断线而导致保护误动作。

5 结束语

启动保护继电器的作用篇2

关键词:发变组断路器; 失灵; 保护

1 装设断路器失灵保护的作用及重要性

随着电网的日趋复杂,电网的安全性变得越来越重要,继电保护的拒动给电网带来的危害越来越大。但在高压电网中,由于短线路的增多和电源支路的助增作用,实现后备保护方式往往有较大困难。因此,“继电保护及安全自动装置技术规程”规定:220 kV以上变电站及某些重要的110 kV变电站应装设断路器失灵保护。

目前,几乎全部220 kV线路、发变组保护均已装设了失灵保护。但对变压器保护启动失灵问题,由于以前的传统保护瓦斯出口很难与电气量出口分开等原因,“技术规程”规定一般不考虑由变压器保护启动断路器失灵保护。因此,实际运行中变压器保护目前大都没有启动失灵保护。但事实上变压器开关失灵并非不可能,内蒙古就曾出现过母线故障时,母差保护动作而变压器两相开关失灵的情况。对于220 kV变压器,如果发生内部故障时高压侧开关失灵,由于目前220kV线路远后备的灵敏度极低(尤其是相间保护),有些短线路甚至没有灵敏度,后果将是非常严重的。

2 目前断路器失灵保护的不足和需要注意的问题

2.1 线路失灵保护存在的问题

传统的断路器失灵保护都是采用能够快速复归的相电流元件作为断路器未断开的判别元件,该判别元件继电器的触点与保护触点配合分别构成单相跳闸和三相跳闸起动失灵回路,加装判别元件就是为了防止保护出口触点卡住不返回,或者误碰、误通电等情况时造成开关失灵保护误起动,进而使失灵保护工作更安全可靠。根据整定规程,断路器失灵保护相电流判别元件的整定原则为:

(1)躲线路的电容电流;

(2)对于220 kV以上系统,应保证在本线路末端或本变压器低压侧单相接地故障时有足够的灵敏度,灵敏系数大于1.3;

(3)尽可能躲过正常运行负荷电流。

但在实际整定过程中,由于要考虑系统运行方式和母联开关跳开后线末故障时相电流元件仍应有足够的灵敏度,因此,其定值很难躲过正常运行的负荷电流,这就导致在线路正常运行时,电流判别元件一直处于动作状态,因而,并没有起到防止误动的把关作用。

2.2 变压器、发变组启动失灵保护

由于在变压器低压侧发生内部故障时(或者发变组高压开关出现缺相运行时),装设于母差保护中只反映220 kV侧复合电压的失灵保护电压闭锁元件往往不能开放,因此变压器、发变组启动失灵保护除了要注意将瓦斯保护(或其它触点会延时返回的保护)出口和电气量出口分开外,还应注意复合电压闭锁元件的解锁问题。

3 断路器失灵保护实现方法

3.1 线路断路器失灵保护电流判别元件改进原则

断路器失灵保护的电流判别元件应满足在系统正常运行及故障线路开关断开后不应动作,同时在线末发生各种故障时有足够的灵敏度,这样才能使电流判别元件起到出口把关的作用。

实际运用中可以采取如下两种方法:

(1)用电流突变量启动元件对三个相电流元件从逻辑上进行闭锁;

(2)用电流突变量启动元件控制失灵启动电流继电器动作的正电源。

这样,系统正常运行时,由于电流突变量启动元件不动作,开关失灵电流判别元件不会动作;当系统发生故障时,电流突变量启动元件动作后展宽一个时间(大于后备保护的时间,如:7 s)开放电流判别回路。电流突变量启动元件(由正序和负序电流组成)应能保证在本线路末端发生各种故障时有足够的灵敏度,能可靠启动。按上述方法构成的失灵保护电流判别回路,在正常运行时由电流突变量元件保证其不会动作,在开关断开后由相电流元件保证其不会动作,从而提高了系统正常运行时失灵保护的安全性。

3.2 发变组、变压器失灵保护的解锁方法

(1)发变组保护

对220 kV发变组,可用“电流判别+保护出口+合闸位置继电器常开触点”相串联构成“与门”的方式解锁。“电流判别”元件可采用零序电流和相电流并联的方式(或门)构成。“保护出口”为跳高压侧开关的出口。此外,还可在解锁回路中加入压板,以备在某种特殊情况下发变组高压开关检修时,断开该解锁回路。

(2)变压器保护

方法一:

变压器失灵保护可用“电流判别+保护出口+复合电压闭锁触点”相串联构成“与门”的方式解锁,电流判别元件可采用零序电流和相电流并联的方式(或门)构成;保护出口为跳高压侧开关的出口;复合电压闭锁触点应为低压侧的复合电压触点,电压触点动作后应延时返回。电压闭锁触点中包括低压侧电压主要是防止低压侧故障时高压侧复合电压元件没有灵敏度而不能开放失灵保护。而延时返回主要是考虑如果变压器差动保护动作低压开关跳开后,低压母线的电压可能会立即恢复正常(比如变压侧低压侧有小电源或变压器低压侧并列运行),从而没有起到开放闭锁的作用。延时的时间应保证:即使是发生低压侧区内故障,差动保护或低压侧后备保护能有足够的时间启动失灵保护跳开故障变压器所在母线上的所有元件,即时间应大于:低压侧保护出口后跳低压开关与跳三侧开关的整定时之差(一般为0.3~0.5 s)加上失灵保护启动后跳开故障变压器母线上所有元件时间(一般为0.5 s),考虑留有一定的余度,一般取3 s即可。采用上述方式的好处是:保证了误传动时有电压把关,而区外故障电压开放时有“电流判别”和“保护出口”把关。该方法的优点是在高压开关三相失灵时也能解锁。此外,变压器低压开关检修时,低压母线可能失去电压,此时解锁回路中的电压闭锁将开放,因此,还可在解锁回路中串入压板,以备断开该解锁回路。

方法二:

采用与发变组保护同样的解锁方法,即:用“电流判别+保护出口+合闸位置继电器常开触点”相串联构成“与门”的方式解锁。此方法的不足是当高压开关三相失灵时,不能解锁。

变压器、发变组失灵保护的解锁,要注意只解锁与失灵元件在一条母线上的出口回路。

4 结语

随着电力系统网架结构联系越来越紧密,继电保护拒动相对其误动对电力系统的危害一般会更大。此外,随着微机保护的普遍应用,以前的一些技术难题也得到了解决。因此,为了系统的安全稳定,应该从保护的配置及原理上将防止继电保护拒动放在首位,变压器及发变组启动失灵问题应该从技术规程上予以明确。

参考文献

[1]王梅义,蒙定中,等.高压电网继电保护运行技术[M].北京:水利电力出版社,1984.

[2]国家电力公司文件(国电调[2002]138号).“关于印发《“防止电力生产重大事故的二十五项重点要求”继电保护实施细则》的通知”[Z].

[3]DL/T559-94,220-500 kV电网继电保护装置运行整定规程[S].

启动保护继电器的作用篇3

【关键词】电动机预防;保护

1.电动机的故障和不正常运行状态

1.1电动机的故障

大型电动机的常见故障主要是定子绕组的相间短路、单相接地、绕组的匝间短路等。

1.2电动机的不正常运行状态

电动机的不正常运行状态主要有:

(1)电动机过载。

(2)因电源电压降低或短时失压而电压恢复后的电动机自启动造成的电流增加。

(3)三相电动机的断相运转。

以上三种不正常运行状态最终表现为电动机的过电流,即工作电流大于电动机的额定电流。其危害是:长期过电流使电动机绕组严重发热,造成电动机的温升过高,绝缘老化迅速,轻者缩短电机的使用寿命,重者引起电机损坏。

对于电动机的故障,一般采用电流速断保护作为其主保护,用过电流保护作为其后备保护;对于绕线式异步电动机,当电流速断保护灵敏度达不到要求时,可装设纵联差动保护;对于大容量(2000kW以上)绕线式电动机也可直接装设纵联差动保护。电动机的电流速断保护一般采用不完全星形接线方式。

对于电动机的不正常运行状态,主要由过载保护装置实施保护。对不经常发生过载的电动机,可采用直接动作式过流脱扣器或DL型电流继电器组成保护;对经常性过载的电动机可用GL型继电器实施保护,将其速断部分作为相间短路保护,反时限部分作为过载保护。

2.电动机的电流速断保护

电流速断保护作为电动机故障的主保护,当电动机出现各种短路故障时,瞬时作用于电动机跳闸。

2.1动作电流的整定计算

2.1.1异步电动机电流速断保护的整定

整定原则:躲过电动机的启动电流,即:

IOP=kKIST (6-40)

继电器的动作电流为:

IOP?r=I (6-41)

式中是kK——可靠系数,对DL型取1.4~1.6;对GL型取1.8~2;

kK——保护装置的接线系数;

ki——电流互感器的变比;

IST——电动机的启动电流,A。

2.1.2同步电动机电流速断保护的整定

同步电动机电流速断保护的整定原则应满足以下两条:

(1)躲过电动机的启动电流;

(2)躲过电动机外部短路时电动机的反馈电流,即:

IOP= kKI″k.max (6-42)

继电器的动作电流为:

I?r=I″k.max (6-43)

式中I″k.max——最大运行方式下电动机外部三相短路时,电动机的反馈电流,A。计算公式为:

I″k.max=(+0.95sinφN)I (6-44)

式中X″——电动机的次暂态电抗标幺值(可查表得到);

φN——同步电动机额定负载时的相位角;

IN——电动机的额定电流,A。

2.2灵敏度校验

电动机电流速断保护的灵敏度:

k=≥2

式中Ik?min——最小运行方式下电动机端子上的两相短路电流值,A。

3.电动机的过负荷保护

电动机的过负荷一般是三相对称的,因此过负荷保护装置安装在单相上即可;又因过负荷一般短时不会造成大的危害,其动作时限应大于电动机的启动时间,一般取10~15s。

整定计算原则:躲过电动机的额定电流,即:

I=I (6-46)

继电器的动作电流为:

IOP?r=I (6-47)

式中是kK——可靠系数,作用于信号时取1.1;作用于跳闸时取1.3;

kre——继电器的返回系数。

4.电动机的低电压保护

前已述及,当供电系统中发生短路时,将使系统电压降低;如果短路点离接于系统的电动机较近,则电动机机头电压降低严重,造成电动机速下降、甚至停转,酿成不良后果。

电动机低电压保护的作用是:当电动机端口电压降低到一定程度后,将其从供电系统中切除,以保证故障切除后系统电压恢复时不再自启动,同时保证要求自启动的电动机的顺利启动。可见:对于供电系统中的不重要的电动机、无法自启动的电动机、只能空载启动的电动机、没有自同步装置的同步电动机和突然自启动会对人员及设备安全造成危险的电动机均要装设低电压保护。

对于电动机的低电压保护装置,有的采用低电压继电器、中间继电器、时间继电器构成保护装置,同时设有独立的直流操作电源;有的利用开关本身操作机构内的瞬时动作的失压脱口器。

4.1动作电压的整定

(1)异步电动机低电压继电器的动作电压为:

U=(0.6~0.7) (6-48)

(2)同步电动机动作电压为:

U=(0.5~0.7) (6-49)

式中U——供电线路的额定电压,V;

kII——电压互感器的变比。

4.2动作时限的确定

启动保护继电器的作用篇4

【关键词】远跳;RCS-931A;PSL603G

1.引言

由于光纤直接采用纤芯通信,省却了其他环节,其抗电信号干扰能力突出,故障概率低,且光纤通道具有连接简单方便,调试成功以后一般比较稳定,不易变化的优越性,所以在江苏地区双重化配置的两套主保护中,至少其一已采用光纤通道,且优先采用专用光芯传输保护信号。光纤保护利用光纤通道进行数据交换时,不仅交换两侧电流数据,同时也交换开关量信息,实现一些辅助功能,其中就包括远跳。下面就以RCS-931A和PSL 603G为例,浅析其远跳保护功能。

2.远跳功能原理

RCS-931A和PSL 603G在远跳功能原理上大致相同,过程如下:保护装置采样得到远跳开入为高电平时,经过处理和确认,作为开关量,连同电流采样数据及CRC校验码(即Cyclic Redundancy Check循环冗余校验,发送端用数学方法产生CRC码后在信息码位之后随信息一起发出,接收端也用同样的方法产生一个CRC码,将这两个校验码进行比较,如果一致就证明所传信息无误,如果不一致就表示传输中有差错,即使有一个字节不同,所产生的CRC码也不同)等一起打包为完整的一帧信息,通过数字通道,传送给对侧保护装置。对侧装置每收到一帧信息,都要经过CRC校验、解码,提取远跳信号,并且只有连续三次收到对侧远跳信号才认为收到的远跳信号是可靠的。当保护控制字整定为远跳不经本地启动控制时,则收到远跳信号后无条件三相跳闸出口,并闭锁重合闸。当保护控制字整定为远跳经本地启动控制时,则需本侧装置启动才出口。

3.远跳功能的应用

远跳功能的作用是什么?在什么情况下需要保护装置启动远跳功能快速切除故障?试分析图1所示故障情况。

当故障发生在d1,即线路开关和CT之间时,属于母差保护动作范围,由于在线路保护区外,两侧电流的幅值和相位比较的结果不能使差动元件动作,对侧断路器主保护即光纤差动保护不会动作。母差保护动作切除本侧开关后,故障点并不能切除,对侧系统继续向故障点提供短路电流,直到对侧后备保护经延时跳开对侧开关,这必将延迟故障切除时间,对系统造成更大的冲击。“远跳”功能就是为了解决这个问题而设置的。当母差保护或者失灵保护动作(共用一个出口)时,利用线路光差保护的远跳功能,达到使对侧开关跳闸的目的,从而快速切除故障。

当故障发生在d2,本侧开关失灵拒动时,也是母差保护范围,线路光差保护不会动作,母差和失灵动作,切除母联开关和故障母线上除失灵开关的所有开关后,故障点不能切除,这种情况下同样需要依赖远跳功能,使对侧开关迅速跳闸。

4.远跳功能的实现

4.1 用TJR接点作为远跳开入

用TJR作为远跳开入接点是一种比较普遍的做法,在常州地区220kV变电站中,大多采用这种方法。

如图3所示,对于RCS-931A保护来说,保护装置提供24V正电源到操作箱,操作箱两组跳闸回路各提供一副永跳接点,并联后开入到保护装置的远跳开入接点,再通过通道传输到对侧,在“远跳受本侧控制”整定为1的情况下,对侧装置启动后,启动A、B、C三相出口跳闸继电器,同时闭锁重合闸。

对于PSL 603G保护来说,在TJR接点开入装置之前,还经过一块“远跳开入”压板,如图3所示。另外,远跳信号发出后,对侧保护装置将驱动A、B、C、Q、R出口跳闸继电器,其中也包括永跳继电器,而永跳继电器动作后,又会使操作箱的TJR继电器动作,从而使对侧远跳开入变位,向本侧发远跳信号,成为死循环,造成永跳回路接点多次动作,这种抖动会一直持续到有运行人员进行手动复归或者烧坏TJR继电器和保护出口继电器为止。因此,PSL 603G保护的远跳逻辑中应增加启动判据,即“远跳受本侧控制”控制字应整定为1(现场确是如此),如图4所示,在装置收到远方跳闸命令的同时,只有满足启动条件,才能出口跳闸,如果只收到了远方跳闸命令,而本装置没有启动,装置只报“远跳长期不复归”信号而不会出口跳闸,直到对侧的远跳命令消失后发出“远跳不复归返回”报文。这样,当第一次收到对方发来的远跳命令时出口跳闸,此后由于开关已经断开,保护装置不会再启动,也就避免了永跳回路多次动作情况的发生。如果在对侧收到本侧远跳信号后的跳闸逻辑中增加“任一相有流”判据,如图4所示,也能达到防止TJR接点抖动的目的。

4.2 直接引入母差和失灵的动作接点

由母差保护提供三对常开接点,两对接点接操作箱永跳回路去跳开关,另一对接点接线路保护装置的远跳开入端,如图2和图5所示。

如果现场的母差保护没有三对出口接点,则可利用线路保护操作箱中的备用中间继电器,将母差跳闸接点接入备用的中间继电器线圈,再用中间继电器的三对接点分别接永跳回路和保护装置的远跳开入。

4.3 两种接法比较

用TJR接点作为远跳开入的接法,其优点是回路较简单,母差保护、失灵保护也不需要额外的出口接点,其本质是将母差保护、失灵保护动作后的结果——“启动永跳回路”作为远跳的依据,缺点是所有启动操作箱永跳继电器的保护回路都会同时启动远跳,包括线路本身的主保护和后备保护等(但并无危害)。另外,由于利用操作箱永跳继电器的接点作为远跳开关量输入,可能使对侧保护的跳闸出口时间相对延长。

直接引入母差保护、失灵保护的动作接点,这种接法虽然在一定程度上比引入操作箱永跳继电器接点的方法动作时间缩短,但需要母差保护、失灵保护提供较多的动作接点,并且回路复杂,由于危险性较大,不易操作,因此很少采用。

5.几点注意

5.1 防止寄生回路产生

一般情况下,我们用TJR接点开入保护远跳开入接点,应严防将手跳接点接入操作箱永跳继电器。一旦有这种情况,将发生遥控分闸,就使本侧保护装置发出远跳信号,而对侧控制字“远跳受本侧控制”整定为0时,则会无条件三相跳闸出口,同时闭锁重合闸,而发生误跳闸事故。

还应防止将操作箱TJQ接点开入保护远跳开入接点。在配有PSL 603G保护的线路中,发生瞬时故障,本侧PSL 603G保护启动TJQ,同时向对侧发出远跳信号,由于这时对侧保护启动,因此无论控制字“远跳受本侧控制”如何整定,都会使对侧三相跳闸出口,并闭锁重合闸,若重合闸使用单相重合闸,则三相故障已经使重合闸放电,不会造成危害,若重合闸使用三相重合闸,则会造成对侧开关重合不成。

5.2 现场工作中的注意事项

由于操作箱TJR继电器动作后即启动远跳,因此当母差保护、失灵保护校验时,应可靠断开远跳启动回路,防止远跳误动作,一般情况下,只要取下母差保护相应的出口压板即可。

参考文献

[1]张全元.变电运行现场技术问答[M].中国电力出版社,2003.

启动保护继电器的作用篇5

关键词:超高压电网;继电保护;主变失灵;动作原理

1 超高压电网失灵保护概述

继电保护装置是维护电网安全稳定的第一道防线,超高压变电站失灵保护更是电网安全运行的重要保障。由于其回路与站内本电压等级的所有回路设备均存在联系,直接影响全站失灵保护装置的正常操作和正确动作。因此,失灵保护装置关系到全站设备的安全稳定运行,是所有继电保护和设计、调度、运行人员必须重点掌握的设备。

2 超高压电网主变失灵保护重点问题

2.1 主变失灵保护回路关注重点

目前东北电网的500千伏变电站,大致有两种主接线方式:一种是500千伏及220千伏部分均为双母(双分段)主接线;另一种为500千伏部分为3/2断路器主接线,220千伏部分为双母双分段主接线。

由于主变失灵保护同时与站内500及220千伏系统的失灵保护装置存在联系,而失灵保护装置作用于本电压等级所有回路出口跳闸,因此主变失灵保护的启动和出口策略问题尤为突出。无论是主变高压侧还是中压侧断路器失灵,都直接关系到全站失灵保护装置能否正确动作,关系着全站乃至电网的安全稳定运行,一旦出现差错,将导致变电站母线全停的恶性后果。

2.2 影响主变失灵保护的因素

影响主变失灵保护的因素大致有四方面,一是因变电站主接线方式对主变失灵保护产生的差异;二是失灵保护装置配置状况所产生的差异;三是因年代不同、设计规程更改产生的差异;四是智能变电站关于失灵保护全新设计理念和配置产生的差异。在长期的运行周期中,变电站很可能经历主变更换、改造等相关工程,新设备、新设计与老回路和老装置搭配,必须全面考虑上述几方面差异。因此,主变失灵保护较其他回路先天存在一定的复杂性,是设计和继电保护人员始终高度重视的问题。

2.3 失灵保护基本逻辑

断路器失灵保护是由各连接元件保护装置提供的保护跳闸接点起动,逻辑如图。

输入本装置的跳闸接点有两种:一种是分相跳闸接点跳A、跳B、跳C,(虚框1所示),另一种是每个元件都有的三跳接点Ts(虚框2所示),当失灵保护检测到此接点动作时,若该元件的任一相电流大于失灵相电流定值(可整定是否再经零序电流或负序电流闭锁),则经过失灵保护电压闭锁起动失灵保护。失灵保护起动后经跟跳延时再次动作于该断路器,经跳母联延时动作于母联,经失灵延时切除该元件所在母线的各个连接元件。

3 3/2主接线方式主变失灵保护配置及分析

3.1 主变高压侧断路器失灵保护

主变高压侧一般与500千伏线路共同构成一个完整串。主变高压侧由边开关和联络开关两组断路器构成,两组断路器分别配置断路器保护装置,边开关所在母线配置有母线(母差、失灵)保护。主变高压侧失灵保护即配置在上述断路器保护和母线保护中。现就保护原理及动作过程做如下分析。

3.1.1 主变高压侧断路器失灵保护配置及动作过程。在3/2断路器主接线方式下,主变故障、断路器失灵保护动作过程有两种常用实现方式,分析如下:一种是经主变非电量保护总出口跳闸。主变高压侧边断路器拒动时,边断路器的失灵保护装置(CSC121A或RCS921A)分为两级动作时限跳闸:一级为失灵判别电流达定值,同时收到主变电量保护跳闸信号开入,瞬时跟跳本断路器三相;二级为判断本断路器未能断开,失灵保护延时出口启动主变非电量保护总出口继电器,跳开主变高压侧联络断路器及中压、低压侧断路器。延时跳开联络断路器,并启动对应母差失灵保护屏(RCS915E或BP-2B)装置失灵保护,切除本母线上所有连接断路器。主变所在串(间隔)联络断路器失灵时,经本断路器失灵保护延时跳开两侧断路器(此时与500千伏母线保护无关),同时起动主变非电量保护屏的总出口,跳开主变三侧开关。另一种是经主变电量保护中的失灵联跳功能实现跳闸。失灵联跳功能,用于母差或其他失灵保护装置通过变压器保护跳主变各侧的方式;当外部保护动作接点经失灵联跳开入接点进入装置后,经过装置内部灵敏的、不需整定的电流元件并带50ms延时后跳变压器各侧断路器。

3.1.2 主变失灵保护与非电量保护关系补充说明。分析主变失灵保护,还应特别补充说明主变非电量保护。常规主变保护一般均单独配置非电量保护装置(RCS974FG或CSC336C),装置中应只有重瓦斯保护出口跳闸,其它非电量保护如轻瓦斯、油温高等,均应不跳闸、只发信号。由于重瓦斯保护动作后长时间不返回的特性,因而其动作出口接点不启动失灵保护。500千伏系统主变重瓦斯保护,均由主变油枕瓦斯继电器的两对重瓦斯接点分别引入非电量保护装置,各自启动保护装置中对应不同的中间继电器,两中间继电器输出接点串联后,再启动总出口继电器实现主变三侧开关跳闸,即主变500KV侧边断路器和联络断路器失灵延时启动主变总出口继电器。

3.2 主变中压侧断路器失灵保护

主变中压侧断路器失灵保护配置,大致有两种情况:一种为失灵电流判别由主变辅助保护完成;另一种由母线保护装置内实现失灵电流判别。

3.2.1 失灵电流由主为辅助保护判别的情况分析。“六统一”设计规程推行前,失灵保护装置单独设置组屏。主变中压侧配置有断路器辅助保护装置(CSC122T或RCS923A),装置设有失灵电流启动和主变中压侧失灵总出口功能。当主变中压侧断路器拒动时,失灵判别电流达到定值,同时收到主变保护动作出口的开入条件,即判断为主变中压侧断路器失灵。装置内失灵出口继电器接点动作,启动220千伏系统失灵保护装置,该装置经电压闭锁开放条件动作出口、启动主变非电量保护中总出口继电器,跳开主变所有开关及主变所在母线上所有元件,切除故障。

3.2.2 失灵电流由母线(失灵)保护判别的情况分析。“六统一”设计规程推行后执行,失灵保护配置于220千伏系统母线保护装置内(或者说启用了母线保护装置中的失灵功能),实现主变中压侧失灵电流判别和出口跳闸功能。主变中压侧电流互感器的母差保护用绕组(母差保护通常双重化配置),同时作为失灵电流判别。即母线保护装置(RCS915AS或BP-2B)中主变回路失灵判别电流达到定值,同时收到主变保护动作的开关量输入条件,判断为主变中压侧断路器失灵,经电压闭锁开放条件延时动作出口,启动主变非电量保护中总出口继电器,跳开主变所有开关及主变所在母线上所有元件,切除故障。

4 双母线主接线方式主变失灵保护配置及分析

4.1 主变失灵保护常见配置及存在问题

部分运行年限较久远的变电站,主变高压侧及中压侧均采用双母线(双分段)主接线方式,必然要经历由常规型向微机型母差、失灵保护的过渡过程。由于设计改造年代不同,失灵保护执行六统一设计规程与否的情况同时存在,因此主变失灵保护存在本文3.2章节中分析的情况。同时也存在主变失灵电流差别启动回路不统一、母差与失灵保护共用出口并只对主变某一侧断路器(跳闸跳闸逻辑不合理)等问题,不利于现场继电保护和运行人员掌握,更不利于在极端情况下系统的稳定运行。

4.2 主变失灵保护最佳配置方案

鉴于主变失灵保护存在以上问题,按照“六统一”设计规程要求,将失灵保护配置于500千伏及220千伏系统母线保护装置内(即启用母差保护装置中的失灵功能,不单独设置失灵保护屏)。在双母线(双分段)主接线方式下,主变失灵电流判别和失灵跳闸出口功能均由对应的母线保护装置完成,由母线保护装置对主变回路实现识别并设置专门的失灵出口逻辑,即可完美解决上述存在的问题。

以主变中压侧为例说明如下:主变中压侧母差保护用CT绕组同时也作为失灵电流判别,在母线保护装置中对线路和主变进行区别定义,或对于主变回路进行硬件固定设计,以达到区别对待的目的。涉及主变回路的失灵逻辑进行特殊设计,在母线(失灵)保护装置中设置主变中压侧跳闸连片。当主变回路失灵时,另外设置驱动主变总出口的连片,能够跳开主变三侧开关,彻底解决母差、失灵保护出口共用问题,从而实现主变回路在母差与失灵保护逻辑中完美配置。

4.3 主变失灵保护解除复合电压闭锁

变电站采用双母线(双分段)一次主接线方式时,母线(母差、失灵)保护应设有“解除复压闭锁”功能。由于主变连接着多等级的电压,当低压侧发生短路、匝间故障而高压侧开关失灵时,其失灵保护的复合电压闭锁灵敏度存在问题,导致电压闭锁回路不开放使失灵保护拒动。所以要投入主变失灵保护就必须解决这个问题,“二十五项反措”要求主变启动失灵时要具备解除失灵保护的复合电压闭锁回路。当采用微机型变压器保护时,应具备主变“各侧复合电压闭锁动作”信号输出的空接点。当该支路失灵保护起动接点和“主变失灵解闭锁”的开入接点同时动作,实现解除该支路所在母线的失灵保护电压闭锁。

主变保护启动失灵时解除电压闭锁主要是考虑到变压器中(低)压侧故障而高压侧开关失灵时,变压器存在内部阻抗引起高压侧残压过高,母线(母差、失灵)保护中电压闭锁元件灵敏度往往不够,失灵保护本身是经电压闭锁的,这样高压侧失灵不能出口,主变中(低)压侧故障需要采取失灵解除母差电压闭锁的措施。

结束语

启动保护继电器的作用篇6

关键词: 降压启动;维修改造;运行可靠

范家沟闸站位于江动厂南侧板涵西出口与串场河交汇处,2001年建成,设计流量2m3/s,2台潜水泵的电机装机容量为90KW。主要为市区中心区西部地区即江动厂、公园新村等地势低洼地段防洪、排涝服务。

1 故障成因及原理分析

该泵站两台潜水泵降压启动柜发生线路故障,无法正常启动。

问题1:1#潜水泵控制柜时而能启动,时而报警指示灯亮,无法启动。

分析:由于电气柜面板上指示灯的标识已被油漆覆盖,无法得知该指示灯是何指示灯。所以经过线路排查,查明该指示灯是绕组热保护指示灯。最终发现故障原因是潜水泵电机保护线到控制柜上接线排(其中的一根绕组热保护接线虚接),线路回路常闭有时候会变常开,导致继电器保护动作,报警指示灯亮,无法正常启动。

问题2:2#潜水泵出现的问题,是只能实现降压启动,无法实现全压运行。即启动后一会儿,即跳闸。由于该站电气柜使用年代较久,图纸遗失。技术人员无法根据图纸查找电气故障。因此,工作人员要排除故障,首先做了查线的工作,接着绘制好该站降压控制柜的电路图。

该站降压控制柜电气图如图1所示。

分析:

1)图1所示电路图为潜水电泵降压启动控制系统电路图。此电路图表明降压启动控制系统电路由主电路、控制电路和指示电路三部分组成。主电路中M为潜水泵的电动机;TM为QZB型45KW的自耦变压器;熔断器FU1用于电机短路保护,FU2用于指示电路保护;QF为电源空开,电机全压运行是由主接触器KM3来进行控制,而接触器KM1、KM2是采用自耦变压器降压启动的方法来控制。根据电机在两种控制方法的现场启动情况进行比对,工作人员可以利用时间继电器KT,把降压器启动的时间长进行调整。把此电路时间长调整为10s。继电器K1、K2、K3控制中间继电器KA1、KA2、KA3,中间继电器KA1、KA2、KA3用于控制接触器KM1、KM2、KM3通断。SA1为主令开关,启动前必须先打到现地位置。SB1为近地启动控制按钮,SB2为现场停止控制按钮。当指示灯HG1、HG2亮时,表示电源有电且电动机处于停止状态;当指示灯HY2亮,说明电动机处于降压启动状态;当指示灯HR6亮,表示电动机处于全压运行状态。

2)降压启动过程:把空开电源QF合上,同时把启动按钮SB1按下,中间继电器K1线圈瞬间得电吸合,K1自锁;控制电路中K1常开变闭合,线圈KA1得点,KA1常开变常闭,接触器KM1线圈吸合,时间继电器KT线圈得电,KM1自锁触头闭合,线圈KM2得电,接触器KM2主触头闭合,电机通过自耦变压器QZB的85%的抽头进行了降压启动。与此同时把常闭辅助触头KM1断开,联锁KM3接触器。同时,断开继电器K1的常闭辅助触头,这时指示灯HG1则熄灭。接触器KM1常开辅助触头闭合,指示灯HY2亮,这时的电机状态为降压状态。

3)全压运行分析:电机降压开启10秒钟以后,这时的时间继电器KT通电延时触头关闭。这时,在指示电路中,继电器K2线圈同时得电,K2线圈的常开自锁保持。在电路中,KA2与串联的接触器KM1常闭触头分开,随即接触器KM1、KM2线圈便会失电,接触器KM1、KM2辅助触头都回复原位,KM1、KM2主触头断开,可以切除自偶变压器QZB,这样降压启动的过程就结束了。

在控制电路中,闭合KA3常开触头,这时接触器KM3线圈同时得电,KM3二对常闭辅助触头分断,KM3主触头闭合,此时电动机便会是全压运行的状态。这时,指示电路的中间继电器KA2常闭触头的状态为断开状态,两个指示灯HG1、HY2则是熄灭状态;而接触器KM3常开辅助触头处于闭合状态,指示灯HR6常亮。

问题2无法实现2#泵全压运行,主要检查全压启动过程。技术人员主要排查了11、12点间的KA3及11、13点间的KM3常开点是否能吸合,12、13点间的常闭点KM3是否正常闭合,04、13点间的KM3线圈是否能吸合。

经过排查,分析是由于长时间运行,排涝泵站附近的水汽及污水沟里的沼气能够腐蚀电气元件的触头,导致触头氧化变黑,致使电路导通性能下降,电机无法全压运行。维修人员更换了启动、停止控制按钮,中间继电器及底座,并且,将接触器主触头氧化变黑的部分打磨光亮。经过处理后,2#潜水泵能顺利启动。

2 改进后的控制电路

进行改进调整以后的控制电路如图2。在此控制电路中,保护电路进一步调整改进,采用集成模块BBM-Ⅱ替代了信号放大模块。用集成模块优点:1)面板指示清晰、使用简单,如电源灯、故障报警指示灯简单明了。其中,报警指示灯分别为(浸水JS、泄露XL、湿度YS、超温WC、轴温WZ);2)性能稳定,由于该集成模块采用封装式结构,比较而言,使用性能更加稳定;3)易维护,如果集成模块损坏,直接更换,即可。综上,改进后的控制电路,将更加有利于该泵工程运行维护管理工作。

3 结束语

总之,通过此次电气检修的经历,工作人员发现范家沟泵站降压启动柜存在的设计不合理处。通过采取经济、合理、可行的改进措施,该站技术人员实现了电机保护装置的改进。这样可有效减小了电动机启动过程中所出现的故障。从这几个月的电机使用情况来看,此保护装置有成本低、容易维修的特点,同时它稳定的性能,保护效果明显的优点,使单位的设备进行正常使用保证,所以说这是一种实用且可靠的电机降压起动保护装置。

参考文献:

[1]王永丰,水泵自耦降压启动电路改进,设备管理与维修,2011(01).

启动保护继电器的作用篇7

关键词:隔离开关;辅助接点;电压切换

1 电压切换回路的工作原理

二次电压切换可以手动进行,也可以自动进行,主要利用隔离开关的辅助接点启动电压切换继电器,由切换继电器的接点对电压回路进行切换。手动切换的好处是回路简单,连接可靠,但需要人为操作,而且一、二次操作不可能完全同步。自动切换能做到一、二次操作基本同步,但回路较手动切换复杂,对直流电源和隔离开关的辅助接点有依赖性,当切换电源消失或辅助接点接触不良时,电压切换继电器将失电返回,交流电压也将消失。电压切换回路是当刀闸位置变化时,其辅助接点相应变化来启动或复归电压切换继电器,进而电压切换继电器的触点导通,实现将对应的母线电压接入保护装置,并断开另一母线的电压。同时,当某间隔在倒闸过程中出现刀闸双跨时,两个切换继电器同时启动,继电器常开触点动作发出“切换继电器同时动作”;如果两把母线刀闸的位置同时消失,刀闸辅助接点断开电压切换继电器,继电器常闭触点返回发出“PT失压”信号。

2 常开接点误分/拒合对电压切换回路的影响

正常运行时,某间隔挂1M,若1M刀闸常开辅助接点发生误分,此时会造成1M电压切换继电器不励磁,因电压切换回路采用的是双位置保持接点,因此电压切换回路正常运行,仍有电压输出,不影响保护装置的运行。某间隔由1M倒闸至2M,若2M刀闸常开辅助接点因故未能闭合,则2M电压切换继电器不能励磁,2M继电器触点处于断开状态,当断开1M侧刀闸后,1M切换继电器返回,1M继电器触点断开,则整个电压切换回路断开,切换后三相电压无输出,造成保护装置失压。

3 常闭接点误合/拒分对电压切换回路的影响

正常运行时,某间隔挂1M,若1M刀闸常闭辅助接点误合,1M切换继电器的启动线圈和复归线圈将同时励磁,1M切换继电器的辅助触点保持线圈最先励磁的那种状态,仍然保持闭合,电压切换回路正常运行,但此时亦无告警信号。

某间隔由1M倒闸至2M,若2M刀闸常闭辅助接点拒分,2M切换继电器的启动线圈和复归线圈同时励磁,2M切换继电器触点将保持在断开状态,断开1M侧刀闸后,1M切换继电器返回,1M继电器触点断开,整个电压切换回路断开,造成切换后电压无输出,保护装置失压。

4 常开接点误合/拒分对电压切换回路的影响

正常运行时,某间隔挂1M,若2M刀闸常开辅助接点误合,2M电压切换继电器的启动线圈和复归线圈会同时励磁,2M切换继电器仍保持复归状态,对电压切换回路无影响,但此时亦无告警信号。

某间隔由2M倒至1M,若2M刀闸常开辅助接点拒分,此时2M电压切换继电器的启动线圈和复归线圈同时动作,2M切换继电器触点仍保持在闭合状态,当合上1M侧刀闸后,1M切换继电器动作,1M继电器触点闭合,此时1M、2M电压切换回路会同时导通,二次电压实现并列。若两条母线间存在电势差,将在回路中形成环流,可能造成二次回路电压空开跳闸。

5 常闭接点误分/拒合对电压切换回路的影响

正常运行时,某间隔挂1M,若挂2M上的刀闸常闭辅助接点误分,则2M电压切换继电器复归线圈失磁,因电压切换回路采用的是双位置型继电器,因此电压切换回路中的2M刀闸辅助触点保持原来状态,不会对电压切换回路造成影响,不影响保护装置的运行。

某间隔由2M倒闸至1M,当断开2M刀闸时常闭辅助接点拒合,2M切换继电器不返回,则电压切换回路中2M刀闸辅助触点保持接通状态,此时1M、2M电压切换回路同时导通,二次电压并列。若此时I、II母存在电势差,将在电压切换回路中形成电流环流,电流较大会引起电压二次回路空开跳闸。

6 电压切换回路设计不当的风险

针对刀闸辅助接点不对应引起切换继电器异常动作(复归)的风险,经查阅相关技术规范标准,深入分析回路设计原理,梳理出了电压二次回路设计不当引起的风险,并制定了完整的电压切换相关二次回路的使用规范,具体如下:(1)若电压切换继电器使用单位置继电器,在刀闸辅助接点不对应时,会造成PT二次失压或电压二次误并列的情况,因此电压切换继电器应使用双位置继电器。(2)双位置电压切换继电器的刀闸位置接点开入宜使用常开接点启动,通过常闭接点复归;在刀闸的辅助接点数量不够时可采用IM的一个常开接点去启动IM继电器,同时复归ⅡM的继电器实现。(3)如果将不保持接点应用于电压切换回路中,刀闸在运行中如果其常开接点出现误分或者拒合现象,将造成PT二次回路失压或者电压二次误并列的情况,因此电压切换回路中应使用保持接点。(4)若“切换继电器同时动作信号”使用不保持接点,一旦发生刀闸常闭接点拒分,引起二次回路电压错误并列,并且不会发出告警信号。如果此时两条母线之间存在电势差,切换回路会产生环流,环流较大会导致电压二次回路空气开关跳闸,因此“切换继电器同时动作”的信号必须使用双位置保持接点。(5)如果断路器启动失灵回路采用切换继电器双位置保持接点,一旦出现刀闸常开接点误合/拒分或常闭接点拒合,则可能误启动两条母线的失灵,扩大了跳闸范围;若断路器启动失灵回路使用切换继电器的单位置不保持接点,一旦出现刀闸常开接点拒合,则可能无法启动断路器失灵保护,造成大面积停电。综合考虑拒动和误动的风险,建议启动断路器失灵回路宜使用双位置保持接点。

参考文献

[1]南瑞继保RCS-931超高压线路成套保护装置技术说明书[Z].

启动保护继电器的作用篇8

【关键词】 低压系统 相间短路保护 过载保护 单相接地保护 保护设置 保护整定

不论是标准规范还是各种参考书,只要谈到继电保护,往往都是指3kV及以上系统的,很少能够看到写低压系统的。这也许是因为低压系统继电保护比较简单,没有必要耗费精力来写吧,而我却想写一些,以分享个人在做低压系统设计时的一些总结(如图1)。

说到继电保护,免不了要谈一谈继电保护的四个基本要求——选择性、速动性、灵敏性和可靠性。这里先对它们进行一个简单回顾:选择性是指电力系统发生故障时,保护装置仅将故障设备切除,保证系统中的非故障设备继续运行,以尽量缩小故障范围;速动性是指快速切除故障,作用于断路器跳闸的保护要求动作迅速;灵敏性是指保护装置保护范围之内发生故障或不正常运行状态时能灵敏地感觉到并正确的反应;可靠性是指发生了应该保护装置动作的故障,保护装置能够可靠动作,即不拒动,而在其它任何不属于它应该动作的情况下,可靠不动作,即不误动。低压TN系统继电保护虽然很简单,但其继电保护的设置与整定也是要围绕以上四个基本要求进行的。

空泛地谈一个问题往往需要耗费我们太多的精力来想象,为简单明了地把问题说清楚,这里就借一个工业企业的典型低压系统接线图来谈低压TN系统的继电保护。接线图详见图一《低压系统接线图》。

以下就按低压进线(INC1、INC2)、低压母联(BT)、电动机出线(F1)、普通馈电(F2)及至二级配电母线馈电(F3)的顺序来介绍其相应的继电保护。

1 低压进线(INC1、INC2)

1.1 保护设置

低压进线处应装设短路保护、过载保护和接地故障保护,主要用于保护低压母线及作为低压母线各馈出回路的后备。有时为了备自投的需要,低压进线也会装设低电压保护,这里不再详述。

对于短路保护,需配置短延时过流保护。

对于过载保护及作为短路保护的后备,需配置长延时过流保护。

对于单相接地故障,需设置单相接地保护。有时也利用低压变压器高压侧过流保护作为低压侧单相接地保护,但灵敏度却不一定都满足,考虑到现在低压框架断路器配置一个单相接地保护功能不需要增加太多成本,而且又不复杂,故建议在低压侧均设置该保护功能。

1.2 保护整定

对于前述三种保护,长延时过流是按反时限设置的,而其它两种保护是按定时限设置的。对于长延时过流保护,我之所以按反时限设置,是因为反时限保护能够根据故障的轻重程度来配置跳闸时间,故它除能很好地完成自身的过载保护功能外,还能更好地完成它的后备保护功能。

1.2.1 短延时过流保护

(1)动作电流整定。对于该定值,可按变压器高压侧过流保护电流定值设定,即躲过变压器可能出线的最大过负荷电流。

Iop=Krel*Kgh*Irt

式中:

Iop:动作电流;

Krel:可靠系数,取1.3;

Kgh:过负荷系统,包括电动机启动引起的过电流倍数,一般取2~3,当无自启动电动机时取1.3~1.5;

Irt:变压器额定电流,Irt=1000/0.4/1.732=1443.4A。

Iop=1.3*3*Irt=3.9Irt=3.9*1443.4=5629A

取Iop=3Iec=6000A。

这里,Krel*Kgh=1.3*3=3.9,故在现场对电流速断定值设定时,直接按4倍变压器额定电流就可以了,不需要记太多其它的东西。

(2)灵敏度校验:按母线最小运行方式下两相短路条件校验。

I2k2.min/Iop≥2

式中:

Iop:动作电流;

I2k2.min:变压器低压侧母线最小运行方式下两相短路电流。

这里,我们先不校验其灵敏度,而是来反算一下短路电流至少为多少时才是灵敏的。

I2k3.min=I2k2.min/0.866≥2*Iop/0.866=2*6000/0.866=13856A,这个短路电流对应于高压侧短路容量约为20MVA(基于标准油浸式变压器),而这对6.3kV及10kV系统来说已经几乎不可能再小。

(3)动作时间t=0.3S(定时限)。

1.2.2 长延时过流保护

图2为根据某厂家脱扣器特性曲线绘制的,下面就借助该图对长延时过流保护的整定进行一下讲解。

在进行整定计算之前,首先简单解释一下该曲线图。

该图横坐标为电流轴,其中In为脱扣器额定电流;纵轴为时间轴,即保护动作时间。曲线中t=3S曲线、t=12S曲线……144S曲线,是动作电流为3I1(脱扣器长延时整定电流值)时动作时间为3S、12S……144S所对应的曲线。

(1)动作电流整定。

Iop=Krel*Irt

式中:

Iop:动作电流;

Krel:可靠系数,取1.1;

Irt:变压器额定电流。

变压器额定电流Irt=1000/0.4/1.732=1443.4A

Iop=1.1*1443.4=1587.7A

取Iop=0.8Iec=0.8*2000=1600A (Iec为脱扣器额定电流)。

(2)动作时间。

1)按躲过最大一台电动机启动电流条件选择曲线(变压器按满负荷运行)

本案例中最大一台电动机容量为160kW,额定电流Iem=160/0.38/0.85/1.732=286A。电动机启动电流倍数按7倍考虑,启动时间按8S考虑,则,电动机启动电流Ism=7*286=2002A。

故母线此时的工作电流Iob=2002+(1000-160/0.85)/0.4/1.732=3173.7A。

因没有电动机的启动电流曲线,按电动机在启动过程中启动电流不衰减来选择曲线,也即8S时母线电流按3173.7A考虑。

基于以上计算及假设,8S时,

3S曲线动作电流约2800A,不可用;

12S曲线动作电流约5600A,可用。

故根据该条件选择12S曲线。

2)按电动机自启动条件选择曲线(如果存在自启动电机)

因无具体自启动电机的参数,该处按经验数据来计算自启动电流。

母线自启动电流Iob=2~2.5~3Irt=2886.8~3608.5~4330.2A,

取中间值Iob=3608.5A,自启动时间按9S考虑。

基于以上计算及假设,9S时,

3S曲线动作电流约2600A,不可用;

12S曲线动作电流约5200A,可用。

故根据该条件选择12S曲线。

根据以上a、b两项计算,选择12S曲线。

当动作电流为1720A(1.2*Irt)时,动作时间约80S;当动作电流为2165A(1.5*Irt)时,保护动作时间为50S;当动作电流为2886.8A(2*Irt)时,动作时间约30S;当动作电流为6000A时(短延时过流保护电流整定值),动作时间约为6S。

由此可见,若选定时限保护,时间设定值至少应大于9S(自启动时间),按9S取,这样,不管故障电流为多少,动作时间总是9S。而反时限则不同,在轻微过载时,跳闸时间较长,而在严重故障时,跳闸时间就很短,符合运行要求。

1.2.3 单相接地保护

(1)电流定值Iop=Irt,这里不再计算,直接取变压器的额定电流,其原因是正常情况下中性线不平衡电流最大也不可能超过变压器额定电流,而如果变压器的接线如图3,正常情况下流过零序CT的电流会更小。

(2)灵敏度校验:按母线最小运行方式下单相接地条件校验。

I2k1.min/Iop≥1.5

式中:

Iop:动作电流;

I2k1.min:变压器低压侧母线最小运行方式下接地故障电流。

这里也是先不算灵敏系数,也是先反算一下使保护灵敏的单相接地电流。

Iop=Irt=1443.4A,

I2k1.min≥1.5*Iop=1.5*1443.4=2165A。

变压器高侧多大的短路容量能使低压侧单相接地电流达到该值呢?这样说吧,如果变压器高侧短路容量为10MVA,低压侧单相接地电流能达到约11kA,而小到10MVA的短路容量在工业企业用户中几乎是不可能出现的。

(3)时间定值t=0.3S(定时限)。

2 母联断路器(BT)

对于母联断路器,其正常情况下总是断开的,仅在其中一路进线故障的情况下闭合,故对母联的保护设置没必要太复杂,仅需要一个短延时过流就可以了,而其定值可与进线短延时过流完全相同。另外,考虑到母联在备自投时可能合到故障上,需对其设置一个瞬动电流保护,其电流定值与其短延时过流保护相同,时间定值为0S,但该保护仅在备自投动作时启动,备自投完成后自动解除。

3 电动机馈出回路(F1)

低压电动机应设短路保护和接地故障保护,并根据情况分别设置过载保护、断相保护和低电压保护。对于电动机的保护设置《通用用电设备配电设计规范》(GB 50055-2011)2.3章节有详细描述,这里不再详述,这里只是要补充或强调一下电动机回路低压断路器的选择与整定。

根据《通用用电设备配电设计规范》(GB 50055-2011),断路器瞬动过流脱扣器的动作电流一般为电动机启动电流周期分量有效值的2~2.5倍,故在选择断路器时,我们一定要知道每一台断路器的瞬动电流整定倍数(一般电动机用单磁脱扣器的瞬动电流整定倍数最大为12~14,而电子脱扣器的瞬动电流整定倍数一般为10),以保证(2~2.5)*Istm(电动机启动电流)不大于k*Iec(k:断路器瞬动电流整定倍数;Iec:断路器额定电流)。我们知道,低压电机启动电流一般为6~7,故(2~2.5)*Istm=(12~17.5)Iem(Iem:电动机额定电流)。因很多时候在选择断路器时我们都还不知道电动机的详细参数,而仅知道其额定功率,为可靠起见,在选择断路器时就可以取Iec≥17.5Iem/k。

4 普通馈电回路(F2)

对于普通馈电回路,应设置短路保护、过载保护和接地故障保护。对于接地故障保护,当供给固定式用电设备,其动作时间不宜大于5S;当供给手握式电气设备、移动式电气设备或插座回路时,动作时间不应大于0.4S。

5 至二级配电母线的馈线回路(F3)

对于低压馈出回路(非电动机回路),需考虑为其短路故障、过载及单相接地故障设置保护。因二级配电母线还有二级配出回路,故F3的保护还需要与其二级配出线保护进行配合(除非该二级母线所接负荷都是不重要回路)。对其二级配出回路,其保护设定与F2是一样的,故F3就不能再设置瞬动保护了,而需设置短延时过流保护,时间设定为0.15S;另外再设置长延时过流保护,电流设定类似INC1和INC2,时间设定也是参考INC1和INC2,但实际整定中根据自己的工程经验也可简化,这里就不再详述了。因塑壳断路器只有瞬动电流保护和热过载保护,故不宜用在比较重要的F3回路。

另外,对于单相接地故障,可利用F3的短延时或长延时过流保护来实现,但根据《低压配电设计规范》(GB 50054-2011)需保证保护动作时间不能超过5S,若不能满足还需单独设置单相接地保护,动作时间为0.15S。

下表为本人根据S系列油浸变压器标准参数对低压进线保护整定进行的一个小结,供参考。

6 结语

继电保护是电力系统自动化的重要组成部分,是保证电力系统安全运行的重要措施之一。低压系统虽然很简单,但对其继电保护的设置及整定也不能忽视,必须认真对待。

参考文献:

[1]《供配电系统设计规范》(GB 50052-2009).

[2]《低压配电设计规范》(GB 50054-2011).

[3]《通用用电设备配电设计规范》(GB 50055-2011).

[4]《火力发电厂厂用电设计技术规定》(DL/T 5153-2002).

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