安科瑞(ruì) 劉邁

　　摘(zhāi) 要：發(fā)電廠低壓(yā)廠(chǎng)用電係統(tǒng)使用的(dí)通(tōng)常(cháng)為380V係(xì)統(tǒng)供電，隨著(zhuó)社會(huì)發展(zhǎn)發電(diàn)機(jī)組容量(liáng)持續增(zēng)加(jiā)，使得原有(yǒu)的(dí)單(dān)一(yī)工(gōng)作(zuò)段(duàn)配電方式(shì)逐漸(jiàn)轉換(huàn)成為(wéi)電(diàn)動(dòng)機動(dòng)力中心（MCC）以及低壓動力(lì)中心(xīn)（PC）的(dí)方式，這(zhè)給(gěi)用(yòng)電保護整定帶來了困難，本(běn)文(wén)針對現有供電方式下(xià)的(dí)發電(diàn)廠(chǎng)低壓廠(chǎng)用(yòng)電保(bǎo)護整定(dìng)配(pèi)合進(jìn)行(háng)了分析(xī)，重點針(zhēn)對經常(cháng)出現的整(zhěng)定配合原則進(jìn)行研究(jiū)。

　　關鍵詞：發電廠；低壓(yā)廠(chǎng)用電；保護；整定配合

　　一，引言

　　在進行繼電保(bǎo)護整定計算時，對於被保(bǎo)護設備(bèi)的故(gù)障電流和故障電(diàn)壓(yā)的(dí)計(jì)算(suàn)是最基礎(chǔ)的，隻要(yào)能夠準確計算上述(shù)的故障電流(liú)和故障電(diàn)壓(yā)，那麼(mó)後續(xù)的整定(dìng)過(guò)程就比較(jiào)簡(jiǎn)單(dān)。就當(dāng)前(qián)情況而言，係統保護和發(fā)電組保(bǎo)護(hù)都(dū)有(yǒu)對應的(dí)導則(zé)和(hé)規程(chéng)指(zhǐ)導(dǎo)操(cāo)作。但是在實(shí)際運行(háng)過程中(zhōng)，發(fā)電(diàn)廠低壓(yā)廠用電(diàn)的繼(jì)電(diàn)保護(hù)配置(zhì)存(cún)在(zài)很多種形式(shì)，沒有(yǒu)統一的(dí)規(guī)範標準。對於低壓(yā)廠用電而(ér)言，有MCC電動(dòng)機控製(zhì)中心以(yǐ)及(jí)PC電動機動(dòng)力(lì)中心(xīn)，與PC母綫(xiàn)相關的開(kāi)關有很(hěn)多，如進綫(xiàn)開(kāi)關(guān)，備用(yòng)進綫開關(guān)等，都是非常重要的(dí)電氣設(shè)施。已有的(dí)技(jì)術(shù)規範中已經(jīng)明確規(guī)定，低壓廠變壓(yā)器必須要配置(zhì)速斷保護，接地(dì)保(bǎo)護以(yǐ)及定時限過電(diàn)流保護等。對(duì)於(yú)母綫支(zhī)路中的大容量電(diàn)機及(jí)其配電(diàn)綫路(lù)通(tōng)常都(dū)安裝帶(dài)脫(tuō)扣器(qì)的開(kāi)關(guān)，而(ér)其(qí)他位(wèi)置的開(kāi)關(guān)通常都設(shè)置為熱(rè)繼電器(qì)或(huò)者熔(róng)斷器(qì)以達到保(bǎo)護的(dí)目(mù)的。針對(duì)接地保護，部分設計中沒(méi)有(yǒu)配置零序過(guò)流(liú)保護(hù)，部(bù)分(fēn)設(shè)計中(zhōng)則(zé)會(huì)配置零序(xù)過流(liú)保護。由於缺(quē)乏統(tǒng)一(yī)的標(biāo)準規(guī)範，給(gěi)低壓(yā)係統繼(jì)電(diàn)保護的整(zhěng)定計(jì)算造成了極(jí)大的(dí)不便(biàn)。

　　二，發電廠低壓(yā)廠用(yòng)電係統分(fēn)析(xī)

　　在(zài)發(fā)電廠中，對於(yú)大(dà)容量機組的廠用低壓(yā)變(biàn)壓(yā)器(qì)而(ér)言(yán)，通(tōng)常都是根(gēn)據(jù)“暗(àn)備用"的模式(shì)進(jìn)行(háng)配置，也就是同(tóng)時安(ān)裝有兩台低(dī)壓變(biàn)壓器(qì)，其(qí)中一台(tái)投入使用，另外一台(tái)作為(wéi)備(bèi)用。如果(guǒ)其中一(yī)台變(biàn)壓(yā)修時(shí)，通(tōng)過開關(guān)切(qiē)換啟(qǐ)動備(bèi)用變壓器。

　　通常(cháng)而言，低壓電機都是通過(guò)熱繼(jì)電(diàn)器或(huò)者熔斷器進(jìn)行短(duǎn)路保(bǎo)護，包括接地短路(lù)和相(xiāng)間(jiān)短路，MCC進(jìn)綫(xiàn)開關通常器出(chū)現故障問題或(huò)者需要停機檢都(dū)是通過開關脫扣(kòu)器(qì)實施(shī)保護，PC進綫(xiàn)開關通(tōng)過(guò)繼電器或者(zhě)開關脫扣(kòu)器實(shí)施保護(hù)，分段聯絡(luò)開(kāi)關(guān)同(tóng)樣(yàng)如此。

　　對於變壓器(qì)而言，在高(gāo)壓側通常都會配備(bèi)有速(sù)斷保護(hù)，接地保護，過流(liú)保護，在變壓(yā)器低壓(yā)側(cè)通常會配備有(yǒu)中性(xìng)點(diǎn)零(líng)序(xù)過(guò)流(liú)保(bǎo)護，開關脫(tuō)扣器(qì)通常會(huì)配備有接(jiē)地保護，速斷保護(hù)，延時(shí)過(guò)流保(bǎo)護。

　　三，發電(diàn)廠低壓(yā)廠用電保護(hù)整定配合(hé)分析(xī)

　　3.1根據低壓母綫電(diàn)機(jī)啟(qǐ)動(dòng)電(diàn)流(liú)的(dí)原則進行(háng)整(zhěng)定匹配

　　行業技術(shù)規範(fàn)標準(zhǔn)中已經給出明確的規(guī)定(dìng)，低壓(yā)廠中使(shǐ)用(yòng)的變(biàn)壓(yā)器必(bì)須要(yào)配備(bèi)電流保護(hù)，確(què)保(bǎo)在(zài)發(fā)生(shēng)短路問題時(shí)能(néng)夠將變壓器兩(liǎng)側的開(kāi)關(guān)斷開，以達(dá)到(dào)保護變(biàn)壓(yā)器和相(xiāng)關(guān)電氣元件(jiàn)的(dí)目(mù)的(dí)。如果(guǒ)變壓(yā)器(qì)同(tóng)時(shí)給(gěi)兩個及(jí)以上分(fēn)段進(jìn)行供(gōng)電(diàn)，那(nà)麼(mó)每(měi)個分段上都應(yīng)該(gāi)配(pèi)備(bèi)電(diàn)流保護。

　　由(yóu)於低壓(yā)母(mǔ)綫通常都不(bù)會(huì)配備低電壓(yā)保(bǎo)護，因此(cǐ)當(dāng)出(chū)現母(mǔ)綫故障時連(lián)接在母綫(xiàn)上的電(diàn)源(yuán)開關(guān)都不會發生動作(zuò)，此時(shí)當恢復(fù)電壓(yā)後電(diàn)機就會(huì)自動(dòng)啟動。基於(yú)此，在設計母(mǔ)綫進綫(xiàn)過(guò)流保護時，不(bù)可以隻是(shì)簡(jiǎn)單的(dí)考(kǎo)慮(lǜ)電(diàn)機啟動電流(liú)，同(tóng)時考(kǎo)慮容(róng)量(liáng)最(zuì)大電機(jī)的啟(qǐ)動電流和正常運轉(zhuǎn)負(fù)荷(hé)電流(liú)也不符合實際(jì)情(qíng)況(kuàng)，正確的(dí)做(zuò)法應(yīng)該是將(jiāng)所(suǒ)有(yǒu)電機(jī)啟動電(diàn)流(liú)進(jìn)行(háng)綜合(hé)考(kǎo)慮。

　　對(duì)於(yú)變壓器的(dí)高(gāo)壓(yā)側(cè)和低(dī)壓側(cè)，在(zài)設計過流保護時考慮的因素類似，因(yīn)此(cǐ)本文隻(zhī)針(zhēn)對低(dī)壓側(cè)的情況進行(háng)分析。通(tōng)常情況下(xià)，在設(shè)計(jì)低壓側過流保護時考慮的(dí)原(yuán)則(zé)就是避(bì)開低壓(yā)母綫(xiàn)電(diàn)機(jī)啟動電流，雖(suī)然該(gāi)方法得到了很(hěn)多(duō)的使用，然而(ér)實際上這種方法(fǎ)是(shì)存在(zài)一定缺陷(xiàn)的，因為(wéi)在使用該(gāi)種(zhǒng)方法時(shí)不能與對(duì)應(yīng)的熱(rè)繼(jì)電器(qì)或容(róng)電(diàn)器保護(hù)特(tè)性(xìng)進(jìn)行很好的(dí)匹配，帶來的問題(tí)就(jiù)是電(diàn)機(jī)部分出現短路(lù)故障使得(dé)變壓器出現過流(liú)保(bǎo)護而(ér)引(yǐn)發越級(jí)跳閘現象。工(gōng)作進(jìn)綫可能出(chū)現變壓(yā)器高(gāo)壓(yā)母(mǔ)綫電(diàn)源(yuán)慢(màn)速(sù)切(qiē)換的(dí)問題，所(suǒ)以在(zài)設計過流保(bǎo)護時(shí)需要將母(mǔ)綫(xiàn)電(diàn)機成(chéng)組自(zì)啟動(dòng)現象(xiàng)考慮在(zài)內。為(wéi)了(liǎo)滿足實際(jì)需要(yào)，正確的(dí)做(zuò)法應該(gāi)是(shì)考(kǎo)慮母綫(xiàn)全(quán)部電(diàn)機(jī)成(chéng)組自(zì)啟(qǐ)動電(diàn)流以及其他(tā)所(suǒ)有負荷電流(liú)後，還需(xū)要(yào)檢(jiǎn)驗(yàn)其與熔斷器特(tè)性之(zhī)間的(dí)配合情(qíng)況(kuàng)。

　　通(tōng)常(cháng)而(ér)言(yán)，熔(róng)斷器額定電(diàn)流(liú)值為電(diàn)機額定(dìng)電流值的1.3–1.5倍，其(qí)熔(róng)斷(duàn)特性呈(chéng)現(xiàn)出反時(shí)限特征。當熔(róng)斷(duàn)器中流過的電流(liú)值(zhí)超過額(é)定(dìng)電流值(zhí)1.2倍(bèi)後(hòu)，熔(róng)斷器能(néng)夠(gòu)在(zài)0.1s的(dí)時間內(nèi)熔斷。

　　如果電機和熔斷(duàn)器的額定(dìng)電流值相差較(jiào)大，或(huò)者電(diàn)機(jī)的(dí)電纜長(cháng)度較(jiào)長(cháng)時，發(fā)生在電纜(lǎn)末(mò)端的短路電(diàn)流可能還(huán)無法達(dá)到熔斷(duàn)器的(dí)閾(yù)值而進入反時限特(tè)性，但(dàn)是(shì)對於根據定時限進行整定(dìng)的母(mǔ)綫而言，已經(jīng)超過了定(dìng)時限(xiàn)過流(liú)，此(cǐ)時，進(jìn)綫過流保護(hù)就會(huì)出現越級(jí)跳(tiào)閘(zhá)現象。低壓(yā)PC端(duān)如果母綫(xiàn)失(shī)電(diàn)可能造成部分機組(zǔ)停電或(huò)者(zhě)是負荷降低。

　　對於容(róng)量較(jiào)大且電纜很長的(dí)電(diàn)機，需(xū)要(yào)檢(jiǎn)驗(yàn)電纜(lǎn)末端(duān)出現(xiàn)短路故障時，母(mǔ)綫(xiàn)進綫(xiàn)過流(liú)保護與熔(róng)斷(duàn)器(qì)特性(xìng)之(zhī)間的(dí)配合問題。如果(guǒ)兩者之(zhī)間(jiān)不匹配(pèi)，可以(yǐ)采取(qǔ)的(dí)措(cuò)施主(zhǔ)要(yào)有加大電纜橫截(jié)麵積，更換(huàn)電機熔(róng)斷器(qì)為(wéi)脫扣器開(kāi)關(guān)等。經(jīng)驗(yàn)表(biǎo)明(míng)，當電機(jī)額定(dìng)電(diàn)流(liú)不超(chāo)過(guò)100A，電(diàn)纜(lǎn)長度大於150m時就(jiù)需(xū)要開展(zhǎn)上(shàng)述(shù)的(dí)配(pèi)合檢驗(yàn)工(gōng)作(zuò)。當電(diàn)機額(é)定(dìng)電(diàn)流超過100A，則(zé)應該(gāi)使用脫扣(kòu)器開關進(jìn)行保護。

　　不同(tóng)保(bǎo)護(hù)之(zhī)間延時配合(hé)的(dí)情況(kuàng)如下(xià)：末(mò)級負(fù)荷按(àn)照瞬時考(kǎo)慮，MCC進綫，PC聯絡開(kāi)關，PC進(jìn)綫開(kāi)關，變壓(yā)器高(gāo)壓側的短延時電(diàn)流分(fēn)別按照0.2s，0.3s，0.4s和(hé)0.7s進(jìn)行考(kǎo)慮。

　　3.2變(biàn)壓器低(dī)壓(yā)側中性點零序(xù)過流(liú)保(bǎo)護整定(dìng)配(pèi)合分(fēn)析

　　通常情況(kuàng)下(xià)對於(yú)低壓(yā)變壓器(qì)都(dū)是設(shè)計成(chéng)Dyn接(jiē)綫，將低壓側(cè)中(zhōng)性點(diǎn)進行接(jiē)地(dì)，目(mù)的在於提(tí)升發生接地短路時的(dí)短(duǎn)路電(diàn)流(liú)。所以，通常對(duì)低壓(yā)係(xì)統相(xiāng)間短路(lù)保護整(zhěng)定作為主保(bǎo)護，而將(jiāng)支綫(xiàn)路開關脫扣器接地保護整定作(zuò)為(wéi)備用保護。在(zài)變壓器(qì)低壓側(cè)中(zhōng)性點配備(bèi)的零(líng)序過電(diàn)流保護劃分成(chéng)為兩(liǎng)段，分別為(wéi)零序過流(liú)反時限(xiàn)以及(jí)零序過(guò)流定時(shí)限(xiàn)。若根據(jù)定(dìng)時限進行(háng)配(pèi)合(hé)整(zhěng)定(dìng)，由於低(dī)壓(yā)電機(jī)通(tōng)常通(tōng)過熱繼電(diàn)器或者熔(róng)斷(duàn)器進行(háng)保護(hù)，如果電(diàn)機電纜(lǎn)長度較長時短(duǎn)路(lù)故障電(diàn)流(liú)值(zhí)可能無(wú)法(fǎ)達到熔斷(duàn)器的閾值，兩者(zhě)之(zhī)間(jiān)出(chū)現不匹(pǐ)配的(dí)問(wèn)題(tí)。若根據反時限進行配(pèi)合整定，如果(guǒ)電機(jī)電纜長度較長(cháng)，在電(diàn)纜末端(duān)出(chū)現短(duǎn)路(lù)故(gù)障電流時為了讓其與熔斷器特征進(jìn)行匹配(pèi)，需要(yào)把(bǎ)變(biàn)壓器中性點(diǎn)零(líng)序過(guò)流(liú)保護設置成(chéng)為(wéi)反時(shí)限特性。但(dàn)是此時無(wú)法達(dá)到快速切斷(duàn)的(dí)要(yào)求(qiú)，實(shí)踐經驗(yàn)表(biǎo)明，支(zhī)路電纜的長度如果大於100m，就無(wú)法(fǎ)滿足快速切(qiē)斷的(dí)要求。基於此(cǐ)，在(zài)設計(jì)過程中應該盡(jìn)可能(néng)縮短電纜的(dí)長度。

　　根據定時(shí)限(xiàn)出(chū)口(kǒu)的方式切(qiē)除(chú)故障(zhàng)的方法比較合(hé)適，但(dàn)這(zhè)種方(fāng)法(fǎ)要求(qiú)發生(shēng)接地故(gù)障(zhàng)時具有足(zú)夠大(dà)的零序(xù)電(diàn)流(liú)。具體措施(shī)為(wéi)提升(shēng)電纜(lǎn)以及零回路導體(tǐ)橫截(jié)麵積(jī)，或者控製(zhì)電纜(lǎn)長度。

　　3.3開(kāi)關脫扣(kòu)器(qì)與(yǔ)熱(rè)繼(jì)電器，熔斷器特性配合分析

　　通(tōng)常而言(yán)開關脫(tuō)扣器具(jù)有長(cháng)延時動作(zuò)特征，該(gāi)特(tè)征與熔斷器相同(tóng)，因此(cǐ)其在(zài)匹配(pèi)時需(xū)要從動(dòng)作門檻(jiàn)方麵著(zhuó)手(shǒu)。如果熱繼電(diàn)器(qì)或熔(róng)斷器設置在(zài)末(mò)級(jí)支路中，進綫開關脫(tuō)扣器隻能整(zhěng)定(dìng)出短延(yán)時(shí)接(jiē)地(dì)段(duàn)和過(guò)流(liú)段(duàn)，隻有在電(diàn)纜長度足(zú)夠長(cháng)時才能夠(gòu)整定出瞬(shùn)時段(duàn)。對於瞬時段和(hé)短(duǎn)延時段(duàn)，其(qí)整定(dìng)原則類(lèi)似變壓器(qì)過流保護。接(jiē)地段(duàn)與熱(rè)繼電器或(huò)熔(róng)斷器通常情(qíng)況(kuàng)下是(shì)匹(pǐ)配(pèi)的，如果不匹(pǐ)配(pèi)則(zé)可以(yǐ)優化零(líng)序阻抗的(dí)方法進(jìn)行匹配，而不應該通過(guò)增加延(yán)時的(dí)措施進行(háng)匹(pǐ)配。

　　四，ARD係列(liè)電動機保護(hù)器產(chǎn)品(pǐn)選型(xíng)介紹(shào)

　　ARD智(zhì)能(néng)電動(dòng)機保護器適(shì)用(yòng)於額定電(diàn)壓(yā)至660V的低壓電動(dòng)機(jī)回(huí)路(lù)，集(jí)保護，測量，控製(zhì)，通(tōng)訊，運(yùn)維於一(yī)體。其*的保(bǎo)護功能確保電(diàn)動(dòng)機安全運行，帶有邏輯可(kě)編程功能，可以滿足多種控製(zhì)方式(shì)。該(gāi)產(chǎn)品采用分(fēn)體式結構，由(yóu)主體，顯(xiǎn)示(shì)單(dān)元，互感(gǎn)器(qì)組(zǔ)成(chéng)，可適(shì)應各種(zhǒng)櫃(guì)體的安(ān)裝。可(kě)選(xuǎn)配不同通(tōng)訊(xùn)模(mó)塊適(shì)應(yīng)現(xiàn)場通訊(xùn)需求。

　　4.1，功能(néng)特點

　　■支持(chí)基波(bō)和(hé)全(quán)波電(diàn)力(lì)參(cān)數(shù)測(cè)量(liáng)（U，I，P，Q，S，PF，F，EP，EQ），電流及(jí)電(diàn)流不平衡度(dù)，電(diàn)流正序(xù)，負序(xù)，零序(xù)分(fēn)量，電壓(yā)，三相電(diàn)壓(yā)相角，剩餘電流。

　　■保(bǎo)護功(gōng)能包(bāo)括(kuò)過載(zǎi)反(fǎn)時(shí)限，過載定時限，接地，起動超時，漏(lòu)電，欠(qiàn)載，斷相(xiāng)，堵轉，阻(zǔ)塞(sāi)，短(duǎn)路，溢(yì)出，不平衡(電(diàn)流，電壓(yā))，過功(gōng)率，欠功率，過壓(yā)，欠(qiàn)壓(yā)，相序(xù)，溫(wēn)度(dù)，tE時間，外(wài)部故障(zhàng)，起動次(cì)數限(xiàn)製(zhì)，運(yùn)行時(shí)間(jiān)報警，故障(zhàng)次數報警(jǐng)。

　　■9路(lù)可編程DI輸入，默(mò)認(rèn)采用內(nèi)置(zhì)DC24V電(diàn)源(yuán)，也(yě)可選(xuǎn)擇外部有源(yuán)濕(shī)接點。

　　■5路可編(biān)程DO輸(shū)出(chū)，滿足直(zhí)接(jiē)起(qǐ)動，星—三角(jiǎo)起動(dòng)，自耦變(biàn)壓(yā)器(qì)起(qǐ)動(dòng)，等多種起(qǐ)動方式，可通(tōng)過通訊總(zǒng)綫實現(xiàn)主站(zhàn)對電動機的遙控“起(qǐ)/停"。

　　■可選抗(kàng)晃(huǎng)電功能(néng)：支持晃電(diàn)立(lì)即再啟動(dòng)，失壓重(zhòng)起動(dòng)。

　　■可選配(pèi)MODBUS_RTU通訊，PROFIBUSDP通(tōng)訊，支持最多(duō)2路通訊(xùn)接(jiē)口。

　　■可選配1路DC4-20mA模擬量輸出接口，與(yǔ)DCS係(xì)統相接，可實現(xiàn)對現場(cháng)設(shè)備(bèi)的(dí)監(jiān)控(kòng)。

　　■具有(yǒu)故(gù)障記錄，起動(dòng)記錄，停車記錄(lù)，DI變位記錄和(hé)再(zài)起動記錄等各(gè)類事件記(jì)錄。

　　■顯示界麵液晶(jīng)顯示，支持中(zhōng)/英文切(qiē)換(huàn)。

　　4.2，產品(pǐn)選(xuǎn)型

　　五，結束語(yǔ)

　　對(duì)於低壓(yā)過流保護(hù)而言，不(bù)應該隻是簡(jiǎn)單的(dí)根據(jù)母綫(xiàn)電(diàn)機啟(qǐ)動(dòng)電(diàn)流完成整定匹配，在考慮母(mǔ)綫全部(bù)電(diàn)機成組自啟動(dòng)電流(liú)以及其他(tā)所(suǒ)有負荷電(diàn)流後，還需要(yào)檢(jiǎn)驗(yàn)其(qí)與熔斷器(qì)特(tè)性之(zhī)間(jiān)的配合情況。對於變壓(yā)器(qì)低(dī)壓(yā)側中(zhōng)性(xìng)點零(líng)序過流保護(hù)而言，需(xū)要(yào)考(kǎo)慮其(qí)餘(yú)熱繼電器(qì)或者(zhě)熔(róng)斷器特(tè)征的整(zhěng)定配合問(wèn)題。