6kV廠用電保護配置及其功能探究

史衍珩，姜思敬，羅琰

（徐州華潤電力有限公司，江蘇 徐州 221000）

隨著6kV機組容量的增加，為了滿足電廠動力要求以及電廠用電的需求，為用電系統(tǒng)提出了更高的要求。因此，做好對6kV廠用電系統(tǒng)的繼電保護裝置的配置和其重要功能分析探究，有著十分關(guān)鍵的作用，可以在保證廠用系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全性之外，能夠為后續(xù)用電保護措施提供重要的理論依據(jù)與經(jīng)驗，為其提供重要的參數(shù)數(shù)據(jù)，以此促進6kV廠電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

1 案例背景

我國某6kV廠中有3.4號機，在各個機組用電系統(tǒng)中都包含兩部分，分別為廠用兩個、公用一個，在廠用與公用中其可以互相調(diào)換備用電源。同時，另外1.2號機組的公用段可和本公用段互為備用電源，并且該系統(tǒng)中的電阻接電系統(tǒng)中，所采用的PSL691U(S)饋線綜合保護繼電器主要是保護電饋線結(jié)構(gòu)，其具體由微機型結(jié)構(gòu)組成，同時，結(jié)合接地保護與三相保護、測量功能等形式運行，該裝置將各種形式的功能基于一身，包含測量、記錄以及自檢與通訊。另外，在PSM692U綜合保護繼電器的應(yīng)用中，其主要是為了保護2000kW以下的電動機，而所采用的PSM691U型綜合保護繼電器主要是為了保護2000kW以上的電動機，其功能存在較大的差異性。

2 6kV母線低電壓保護

在6kV母線的使用中，都裝置低壓保護元件，這些元件都是分立元件所組成，其中包含2個時間繼電器和4個低壓繼電器，兩個低壓繼電器需要連接在母線的PT端，這兩個低壓繼電器需要保證其原有的固定值，一般被設(shè)計在75%左右，在遇到故障動作后的0.5s出口跳閘。另外，兩個固定值為45%，延遲為9s。當(dāng)PT出現(xiàn)熔斷熔絲的問題后，中間的繼電器會在第一時間發(fā)出斷電信號，以為相關(guān)人員作出提醒。

3 PSL691U(S)饋線和PST693U變壓器保護

在PSL691U(S)保護器的運用中，其主要是結(jié)合接地保護與三相電源為主要的組成要素，并且設(shè)計結(jié)構(gòu)比較緊湊。其主要的功能在于能夠?qū)﹄妷汉碗娏髯鞒鼍珳实臏y量，同時，其可以作為短路保護裝置，又可以作為后備保護裝置被機組應(yīng)用，另外，結(jié)合微處理器技術(shù)，該裝置還具備一定的自我保護功能和自檢功能，這些功能都是該裝置中自行配備的。即使發(fā)生一些突發(fā)狀況，也會正常運轉(zhuǎn)，可信度較高。另外，PSL691U(S)線保護繼電器除了上述一些功能之外，還能夠?qū)嵤┻h程監(jiān)控操作，其能夠?qū)嶋H供電能使用情況觀測出，并且還能夠?qū)嵤┍O(jiān)督分合閘的運行情況，如果出現(xiàn)一些故障或者難以正常解決的問題，會在第一時間進行報警處理，在整個運行過程中，在其裝置面板上都有著相關(guān)的按鈕，工作人員可以在第一時間進行裝置的操作。

PSL691U(S)保護功能分析。其中主要功能包括：三相瞬時過流保護、反時限過流保護、結(jié)合測量值的接地或者中線瞬時過流保護與反時限過流保護；結(jié)合計算值的接地或者中線瞬時過流保護以及反向過電流保護，以及對于一些斷路器發(fā)生的該故障或者相關(guān)的相負序電力產(chǎn)生時會起到保護作用。

PSL691U(S)測量功能。能夠?qū)﹄娏鞯慕^對值和峰值等進行測量，并且可以對電流峰值實際需要量進行測量；對電壓的絕對值、矢量值以及相序等測量、一些有功功率極其峰值的測量；有功電度的輸入和峰值的測量、無功功率和因素的測量以及低電壓保護值的測量等。

4 PSM692U電動機保護

PSM692U電動機保護被認為是一種較為綜合的保護裝置，其中，應(yīng)用了微處理器的相關(guān)技術(shù)，對于很多型號和類型的電動機都有著一定的保護作用。經(jīng)常被用在大型、中壓電動機保護方面，其結(jié)構(gòu)較為緊湊，與其他一些IQ測量和保護的儀表安裝一直。一般電路為1A或者5A，案例中為5A。另外，在接地保護中，對于接地保護的測量可以通過零序去完成，還可以結(jié)合相的計算與電流的完成時限去解決。后者對于出現(xiàn)故障的靈敏度要比前者低出很多，同時，可以并且在實際應(yīng)用中可以發(fā)現(xiàn)，該保護裝置的電源頻率一般在50～60Hz，可以結(jié)合實際需求自己擬定。

PSM692U電動機保護功能分析。其具有電流熱過載保護、鎖定轉(zhuǎn)子保護、極限脫扣電流和負序保護、瞬時過流保護、故障接地保護、實現(xiàn)熔斷器熔斷報警、低負載脫扣和每次的啟動限制、延長啟動時間保護、人工自動復(fù)位或者故障以及無故障安全的兩種跳閘模式，具有一定的報警、遠程控制以及時間和歷史記錄功能。

PSM692U電動機保護的測量功能。主要是對電動機的繞組溫度、狀態(tài)以及電流情況進行測量，其對于整個系統(tǒng)都具有良好的保護作用，對于整個系統(tǒng)而言，都是一種良好的幫助。

5 PSM691U保護

對于PSM691U保護而言，其電流差動繼電器和過電流繼電器在一個組件中，可以為電流差動和過電流元件提供專業(yè)的保護作用。在繼電器一側(cè)量的高低壓側(cè)的電流出現(xiàn)差動動作或者制動次數(shù)達到2～5次的諧波，繼電器可以在整定值方面采取Y型連接高低壓側(cè)的電流互感器，這樣繼電器可以將各種設(shè)備和CT連接得到正確的差動動作量。該保護裝置的硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示，經(jīng)過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、電源和微處理器可以完成對電流差動或者過電流的保護作用。

圖1 差動保護裝置電流回路圖

電流差動保護功能。對于差動繼電器而言，差動繼電器工作中所需能量來源于各種自動補償連接，且使用方便，能連接多種電力變壓器，比只能連接一種電力變壓器的繼電器占有優(yōu)勢差動繼電器保護功能較強，具有2個百分比制動曲線特性和變壓器差動保護功能，因此，應(yīng)用較為廣泛，安全性能較高。另外，結(jié)合該繼電器的特點以及功能作用，需要制定一套完整的百分比制動折線，結(jié)合該繼電器的實際功能為機組的電流差動保護作出重要的技術(shù)基礎(chǔ)，并且來保證機組運行期間能量獲取的充足性，避免出現(xiàn)任何電流或者能量泄露的情況，為后續(xù)維護工作帶來一定的困難。

對于過電流的保護作用。在差動繼電器工作運行期間，其主要包含兩種輔助電流元件進行保護作用，并且這兩組電流元件都是無方向的過電流元件，其中一組用于繞組1的測量電流方面，另一組用于繞組2的測量電流方面，并且在這兩個電流元件中，其都有本身較為獨立固定的啟動與延時值，如果在實際要求中有需要，則可以在外部控制中接入一個外部輸入元件，然后，經(jīng)過在電流元件中輸入電流的基波分量，來完成實際需求。另外，如果變壓器采取的是星形連接的模式，可以在繞組的相、負序與零序中以繼電器為中心，由繼電器提供其需要的電流元件。如果變壓器是采用的三角形進行連接，那么，繼電器只能為繞組的相和負序提供元件，并且在安裝新變壓器時，應(yīng)當(dāng)盡量采取星型的連接方式，進而保證變壓器受到繼電器的保護值能夠趨于固定值，并且能夠?qū)㈦娏髟恼ㄖ颠M行簡化，滿足實際過電流保護對于繼電保護裝置的需求。

6 結(jié)語

本文對6kV廠的用電系統(tǒng)中的實際接線特點以及裝備特點，分別介紹了三種保護裝置形式，在實際6kV廠的用電系統(tǒng)運行中，需要對繼電器的相關(guān)的保護工作加以關(guān)注，進而使繼電器滿足快速、可靠、可具選擇以及操作靈活等基本要求，并且需要裝置的體積較小，后期維護較少，并且在三種保護形式中合理的運用和使用，能夠為機組的整體運行安全作出重要保障。