SEL751繼電保護裝置改造實踐應用

李 雯，安 麗

（江西銅業集團有限公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

貴溪冶煉廠各車間高壓配電室高壓柜繼電保護裝置大多采用“國產品牌PA100 系列”，目前該型號保護裝置廠家已經停產，備件已無法采購，一旦裝置發生故障就無備件可換，只能更換其他保護裝置，本文主要闡述了將國產品牌保護裝置改造成SEL751 保護裝置的過程應用。

2 繼電保護裝置工作原理

繼電保護主要是利用電力系統中原件發生短路或異常情況時的電氣量（電流、電壓、功率、頻率等）和非電量（瓦斯、溫度、壓力等）的變化，通過裝置邏輯運算，執行部分輸出而構成繼電保護動作原理。繼電保護裝置包括測量部分、邏輯部分、執行部分［1］。當電力系統發生故障或異常工況時，在可能實現的最短時間和最小區域內，自動將故障設備從系統中切除，或發出信號由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設備的損壞和對相鄰供電設備的影響，因此繼電保護裝置在電力系統中發揮著非常重要的作用［2］。

3 繼電保護裝置改造概況

國產品牌PA100 系列繼電保護裝置是采用計算機技術、電力自動化技術、通訊技術等多種高新技術的產品，它是集保護、測量、控制、檢測、通訊等多功能于一體的自動化繼保裝置，可作為35kV 及以下電壓等級不接地系統、小電阻接地系統、消弧線圈接地系統、直接接地系統的各類電器設備和線路的保護及測控［3］。該系列繼電保護裝置屏幕界面友好且便捷，尺寸較大，中文界面易上手，產品在二十一世紀初期具有很高的競爭優勢，但該保護裝置運行十余年后存在問題也顯現出來。

3.1 國產品牌PA100 系列裝置缺陷

（1）裝置采用電子集成模塊化設計，裝置運行一定的年限后，內部電子元件容易老化或損壞，從而失去保護功能，可能造成用電設備燒毀、越級跳閘造成事故擴大、電網波動、影響供電質量。

（2）裝置經常使用的數字輸入輸出內部繼電器容易燒毀、觸點粘接，因為I/O 功能被固化，信號通道不能更改，無法用備用I/O 點進行修改。

（3）裝置軟件固化、技術不開放，無法自行修改保護邏輯。

（4）裝置通用性不好，一種型號的裝置只對應一種設備，不能互換使用，造成備件成本費高。

3.2 應對措施

綜合上述問題，結合改造要求對需要改造的高壓柜控制原理進行梳理，能以最小幅度改動來達到保護目的的原則對裝置進行選型，要求新裝置技術先進、性能穩定、滿足好使用和好改造，經過全方面比較，同車間技術人員商議，最終選定SEL751繼電保護裝置為替代改造裝置。

3.3 SEL751 裝置優點

（1）該裝置為國外品牌，采用了優質電子元器件，壽命周期長，穩定性高，從而保證了繼電保護裝置的可靠性。

（2）裝置經常使用的數字輸入輸出內部繼電器如果出現燒毀、觸點粘接，只需修改程序，改用其它數字輸入輸出點就可解決問題［4］。

（3）裝置具有閉鎖功能，故障跳閘后必須在裝置上按完確認鍵才能再次合閘，保證了設備及人身安全。

1.2.3 3T3-L1前脂肪細胞的分化 參考文獻[7]所用3T3-L1前脂肪細胞的分化方法。首先，將3T3-L1前脂肪細胞接種于24孔板中，完全培養基培養24 h后，誘導分化，誘導劑含10 μg/ml的胰島素、0.5 mol/L的3-異丁基1-甲基黃嘌呤和1 μmol/L的地塞米松，誘導48 h，更換含有10 μg/ml胰島素的完全培養基，繼續誘導48 h。隨后用DMEM高糖培養基培養細胞，藥物組同時給藥，培養48 h。細胞誘導后分組為：模型組，川木瓜提取物(100 ng/L、150 ng/L、200 ng/L)不同劑量組。相同組別設置2個孔，每個孔重復檢測吸光度值3次。

（4）接線大幅減少，開入量可通過內部程序多次調用進行聯鎖控制。

（5）裝置軟件開放，可通過軟件進行連接，自行修改保護邏輯。

（6）裝置通用性好，6kV 高壓饋線回路能互換使用，從而所需準備的備件少，成本大幅降低。

4 SEL751 繼電保護裝置改造

4.1 裝置更換

（1）查看原裝置相CT、零序CT 變比、PT 變比，保護定值及投退狀態。

（2）記錄好原裝置接線線號。

（3）查看二次原理圖及開關I/O 量定義。

（4）拆除原裝置接線及裝置。

（5）安裝SEL751 裝置、重新接線。

4.2 裝置查看設定

（2）連接新SEL751 裝置，進入界面后，輸入第一層指令ACC 回車后輸入OTTER，第一層只能查看，不能修改，再輸入第二層指令2AC 回車后輸入TAIL，進入第二層后可以修改變比設置、定值及保護邏輯。

（3）輸入SHOW 命令查看變比設置，根據原記錄相CT、零序CT 變比、PT 變比在程序中重新進行CTR、CTRN、PTR 變比等參數設置（圖1）。

圖1 參數設置

（4）根據原記錄設定SEL751 保護定值（圖2）。

此次改造SEL751 裝置保護定值如下：

一段速斷電流保護：定值50P1P=40A，時間50P1D+SV01PU=0S；

三段過負荷電流保護：定值50P3P=3.7A，時間50P3D+SV03PU=10S；

零序電流保護：定值50N1P=0.18A，時間50N1D+SV04PU=0.1S；

低電壓保護：定值27P1P=0.7*100V=70V，時間27P1D+SV05PU=0.5S。

（5）輸入SHOW LOGIC 命令，查看保護邏輯方程（圖3）。

跳閘出口：OUT301OUT301=SV01T OR SV03T OR SV04T OR SV05T，一段速斷電流保護、三段過負荷電流保護、零序電流保護、低電壓保護為同一出口。

閉鎖功能：OUT102=CLOSE OUT102 輸出接點，通過硬接線串入合閘回路進行閉鎖控制，當故障跳閘后，OUT102 接點斷開，裝置不能合閘，只有按下確認鍵OUT102 接點接通后，才能再次合閘。

圖2 保護定值

圖3 保護邏輯方程

4.3 裝置調試

（1）三段過負荷電流保護調試：電流保護試驗應從保護值最小的保護段開始，且采用單相法進行試驗，通過繼電保護測試儀從繼電保護裝置電流端子緩慢增加電流，直至繼電保護裝置出口節點動作，記錄下保護動作值和時間［5］。

（2）一段速斷電流保護調試：首先將三段過負荷電流保護退出，因一段電流保護定值為40A，超過繼電保護測試儀最大20A 輸出，調試時，采用兩相疊加，注意一定要將外加兩相電流角度調成一樣，同時一段電流保護定值大且無時限，繼電保護裝置不能長時間外加大電流，調試時要快速增加電流，直至繼電保護裝置出口節點動作，記錄下保護動作值。

（3）零序電流保護調試：零序保護調試可以參照三段過負荷電流保護調試同樣進行，記錄下保護動作值和時間。

（4）低電壓保護調試：因保護邏輯加了斷路器合閘閉鎖條件，調試時先給保護裝置外加三相正常線電壓100V，后將斷路器合閘，再三相同時降電壓，記錄下保護動作值和時間。

（5）整組試驗：因裝置更換對接線進行了改動，為保證高壓回路跳閘可靠性，分別對零序CT、選擇任意一相CT、電壓保護進行整組試驗來驗證分閘回路正確可靠性。

4.4 裝置改造效果

裝置改完后，在完全實現原保護裝置功能下接線明顯減少，接線簡潔，左邊是改造前的接線，右邊是改造后的接線（圖4）。通過電腦軟件連接保護裝置，設備名稱、互感器變比等設置便捷，調試時保護投退、邏輯、定值修改通過電腦軟件完成，非常方便，同時還可以通過相關指令對所有型號繼電器進行監測、查看保護事件記錄等數據，該保護裝置功能全面，非常好的改造效果也得到了車間技術人員的好評［6］。

圖4 改造前后對比圖

4.5 其他裝置改造應用

在我廠，除了現有的國產品牌PA100 系列繼保裝置，還存在各種類型的國內其他品牌繼電保護裝置，比如萬利達、許繼、西電通用電氣等，這些裝置均或多或少存在國產品牌PA100 系列保護裝置的一些缺點與不足，在后期均存在需要更換的可能，為此，目前，我們已經在著手對這些繼保裝置進行原理分析，特別是針對一些比較復雜的保護要進行改造論證，比如差動保護、主變的保護、線路保護等，這些論證加上我們現有的SEL 裝置的改造經驗，將有利于我們下一步進行更復雜保護裝置的替代改造。

5 結束語

隨著現代電子科技的不斷發展，繼保裝置也更加智能化，從而使得繼保裝置的調試操作也越來越簡單、便捷，SEL751 繼保裝置的成功改造就是一個很好實踐證明。雖然SEL751 是全英文界面，但只要掌握其指令及代碼的定義就完全可以熟練運用其各項保護功能，該繼電保護裝置性能更穩定、技術更可靠，在全廠各車間有很大的推廣應用價值，對各種高壓配電柜保護有很強的通用性，同時SEL751 繼電保護裝置改造實踐應用的成功實現，也為工廠電力系統安全可靠運行提供了堅強有力的技術保障。