發(fā)電機(jī)保護(hù)與斷路器配合優(yōu)化方案探討

秦玉書+朱丹

摘要 電力企業(yè)是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的行業(yè)，對(duì)人們的生活以及生產(chǎn)有著非常重要的影響作用，為了使電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性、可靠性得到保障，就要對(duì)電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)保護(hù)與斷路器之間進(jìn)行研究，兩者之間需要合適的配合方案，才能夠促進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)行正常，而對(duì)于當(dāng)前大多數(shù)陳舊式的斷路器，顯然很難滿足現(xiàn)階段電力運(yùn)行要求，并且在維修方面還需要投入大量經(jīng)費(fèi)，這樣持續(xù)下去不僅經(jīng)濟(jì)上會(huì)不斷增加負(fù)擔(dān)，而且電力運(yùn)行也得不到有效保障。

關(guān)鍵詞 電力系統(tǒng)；發(fā)電機(jī)保護(hù)；斷路器；配合

中圖分類號(hào)TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào)2095—6363（2017）03—0031—02

1斷路器跳躍閉鎖回路電路

繼電器是引發(fā)發(fā)電機(jī)跳躍閉鎖回路發(fā)生的根源，經(jīng)過對(duì)跳躍閉鎖回路實(shí)現(xiàn)的過程分析（如圖1所示），圖中TBJ繼電器是通過電流啟動(dòng)器TBJ/I與電壓保護(hù)器TBJ/U共同運(yùn)行而達(dá)到控制效果，電流啟動(dòng)器通常有兩組觸點(diǎn)，一組是TBJ1、TBJ4動(dòng)合，另一組是TBJ2、TBJ3動(dòng)斷觸點(diǎn)，動(dòng)合觸點(diǎn)與動(dòng)斷觸點(diǎn)相繼安裝連接在斷路器跳閘線圈回路與斷路器合閘回路中。若是繼電器觸點(diǎn)SHJ閉合是處在斷路器斷開之前，TBJ會(huì)在已發(fā)生閉合的SHJ與TBJ4中自保持，TBJ2與TBJ3的斷開能夠控制斷路器不閉合，進(jìn)而完成斷路器跳躍閉鎖。

2繼電器跳躍閉鎖技術(shù)

2.1電流啟動(dòng)值

電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，對(duì)繼電器跳躍閉鎖技術(shù)的設(shè)計(jì)需要制定相應(yīng)的規(guī)定范圍，電流啟動(dòng)值對(duì)繼電器跳躍閉鎖非常重要，會(huì)影響到電流啟動(dòng)時(shí)的可靠性，通常電流啟動(dòng)值要與斷路器跳閘電流有一定的配比值，一般是以1：2為最大配合值，若超出會(huì)發(fā)生電流不正常的現(xiàn)象引發(fā)跳閘，此時(shí)需要控制回路電流參數(shù)值，一般以TBJ啟動(dòng)電流的2倍以上為準(zhǔn)，才能夠?yàn)槠涮峁┛煽啃员Ｕ希话阋?gt;2為可靠系數(shù)值。

2.2電流線圈電壓降

結(jié)合有關(guān)電流設(shè)計(jì)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)，確定跳躍閉鎖繼電器電流線圈電壓降系數(shù)值，以操作時(shí)的回路電壓額定值為準(zhǔn)，保持電壓降數(shù)值控制在5%以內(nèi)，以此保證電壓降的穩(wěn)定性。

2.3電壓動(dòng)作值

跳躍閉鎖電氣電壓動(dòng)作值要控制在一定范圍內(nèi)，以操作回路額定直流電壓為準(zhǔn)，保持在7/10范圍內(nèi)；運(yùn)行過程中控制直流電源電壓值，對(duì)電源電壓值也有相關(guān)的控制范圍規(guī)定，電壓動(dòng)作值超出操作回路額定直流電壓的1/2，對(duì)電壓動(dòng)作值合理控制，才能保證操作過程中直流電源不會(huì)在回路接地時(shí)出現(xiàn)差錯(cuò)。

2.4觸點(diǎn)性能

繼電保護(hù)裝置出口繼電與TBJ兩者的觸點(diǎn)性能一致，繼電保護(hù)裝置出口中間繼電觸點(diǎn)性能在返回值中的系數(shù)值要控制在額定值的1/10以上，干簧繼電器在返回值中系數(shù)值控制在額定值7/10以上，其閉合容量基本以直流回路220V、5A為準(zhǔn)，接觸電阻若是利用毫歐測(cè)量值，其標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)控制在<0.1Q基礎(chǔ)上，若是利用數(shù)字萬用表測(cè)量值，其標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)控制在<0.5 Ω基礎(chǔ)上，而利用電流電壓法應(yīng)用下的測(cè)量值，其標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)控制在<0.1Ω，不帶負(fù)載情況下，機(jī)械動(dòng)作能夠保持在150次。

2.5絕緣性能

絕緣體對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠與穩(wěn)定有著重要的保護(hù)能力，是縮小事故發(fā)生嚴(yán)重性的主要系統(tǒng)。在電力系統(tǒng)中，若是觸點(diǎn)組發(fā)生斷開，則電壓所能承受的工頻值是1 000V，保持時(shí)間在1min，若是無電氣聯(lián)系導(dǎo)電的某一部分，則承受的工頻值是2 000V，保持時(shí)間1min。

2.6防跳回路保護(hù)的更改措施研究

針對(duì)發(fā)電機(jī)防跳回路保護(hù)更改的研究，要以WFB811型保護(hù)屏為電氣防跳回路主要保護(hù)手段，利用西門子儲(chǔ)能式真空斷路器為發(fā)電機(jī)出口斷路的主要保護(hù)手段，因?yàn)樽陨砭蛶в蟹捞δ埽院茈y在繼電保護(hù)中同時(shí)發(fā)揮保護(hù)作用，若是利用斷路器機(jī)構(gòu)實(shí)施防跳保護(hù)，則需要將防跳回路去掉。

3對(duì)斷路器防跳繼電器進(jìn)行優(yōu)化配置研究

3.1實(shí)例分析基本信息

下面以某工廠針對(duì)發(fā)電機(jī)使用時(shí)保護(hù)改造設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的研究為本文分析案例，主要針對(duì)發(fā)電機(jī)斷路器系統(tǒng)防跳回路進(jìn)行研究，采用模擬裝置方法對(duì)回路運(yùn)行以及斷路器跳開后的合閉情況進(jìn)行觀察，利用相關(guān)實(shí)驗(yàn)對(duì)防跳回路運(yùn)行重新進(jìn)行一次觀察，兩次結(jié)果都是斷路器跳開后無合閉現(xiàn)象，并且相關(guān)的指示燈停止運(yùn)作，隨后又采取斷路器斷開，電源操作試驗(yàn)，斷路器合閉成功。

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，斷路器防跳繼電器運(yùn)行過程中斷路器跳開后不會(huì)自動(dòng)合閉。之后又對(duì)TWJ回路與防跳繼電器進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)與分析，結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)：在RTWJ與TWJ回路電阻是12k Q時(shí)，正常運(yùn)行電壓為120V，回路電壓為35V，能夠?qū)崿F(xiàn)合閉狀態(tài)，并且其儲(chǔ)能電機(jī)的運(yùn)作在合閉后開始運(yùn)行，運(yùn)行結(jié)束后自動(dòng)復(fù)位，斷路器合閉成功，防跳繼電器開始運(yùn)行，斷路器合閘，防跳回路恢復(fù)正常功能發(fā)揮效果。圖2是斷路器防跳繼電器運(yùn)行的基本情況圖表，以供相關(guān)研究人員參考。

3.2解決方案分析

下面是采取常見的兩種解決方案進(jìn)行分析，并方案效果進(jìn)行比較（分析參照?qǐng)D為圖2）。

方案1：K1防跳繼電器線圈與阻值R相連，并且功率值達(dá)到最高值范圍，并與另一個(gè)電阻并聯(lián)，其阻值在2kQ左右，同時(shí)調(diào)整分流，達(dá)到適合運(yùn)行要求的標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)需要對(duì)繼電器動(dòng)作值進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)與斷路器跳閘電流相符的結(jié)果，在本方案實(shí)施過程中可以利用金屬氧化膜電阻，其功率標(biāo)準(zhǔn)在8w～10W之間。本方案中需要注意的是預(yù)防電阻斷線問題，所以選擇上述所提的電阻相對(duì)安全可靠，滿足并聯(lián)要求后，電壓值達(dá)到28V左右，實(shí)現(xiàn)K1防跳繼電器順利返回。

方案2：K1防跳繼電器利用合閘線圈32腳或11腳作為引線，實(shí)現(xiàn)與TWJ路并聯(lián)。西門子開關(guān)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，運(yùn)行空間狹小，作為引線非常不方便，而本方案的實(shí)施會(huì)直接引起防跳回路斷開，所以在斷路器運(yùn)行期間還需要加以監(jiān)視環(huán)節(jié)，對(duì)合閘回路運(yùn)行全程監(jiān)視。

以上2種方案中，方案1試驗(yàn)效果相對(duì)較好，具有可預(yù)知特點(diǎn)，該廠通過此方案，實(shí)施對(duì)各項(xiàng)機(jī)組保護(hù)與改造，可有效降低類似故障問題發(fā)生，并且還對(duì)電站運(yùn)行穩(wěn)定以及安全生產(chǎn)提供更好的保障。

4結(jié)論

我國(guó)對(duì)電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)保護(hù)與斷路器配合優(yōu)化方案的研究越來越重視，并結(jié)合多次研究、試驗(yàn)與總結(jié)，研究出更為有效的電氣回路斷路器跳躍閉鎖裝置措施，目前在各電力系統(tǒng)中已被廣泛應(yīng)用，并取得良好的應(yīng)用效果，值得大力推廣。新的發(fā)電機(jī)保護(hù)與斷路器配合方案在很大程度上改革了應(yīng)用形式，可以有效地彌補(bǔ)傳統(tǒng)中配合方案的不足，繼電器線圈和并聯(lián)支路構(gòu)成跳躍閉鎖繼電器電流啟動(dòng)回路方案在實(shí)施過程中，參數(shù)容易操控，更換簡(jiǎn)單、快捷，可得到更好的發(fā)展空間。