企業(yè)車間用電保護(hù)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(hù)是發(fā)電廠繼電保護(hù)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，車間用電系統(tǒng)正常運(yùn)行與否，將直接影響到機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，影響發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益。因此，為了提高車間用電運(yùn)行的可靠性，盡量縮小故障范圍，保障發(fā)電機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，有必要根據(jù)車間用電的負(fù)荷，裝設(shè)性能良好、動(dòng)作快速的專用保護(hù)。

關(guān)鍵詞：車間用電;用電保護(hù);發(fā)電廠

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

南陽(yáng)鴨河口電廠安裝的是兩臺(tái)35萬(wàn)千瓦亞臨界發(fā)電機(jī)組。車間用電系統(tǒng)分為6KV和400V兩部分。

1 6KV系統(tǒng)保護(hù)

1.1 Sepam系列保護(hù)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(hù)、測(cè)量、計(jì)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(hù)、計(jì)量、程序邏輯，它具有高效的自測(cè)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(hù)中只使用了相過(guò)電流保護(hù)50/51、定向接地故障保護(hù)67N、熱過(guò)載保護(hù)49、負(fù)序不平衡保護(hù)46、起動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)和轉(zhuǎn)子卡死保護(hù)51LR、電動(dòng)機(jī)差動(dòng)保護(hù)87M、利用RDT監(jiān)控溫度的保護(hù)、中性點(diǎn)過(guò)電壓保護(hù)59N、低電壓保護(hù)27等幾種保護(hù)。

1.2 Sepam系列保護(hù)裝置工作原理

主要針對(duì)我廠使用的保護(hù)所具有的保護(hù)功能進(jìn)行闡述。

（1）相過(guò)電流保護(hù)50/51。相過(guò)電流保護(hù)是三相式的，當(dāng)A、B、C電流中的任一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)達(dá)到設(shè)定點(diǎn)時(shí)，此保護(hù)即啟動(dòng)。此保護(hù)具有兩種時(shí)間延時(shí)，即定時(shí)限D(zhuǎn)T和反時(shí)限IDMT兩種。

通過(guò)TSM2001小型終端設(shè)定下列各項(xiàng)：

時(shí)間延時(shí)類型、動(dòng)作電流Is（以A或KA為單位進(jìn)行設(shè)定，設(shè)定電流為999KA可禁止保護(hù)）、時(shí)間延時(shí)T。

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

（2）中性點(diǎn)電壓位移59N。在中性點(diǎn)電壓V0大于設(shè)定點(diǎn)Vs0時(shí)，此保護(hù)啟動(dòng)，條件為三相電壓的矢量和。它包括一個(gè)定時(shí)延時(shí)T。中性點(diǎn)電壓既可根據(jù)三相電壓計(jì)算，也可由外部VT進(jìn)行測(cè)量。通過(guò)TSM2001小型終端設(shè)定下列各項(xiàng)：Us0電壓：以伏或千伏設(shè)定，設(shè)定999KV時(shí)禁止保護(hù)，出口繼電器被置0;T時(shí)間設(shè)定。

（3）定向接地保護(hù)67N。它包括與方向結(jié)合在一起的一個(gè)接地故障功能。當(dāng)所選方向存在接地故障時(shí)，保護(hù)動(dòng)作，該保護(hù)具有定時(shí)限延時(shí)。

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

（4）負(fù)序不平衡46。此設(shè)計(jì)是為了保護(hù)設(shè)備防止不平衡的。它在相電流的負(fù)序分量大于設(shè)定點(diǎn)時(shí)啟動(dòng)，它具有延時(shí)功能，分為定時(shí)限延時(shí)和反時(shí)限延時(shí)IDMT兩種。

負(fù)序電流可在小型終端TSM2001上顯示出負(fù)序百分?jǐn)?shù)，其對(duì)應(yīng)于I2/Ib（設(shè)備基本電流）。通過(guò)TSM2001小型終端設(shè)定下列各項(xiàng)：時(shí)間延時(shí)類型、負(fù)序電流Is（基本電流Ib的百分?jǐn)?shù)，設(shè)定電流為999KA可禁止保護(hù)，所有出口繼電器設(shè)定為0）、時(shí)間延時(shí)T。

（5）起動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)和轉(zhuǎn)子卡死保護(hù)51LR。此功能是三相的，它由兩部分組成：①額外起動(dòng)時(shí)間：在起動(dòng)時(shí)期間，當(dāng)三相電流之一長(zhǎng)于延時(shí)時(shí)間ST（正常起動(dòng)時(shí)間）的設(shè)定點(diǎn)Ts時(shí)，此保護(hù)啟動(dòng)。②鎖定轉(zhuǎn)子：在正常工作時(shí)（起動(dòng)后），當(dāng)三相電流之一時(shí)間超過(guò)定時(shí)類型時(shí)間延時(shí)LT的設(shè)定點(diǎn)時(shí)，此保護(hù)啟動(dòng)。

2 400V系統(tǒng)保護(hù)

2.1 400VMerlin Gerin系列綜合保護(hù)簡(jiǎn)介

Merlin Gerin系列綜合保護(hù)裝置，是400V電壓等級(jí)系統(tǒng)Merlin Gerin開(kāi)關(guān)本身所自帶的保護(hù).

STR 18 M型控制保護(hù)單元，僅配有瞬時(shí)保護(hù)功能。

STR 28 D型控制保護(hù)單元作為"配電"保護(hù)外，此外還可配電流表、長(zhǎng)延時(shí)報(bào)警信號(hào)。

STR 38 S型控制單元除本身保護(hù)功能外，還可配置電流表、故障指示器、接地故障保護(hù)、長(zhǎng)延時(shí)報(bào)警信號(hào)等功能。

STR 58 U型控制單元除本身保護(hù)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(hù)、區(qū)域選擇聯(lián)鎖、負(fù)載監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳輸、長(zhǎng)延時(shí)報(bào)警信號(hào)等功能。STR 68 U型控制單元除本身保護(hù)功能外，還可配置遠(yuǎn)距信號(hào)模塊、接地故障保護(hù)、測(cè)量等功能。

2.2 400V MPR系列電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置簡(jiǎn)介

MPR系列保護(hù)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(fù)序電流I2，再經(jīng)過(guò)一系列運(yùn)算、比較和邏輯判斷并執(zhí)行（出口、信號(hào)或不動(dòng)）;與此同時(shí)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(dòng)機(jī)的發(fā)熱情況并執(zhí)行（出口、信號(hào)或不動(dòng)）。

（1）接地單元。對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，裝置采用專用零序CT，能準(zhǔn)確檢測(cè)出很小的接地電流（ION=0.02A或0.2A），保護(hù)整定范圍擴(kuò)展到（1～16）ION，級(jí)差為1ION。單元的動(dòng)作時(shí)間可選擇瞬動(dòng)，也可選擇0.3S固定延時(shí);接地保護(hù)即可投跳閘，也可發(fā)信號(hào)，通過(guò)內(nèi)部短接片切換實(shí)現(xiàn)。

（2）正序速斷單元。啟動(dòng)過(guò)程中為（4～11.5）IS，正常運(yùn)行時(shí)減半，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換（面板整定為起動(dòng)時(shí)定值）。動(dòng)作時(shí)間可選瞬動(dòng)T1=INST或固定延時(shí)T1=C。

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

（4）啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)單元。該保護(hù)是由I1單元結(jié)合啟動(dòng)時(shí)間單元Tstart實(shí)現(xiàn)的。啟動(dòng)整定范圍2.5～60秒、級(jí)差2.5秒的時(shí)間元件Tstart，在整定的標(biāo)稱時(shí)間（略大于正常啟動(dòng)時(shí)間）內(nèi)保持速斷動(dòng)作電流為整定值，標(biāo)稱時(shí)間后自動(dòng)降低為整定值一半。如果超過(guò)啟動(dòng)時(shí)間且電動(dòng)機(jī)電流仍在I1以上，則出口繼電器動(dòng)作跳開(kāi)電動(dòng)機(jī)，說(shuō)明啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，啟動(dòng)不成功。

（5）堵轉(zhuǎn)保護(hù)單元。對(duì)允許承受的堵轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)于自身啟動(dòng)時(shí)間的電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)過(guò)程中靠啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)單元對(duì)堵轉(zhuǎn)提供保護(hù)。運(yùn)行中出現(xiàn)，由I1單元和過(guò)熱保護(hù)單元（Ieq驟增）提供保護(hù)。