6 kV廠用電保護配置及其功能探究

于利民

(廣東國華粵電臺山發電有限公司，廣東 江門 529228)

6 kV廠用電保護配置及其功能探究

于利民

(廣東國華粵電臺山發電有限公司，廣東 江門 529228)

詳細分析了6 kV廠用電保護配置情況，在對相關配置名稱、參數以及相關信息進行介紹的同時，對其作用也進行了充分說明，其中6 kV廠工作及備用電源進線、低壓廠用變壓器采用FP-5000保護，6 kV電動機根據電動機的容量不同，分別采用MP-3000和SEL-587微機保護，對以上3種保護裝置的特點、功能進行了闡述，對以后6 kV廠用電保護運行工作的開展有重要的理論指導意義和實踐價值。

6 kV廠用電；保護；配置；功能

1 設備概述

廣東國華粵電臺山發電有限公司(以下簡為本廠)3、4、5號機，每臺機組的6 kV廠用電系統由2個廠用段、1個公用段和1個脫硫段組成。其中6 kV廠用段和公用段的工作和備用電源可互為切換。主變低壓側支接2臺高廠變給6 kV廠用二段和1個6 kV公用段供電，3臺機組共設1臺啟/備變作為6 kV系統的啟動和備用電源。6 kV系統為中電阻接地系統。

6 kV廠用電饋線采用美國西屋公司FP-5000饋線綜合保護繼電器。該綜合保護繼電器是微機型的，具有三相及接地過流保護、過壓保護和測量功能，集電氣測量、保護、故障診斷、故障記錄、自檢、通訊于一體。6 kV變壓器保護采用FP-5000保護的同時，增加高壓側電纜零序保護繼電器BA9053/010作為6 kV接地保護。本廠容量在2 000 kW以下電動機采用美國西屋公司MP-3000電動機綜合保護繼電器，容量在2 000 kW以上電動機保護采用美國SEL公司SEL-587電動機綜合保護繼電器。

2 6 kV母線低電壓保護

6 kV各段母線配有低電壓保護，采用分立元件組成。該保護由4個低電壓繼電器和2個時間繼電器實現。低電壓繼電器接于母線PT，其中2個低電壓繼電器整定值為70%，同時動作后延時0.5 s出口跳閘。另外2個低電壓繼電器整定值為45%，動作后延時1.5 s出口跳閘。PT電壓一次回路熔絲熔斷時，中間繼電器KC1動作發出斷線信號。

3 FP-5000饋線及變壓器保護

FP-5000饋線保護繼電器設計緊湊，具有三相及接地過流保護、電壓保護和測量功能。它既可以用于饋線斷路器的保護，也可以作為變壓器等保護的后備保護。FP-5000利用了微處理器的技術，具有數據采集功能。一般來說，這些硬件極其主要的固件都具備了自身檢驗功能，即使在出現一些突發事故和故障的情況下，仍然可以正常運轉，具有很高的可信度。

總的來說，FP-5000饋線綜合保護繼電器主要提供三相及接地過流保護、電壓保護和測量功能，還能在一定程度上進行現場檢測以及運用遠程手段來實施監控等。這里需要指出的是，FP-5000還能夠準確地提供電能使用的基本情況。另外，還可對整個分合閘回路情況進行實時監督，一旦發生不正常情況就立即啟動報警，在此過程中，面板上設有分、合閘按鈕，能夠在第一時間內方便操作。

3.1 FP-5000的保護功能

三相瞬時過流保護、三相反時限過流保護；根據測量值的接地及中線瞬時過流保護；根據測量值的接地及中線反時限保護；根據計算值的接地及中線瞬時過流保護；根據計算值的接地及中線反時限保護；斷路器故障、缺相負序過流保護；電壓不平衡及相序保護、失壓及低電壓保護；過低或過高頻率保護、單相失壓及低電壓保護；10種標準時間電流曲線。

3.2 FP-5000的測量功能

電流(絕對值、矢量值、相序)、電流需量和峰值需量；電壓(絕對值、矢量值、相序)；視在功率及視在功率需量、有功功率、千瓦需量及峰值需量；輸出、輸入、有效有功電度、無功功率、千瓦需量及峰值需量；超前、滯后、有效無功電度、功率因數、頻率；總諧波失真百分比及數值、最大值/最小值記錄、趨勢記錄。

4 MP-3000電動機保護

MP-3000電動機保護繼電器是一種采用微處理器的繼電保護裝置，適用于多種型號的電動機，常用于中壓或大型的電動機保護。結構緊湊，與其他IQ測量及保護儀表的安裝開孔尺寸一致。該保護有三對相電流輸入端子和一對接地電流輸入端子(5 A或1 A)。接地保護及測量既可通過零序CT完成，也可以通過計算相CT的剩余電流來實現，前者對接地故障的靈敏度比后者要高出很多。MP-3000適用的電源頻率為50 Hz或60 Hz，可以自行設定。其具備的保護功能和測量功能如下：

4.1 MP-3000的保護功能

I2t熱過載保護、鎖定轉子保護；極限脫扣電流、負序/相不平衡保護；瞬時過流保護、接地故障保護；裝設URTD模塊實現RTD脫扣及報警；低負載脫扣、每次啟動次數限制；堵轉或長延時啟動保護；人工或自動復位；故障安全或無故障安全兩種跳閘模式；報警功能、遠程控制；事件、歷史記錄功能。

4.2 MP-3000的測量功能

主要是電動機電流、繞組溫度、電動機狀態。這3種功能在不同條件下對整個系統設備具有很好的保護作用，對提升整個系統性能而言是很好的幫助。

5 SEL-587保護

SEL-587電流差動繼電器和過電流繼電器在一個組件中可提供電流差動保護以及兩組完整的過電流元件。繼電器測量高低壓側的電流、差動動作和制動量以及2次和5次諧波。繼電器整定值允許采用Y或△連接的高低壓側電流互感器。繼電器可補償各種設備和CT連接來得到正確的差動動作量。

硬件如圖1所示。一個微處理器、數據采集系統和電源可完成所要求的電流差動和過電流保護。

圖1 SEL-587繼電器硬件框圖

5.1 電流差動保護

一般情況下，SEL-587繼電器適用于大型電動機，其中最為主要的一個原因是它能夠適應各種電力變壓器連接。繼電器能自動補償各種連接，以此來獲取相應工作所需要的能量。SEL-587繼電器的變壓器差動保護功能設計了一套可整定的動作電流啟動量以及2個百分比制動折線特性。

5.2 過電流保護

SEL-587繼電器包含2組無方向的過電流元件來輔助差動保護，一組用于繞組1的電流測量，另一組用于繞組2的電流測量。所有元件都具有獨立的啟動和延時整定值。如果需要，可通過一個外部輸入來進行外部控制。過電流元件測量繞組輸入電流的基波分量。如果變壓器CT是星形連接，繼電器可提供此繞組的相、負序和零序過電流元件。如果CT是三角形連接，繼電器僅僅可以提供此繞組的相和負序過電流元件。在新安裝中，應盡量使用星型CT連接，以便最大限度地利用保護并簡化過電流元件整定值。

6 結語

本廠根據6 kV廠用電系統接線特點和設備特性，選擇FP-5000、MP-3000、SEL-587三種保護裝置作為廠用電系統保護，滿足繼電保護可靠性、選擇性、快速性和靈敏性4項基本要求，保護裝置簡單可靠、維護量小，便于運行人員監視和日常操作，為機組的安全運行提供保障，有利于提高機組的可靠性和經濟性。

[1] 劉學軍.繼電保護原理[M].北京：中國電力出版社，2006

[2] 張保會.電力系統保護[M].北京：中國電力出版社，2007

2014-09-25

于利民(1982—)，男，河北人，助理工程師，主要從事火力發電廠運行值班工作。