6kV高壓柜繼電器保護系統微機化改造

吳章國

福建三鋼閩光股份有限公司棒材廠， 福建三明 365000

0 引言

三鋼棒材廠6kV 高壓進線柜使用少油斷路器作為線路分合開關，其保護采用國內早期電磁式繼電器組成的線路保護系統，主要含過流保護和速斷保護。由于線路復雜，繼電器種類和數量繁多，造成非故障時誤動作，或發生故障時指示不清，嚴重影響生產，同時給故障判斷帶來難度。為避免類似情況繼續發生，經研究決定，對高壓進線柜繼電器保護系統進行微機化改造。

1 原繼電器保護系統結構

原系統由母線、控制、保護、信號、測量等回路組成。其中：

母線回路含控制母線、信號母線、合閘母線，電壓：DC220V；

控制回路含試驗/遠程合/分閘、合/分閘指示；

保護回路含過流/速斷延時跳閘；

信號回路含延時過流/速斷保護、掉牌未復歸、跳閘回路斷線、事故跳閘；

測量回路含電流回路（測量表計和過流保護）、電壓回路（測量表計）；

其它回路包括音響報警回路、照明回路、與母聯柜連鎖等。

2 微機保護系統結構

微機保護系統仍然保留原有母線結構，將控制、保護、信號、測量等功能集成在微機中，預留各回路接口與原系統進行對接。為向下兼容，保留原有的分/合閘開關及試驗按鈕、測量表計、指示燈等其它回路。出于性價比的考慮，選用天正STS361L 微機保護裝置，已能滿足要求。其中分閘原理如圖1所示：

圖1 分閘原理圖

說明：+/-KM：直流控制母線，TQ：跳閘線圈(外部)，DL-2：斷路器位置輔助點(外部)，TBJA、TBJC：跳閘保持繼電器，HWJA：合閘位置繼電器，TZJB：跳閘保護控制繼電器，IN8X*：微機保護裝置外部輸入接口，1LP1：跳閘壓板，1D**：外部接線端子。

合閘原理如圖2 所示：

說明：+/-KM：直流控制母線，HQ：合閘接觸器線圈(外部)，DL-2：斷路器位置輔助點(外部)，HBJA～HBJC：合閘保持繼電器，TBJB：跳閘保持繼電器，TWJA：跳閘位置繼電器，TBJVA、TBJVC：防跳繼電器，HZJB：合閘保護控制繼電器，IN8X*：微機保護裝置外部輸入接口，1LP2：合閘壓板，1D**：外部接線端子。

3 天正STS361L 微機保護系統主要功能

過電流保護：裝置實時計算并進行三段過流判別，當任一相電流大于I 段電流定值1.2 倍時跳閘。

動作條件：

1）I 相電流＞In 段電流定值；

2）T＞Tn 段延時定值；

3）滿足過流相的方向及低電壓條件。

零序過電流保護：當零序電流3I0 大于1.2 倍的I 段定值時跳閘。

動作條件：

1）3I0＞I0 接地N 段定值；

2）T＞T0 接地N 段延時定值；

3）相應的方向條件滿足（若需要）。

反時限保護：即標準反時限、非常反時限、極端反時限。通過設置控制字的相關位可選擇定時限或反時限方式。

過負荷保護：監視三相的電流過負荷，時間延時到，過負荷報警與跳閘的選擇由控制字選定。

PT 斷線檢測：三相失壓、兩相或單相PT 斷線、兩相或單相PT 斷線，滿足上述條件之一，裝置報發“PT 斷線”信息并點亮告警燈。

小電流接地選線：小電流接地選跳系統由STS361L 裝置和主站構成。無主站系統時，單裝置接地試跳判據為：合位時3U0 大于18V，試跳分位后3U0 小于18V，即判為本線路接地。

數據記錄：可記錄的模擬量為Ia、Ib、Ic、3I0、Ua、Ub、Uc、Ux、Ii0，狀態量為斷路器位置、保護跳閘合閘命令。除記錄系統擾動數據外，還記錄裝置的操作事件、狀態輸入量變位事件、更改定值事件及裝置告警事件等。

其它保護有方向保護、低電壓保護、加速保護、三相重合閘保護、低頻保護、低壓解列保護等。

4 裝置的設定

為延續原系統的保護功能，對一些關鍵參數進行設定，其余參數均使用出廠設定值。

I 段電流(速斷)：7A(對應一次電流2100A)，時間：0.2S；II 段電流(過流)：5.5A(對應一次電流1750A)，時間：0.5S；

CT 變比：1500/5/1000=0.3；

PT 變比：6000/100/1000=0.06；

軟壓板的設定：

電流I 段：投入；電流II 段：投入。電流III 段、零序I/II/III、加速、過負荷、低周減載、重合投入均退出。

5 結論

STS361L 微機保護裝置改造自投入以來一直保持良好運行狀態。由于取消了繼電器，系統可靠性大為增加。其人機界面采用液晶面板顯示，對在線數據觀察、歷史故障追蹤都起到了極大的幫助。裝置本身帶通訊功能，能方便地將系統進行聯網，提供給后臺計算機遠程監控。高壓進線柜繼電器保護系統微機化的改造，為進一步推廣至其他設備奠定了基礎。

[1]齊相波.高壓開關柜二次保護微機化改造.電站系統工程，2009(3).