企業(yè)車間用電保護配置及應(yīng)用原理分析

王旭 孫好君 路欽

摘 要：車間用電系統(tǒng)保護是發(fā)電廠繼電保護中的一個重要環(huán)節(jié)，車間用電系統(tǒng)正常運行與否，將直接影響到機組的安全穩(wěn)定運行，影響發(fā)電廠的經(jīng)濟效益。因此，為了提高車間用電運行的可靠性，盡量縮小故障范圍，保障發(fā)電機組安全經(jīng)濟的運行，有必要根據(jù)車間用電的負荷，裝設(shè)性能良好、動作快速的專用保護。

關(guān)鍵詞：車間用電;用電保護;發(fā)電廠

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.148

南陽鴨河口電廠安裝的是兩臺35萬千瓦亞臨界發(fā)電機組。車間用電系統(tǒng)分為6KV和400V兩部分。

1 6KV系統(tǒng)保護

1.1 Sepam系列保護裝置主要功能

Sepam系列裝置由MERLIN GERIN（歐洲制造廠）生產(chǎn)，它具有保護、測量、計量、控制、監(jiān)控、程序邏輯等功能。主要用于6KV中壓系統(tǒng)中的保護、計量、程序邏輯，它具有高效的自測系統(tǒng)，能連續(xù)檢查功能的完整性。由于我廠在6KV系統(tǒng)保護中只使用了相過電流保護50/51、定向接地故障保護67N、熱過載保護49、負序不平衡保護46、起動時間過長和轉(zhuǎn)子卡死保護51LR、電動機差動保護87M、利用RDT監(jiān)控溫度的保護、中性點過電壓保護59N、低電壓保護27等幾種保護。

1.2 Sepam系列保護裝置工作原理

主要針對我廠使用的保護所具有的保護功能進行闡述。

（1）相過電流保護50/51。相過電流保護是三相式的，當A、B、C電流中的任一個、兩個或三個達到設(shè)定點時，此保護即啟動。此保護具有兩種時間延時，即定時限D(zhuǎn)T和反時限IDMT兩種。

通過TSM2001小型終端設(shè)定下列各項：

時間延時類型、動作電流Is（以A或KA為單位進行設(shè)定，設(shè)定電流為999KA可禁止保護）、時間延時T。

也可以通過TSM2001小型終端閱讀瞬時參數(shù)值，檢查保護投入狀態(tài)。

（2）中性點電壓位移59N。在中性點電壓V0大于設(shè)定點Vs0時，此保護啟動，條件為三相電壓的矢量和。它包括一個定時延時T。中性點電壓既可根據(jù)三相電壓計算，也可由外部VT進行測量。通過TSM2001小型終端設(shè)定下列各項：Us0電壓：以伏或千伏設(shè)定，設(shè)定999KV時禁止保護，出口繼電器被置0;T時間設(shè)定。

（3）定向接地保護67N。它包括與方向結(jié)合在一起的一個接地故障功能。當所選方向存在接地故障時，保護動作，該保護具有定時限延時。

通過TSM2001小型終端設(shè)定：ISO電流以A或KA為單位進行設(shè)定，設(shè)定為999KA時，保護功能被禁止;θ0取決于接地系統(tǒng);保護：功率流出母線定義為正方向，功率流入母線為反方向。

（4）負序不平衡46。此設(shè)計是為了保護設(shè)備防止不平衡的。它在相電流的負序分量大于設(shè)定點時啟動，它具有延時功能，分為定時限延時和反時限延時IDMT兩種。

負序電流可在小型終端TSM2001上顯示出負序百分數(shù)，其對應(yīng)于I2/Ib（設(shè)備基本電流）。通過TSM2001小型終端設(shè)定下列各項：時間延時類型、負序電流Is（基本電流Ib的百分數(shù)，設(shè)定電流為999KA可禁止保護，所有出口繼電器設(shè)定為0）、時間延時T。

（5）起動時間過長和轉(zhuǎn)子卡死保護51LR。此功能是三相的，它由兩部分組成：①額外起動時間：在起動時期間，當三相電流之一長于延時時間ST（正常起動時間）的設(shè)定點Ts時，此保護啟動。②鎖定轉(zhuǎn)子：在正常工作時（起動后），當三相電流之一時間超過定時類型時間延時LT的設(shè)定點時，此保護啟動。

2 400V系統(tǒng)保護

2.1 400VMerlin Gerin系列綜合保護簡介

Merlin Gerin系列綜合保護裝置，是400V電壓等級系統(tǒng)Merlin Gerin開關(guān)本身所自帶的保護.

STR 18 M型控制保護單元，僅配有瞬時保護功能。

STR 28 D型控制保護單元作為"配電"保護外，此外還可配電流表、長延時報警信號。

STR 38 S型控制單元除本身保護功能外，還可配置電流表、故障指示器、接地故障保護、長延時報警信號等功能。

STR 58 U型控制單元除本身保護功能外，還可配置電流表、故障指示器、遙控選擇故障脫扣指示器、接地故障保護、區(qū)域選擇聯(lián)鎖、負載監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳輸、長延時報警信號等功能。STR 68 U型控制單元除本身保護功能外，還可配置遠距信號模塊、接地故障保護、測量等功能。

2.2 400V MPR系列電動機綜合保護裝置簡介

MPR系列保護裝置工作原理：

由各CT獲得工頻電流量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓量，再經(jīng)移相、整流、濾波等多種處理，分別得到零序電流I0、正序電流I1、負序電流I2，再經(jīng)過一系列運算、比較和邏輯判斷并執(zhí)行（出口、信號或不動）;與此同時求出綜合反應(yīng)I1和I2的等效電流Ieq提供給發(fā)熱模型回路，最終判斷出電動機的發(fā)熱情況并執(zhí)行（出口、信號或不動）。

（1）接地單元。對于中性點不接地系統(tǒng)，裝置采用專用零序CT，能準確檢測出很小的接地電流（ION=0.02A或0.2A），保護整定范圍擴展到（1～16）ION，級差為1ION。單元的動作時間可選擇瞬動，也可選擇0.3S固定延時;接地保護即可投跳閘，也可發(fā)信號，通過內(nèi)部短接片切換實現(xiàn)。

（2）正序速斷單元。啟動過程中為（4～11.5）IS，正常運行時減半，自動實現(xiàn)轉(zhuǎn)換（面板整定為起動時定值）。動作時間可選瞬動T1=INST或固定延時T1=C。

（3）不平衡（包括斷相和反相保護）單元。整定范圍為（0.2～1.7）IS，動作時間有兩種反時限曲線供選擇，整定較靈敏時推薦采用時間較長的B曲線，其它則推薦采用A曲線。

（4）啟動時間過長單元。該保護是由I1單元結(jié)合啟動時間單元Tstart實現(xiàn)的。啟動整定范圍2.5～60秒、級差2.5秒的時間元件Tstart，在整定的標稱時間（略大于正常啟動時間）內(nèi)保持速斷動作電流為整定值，標稱時間后自動降低為整定值一半。如果超過啟動時間且電動機電流仍在I1以上，則出口繼電器動作跳開電動機，說明啟動時間過長，啟動不成功。

（5）堵轉(zhuǎn)保護單元。對允許承受的堵轉(zhuǎn)時間長于自身啟動時間的電動機，啟動過程中靠啟動時間過長單元對堵轉(zhuǎn)提供保護。運行中出現(xiàn)，由I1單元和過熱保護單元（Ieq驟增）提供保護。