廠用繼電保護(hù)及備用電源自動投入裝置

第十章廠用繼電保護(hù)及備用電源自動投入裝置第一節(jié)廠用變壓器繼電保護(hù)一、高壓廠用工作變壓器〔簡稱高廠變〕繼電保護(hù)的配置由于現(xiàn)在國產(chǎn)及引進(jìn)型的300MW機組一般均承受發(fā)變機一變壓器組單元發(fā)變組地保護(hù)現(xiàn)在一般承受成套微機保護(hù)裝置。300MWDGT801壓器、高廠變的各類保護(hù)配置了A、B、C三個保護(hù)柜，其中A、B柜中有兩套CPU并行工作，C柜為非電量保護(hù)和單套電氣保護(hù)。高廠變保護(hù)主要有：1、高廠變差動保護(hù)原來只承受折線比率制動原理，現(xiàn)承受二次諧波制動的比率差動保護(hù)，并CT斷線差動誤動，任一相電流互感器斷線，二次諧波制動原理對變壓器實現(xiàn)縱差保護(hù)的原理可以保護(hù)變壓器的內(nèi)部，套管及引線，由于工作條件下，這構(gòu)成了實現(xiàn)變壓器的差動保護(hù)特別回路。變壓器正常運行時的勵磁電流由于其很小，在外部故障時，由于電壓降低，勵磁電流也減小，則影響更小。當(dāng)變壓器正常運行空載投入和外部故障切除后電壓恢復(fù)時，可能消滅數(shù)值動在變壓器勵磁時誤動作。比率制動差動原理原理與發(fā)電機一樣，見前面介紹常不平衡電流有制動作用。差動保護(hù)規(guī)律框圖：AA相差動B相差動+C相差動+出口跳閘A相二次諧波制動差動B相二次諧波制動差動+C相二次諧波制動差動TA斷線信號2A、B分支限時速斷保護(hù)作為分支上相間短路故障的保護(hù)和廠用變壓器后備保護(hù)。分支對流保護(hù)動DZ作電流I 按躲過變壓器該分支可能消滅的最大負(fù)荷電流Ilmax來整定，即：DZKuIDZ Kf

IlmaxF式中Ku為牢靠系數(shù)，取1.2~1.3，KF為過流繼電器返回系數(shù)，kF作后延時跳故障分支，并閉鎖該段廠用快切。3、高廠變復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)

=0.95，動的后備保護(hù)。流繼電器。為保證選擇性，復(fù)合電壓元件配置兩套，輸入電壓分別取自廠用變低壓側(cè)于解列滅磁。4、高廠變瓦斯保護(hù)變壓器內(nèi)部故障，有時故障電流比較小，反映電流的保護(hù)往往不能動作，對于油浸變壓器，油箱內(nèi)短路時，在短路電流和短路點電弧的作用下，絕緣油和故障越嚴(yán)峻，產(chǎn)生的氣體就越多，流向油枕的氣流速度也越快，利用這種氣體而動作。在變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)峻漏油或匝數(shù)很少的匝間短路及繞組斷線故障時，瓦斯保護(hù)將動作。斯繼電器承受開口標(biāo)與擋板復(fù)合式。瓦斯保護(hù)有轉(zhuǎn)，重瓦斯保護(hù)之分，輕瓦斯動作于氣體體積的大小，延時作發(fā)信號，不亂動失靈。5、高廠變通風(fēng)保護(hù)由高廠變高壓側(cè)電流啟動，動作于啟動風(fēng)扇。6、高廠變其他非電量保護(hù)高廠變油溫保護(hù)，動作于信號。高廠變冷卻器保護(hù)，動作于信號。高廠變油位保護(hù)，動作于信號。高廠變壓力釋放保護(hù)，動作于全停，不啟動失靈保護(hù)。7、高壓廠變低壓分支復(fù)合電壓過流保護(hù)它作為高廠主變低壓分支故障的后備保護(hù)。作饋線二、勵磁變壓器繼電保護(hù)配置1、勵磁變壓器過電流保護(hù)作為勵磁變差動保護(hù)的后備保護(hù)。勵磁變壓器高壓側(cè)過電流短延時動作于程序跳閘。2、勵磁變壓器差動保護(hù)1。3、勵磁變溫度保護(hù)保護(hù)動作于信號。/備用變壓器繼電保護(hù)的配置〔簡稱啟備變〕啟備變繼電保護(hù)柜包括二套完整的保護(hù)裝置。被保護(hù)設(shè)備包括啟備變及低于兩分支斷路器。漳山公司啟備變保護(hù)，選用了東南大學(xué)、國電南自，西北電科院聯(lián)合研制A、B二個保護(hù)柜，兩套完整的電量保護(hù)A、BA、B柜。啟備變主要配置有以下保護(hù)1、差動保護(hù)CT斷線閉鎖功能，保護(hù)瞬時動作于啟備變高，低壓側(cè)三個開關(guān)跳閘。2、過激磁保護(hù)V/F原理，反響過激磁倍數(shù)而動作。跳閘。3、啟備變零序電流保護(hù)作為啟備變高壓繞組及引出線單相接地保護(hù)的后備保護(hù)，同時作為220KVCT上，保護(hù)帶時限動作于啟備變凹凸壓側(cè)三個開關(guān)跳閘。4、阻抗保護(hù)正反向阻抗均可分別整定，保護(hù)規(guī)律圖見圖。ZZAB<Z＆t出口<BCZCA<5、電壓平衡保護(hù)用作檢測DT或PT的熔斷器故障，動作于信號。6、啟/備變復(fù)合電壓過流保護(hù)側(cè)過電流共同構(gòu)成，經(jīng)延時動作于啟備變凹凸側(cè)開關(guān)跳閘。作為低壓分支故障的后備保護(hù)饋線過流保護(hù)相協(xié)作，保護(hù)帶時限動作于本分支跳閘。作為低壓分支母線故障的保護(hù)跳閘。9、失靈保護(hù)起動回路經(jīng)壓板輸出接點至強電回路。10、啟備變非電量保護(hù)a、啟備變輕瓦斯保護(hù)，保護(hù)動作于信號?！矡o延時〕于跳啟備變凹凸壓側(cè)開關(guān)，并可切換為發(fā)信號，不啟動失靈。c、啟備變壓力釋放保護(hù)，保護(hù)動作于全停，不啟動失靈。動作于跳啟備變凹凸壓側(cè)開關(guān)。e、啟備變繞組溫度，保護(hù)動作于信號。f、啟備變油溫，保護(hù)動作于信號。11、啟備變通風(fēng)保護(hù)以上保護(hù)非電量保護(hù)布置于A柜，電量保護(hù)A、B柜配置完全一樣。12、分接頭〔有載調(diào)壓分接開關(guān)〕重瓦斯，瞬時動作于各側(cè)開關(guān)。13、分接頭輕瓦斯動作于信號。四、低壓廠用變壓器〔簡稱低廠變〕保護(hù)〔一〕低壓廠用變壓器保護(hù)的配置電流速斷保護(hù)；定時限過電流保護(hù)；低壓側(cè)零序過流保護(hù)?；驕囟缺Ｗo(hù)壓干式變則對應(yīng)于溫度保護(hù)?！捕车蛪簭S用變壓器保護(hù)整定應(yīng)留意以下幾個問題電流速斷按躲過低壓母線三相短路計算。11個時間級差。T=tf△t式中：T為廠用變壓器過流保護(hù)動作時間，S；tIact，LS；Iact,L為廠用變壓器過流保護(hù)折算至低壓側(cè)的動作電流。t<0.3S時，△t0.5~0.7St，70~3S時，△t0.7~1.5S〔t較大時，△t取較大值。低壓母線單相接地時，靈敏系數(shù)>1.5~2。其次節(jié)高壓電動機保護(hù)的配置現(xiàn)大型發(fā)電廠的高壓廠用電動機普遍承受綜合保護(hù)。下面介紹保護(hù)及其原理。一、接地保護(hù)〔零序保護(hù)〕大相電流作制動量。1、如承受真空斷路器，取保護(hù)裝置固有動作時間，為接地保護(hù)整定動作時0.3S。2、如承受F-C回路。應(yīng)考慮熔斷器的熔斷時間相協(xié)作，一般取動作時間為0.4S。二、短路保護(hù)〔正序過流〕Istmax保護(hù)才動作。2、電機啟動完畢后保護(hù)大于正常運行短路保護(hù)動作電流才動作。30S。4、對于承受F-C回路動作時間應(yīng)和熔斷器的熔斷時間相協(xié)作，一般對于額0.4S。、綜合保護(hù)推斷電機啟動是否完畢，是按整定的電動機啟動時間最大實測20~25S8~10S。三、不平衡〔包括斷相和反相〕保護(hù)〔負(fù)序過流〕1、對于承受真空斷路器的電機可不考慮電動機的兩相運行，該保護(hù)可作電動機內(nèi)部兩相短路時速斷保護(hù)S。2F-C回路的電機應(yīng)考慮熔斷器熔斷一相且真空接觸器未能三相聯(lián)跳，造成電機兩相運行，0.3倍。0.4S。四、啟動時間過長保護(hù)1.125倍電動機二次1.125倍額定電流，2.5~60S。五、堵轉(zhuǎn)保護(hù)用過流單元和過寵保護(hù)來實現(xiàn)堵轉(zhuǎn)保護(hù)。允許堵轉(zhuǎn)時間按電動機在起動時最大可能的起動時間，并有20%的裕度整定。1.3倍電機額定電流整定。六、熱過載〔包括過熱跳閘和過熱報警〕保護(hù)該保護(hù)功能是在各種運行工以下，建立電動機的發(fā)熱模型，對電動機供給KIKI2KI211 22K1為系數(shù)，電動機起動時，K1=0.5，起動完畢后K1=1。K2為考慮負(fù)序電流在發(fā)熱模型中的熱效應(yīng)的系數(shù)，一般取K2=6I1I2。I1I2的與流進(jìn)電動機的實際電流相對應(yīng)的總的熱效應(yīng)，從而確保對電動機供給準(zhǔn)確，牢靠而有效的過載保護(hù)。過寵保護(hù)分為跳閘輸出和報警信號輸出。第三節(jié)高壓廠用備用電源快速切換隨著大容量機組的不斷消滅，廠用電容量不斷增長，為了解決對大型鍋爐來切換廠用電源。一、對快速切換裝置的根本要求5HZ。2、裝置只允許動作一次。3、工作電源和備用電源為兩個獨立電源。正常時，兩電源同步，尋常由一〔工作電源〕供電。在起動，停機或發(fā)生故障時，需要從一個電源切換至另一個電源。4、電源切換不能造成運行中斷，設(shè)備損壞。5、無論什么緣由，工作電源分支斷路器跳閘時，只要相角差或電壓差小于轉(zhuǎn)入同步捕獲和殘壓閉鎖，令備用電源斷路器。6、當(dāng)因廠用分支過流保護(hù)動作斷開工作電源斷路器時，閉鎖快切裝置。7、PT故障，不應(yīng)啟動快切裝置。斷路器。MFC200-2功能1、快切裝置具有檢查周期的快速切換，同期捕獲切換和檢查殘壓的切換功能。2、優(yōu)先檢同期，進(jìn)展快速切換，不滿足快切條件時，自動轉(zhuǎn)入同期捕獲切換和檢查殘壓切換。3、快切裝置應(yīng)具有正常狀況下的手動切換，事故和不正常狀況下的自動切DCS操作員站上進(jìn)展，也可以在裝置面常狀況包括工作電源開關(guān)誤跳和廠用電母線失壓。4、手動切換方式可選并聯(lián)和串聯(lián)，自動切換方式可選串聯(lián)和并聯(lián)。5PTDT斷線時快切裝置應(yīng)閉鎖切換。6、有保護(hù)閉鎖快切裝置的接口，母線故障，由分支過流保護(hù)來閉鎖自投。的信號。8、快切裝置的只能動作一次，在下次動作前，必需經(jīng)人工復(fù)歸。障造成事故擴大。10、備用電源失電時，應(yīng)閉鎖自投；但當(dāng)備用PT檢修時，可由檢修人員在裝置上解除閉鎖，也就是說假設(shè)此時廠用電源發(fā)生故障時，裝置仍能進(jìn)展切換。置將依據(jù)不同的切換方式分別處理并給出位置特別閉鎖信號。12、裝置具有在線試驗功能母線，工作電源備用電源電壓；母線與工作電源或備用電源間的頻差和相位差；全部功能投退和參數(shù)整定設(shè)置；外部特別狀況，如PT斷線，后備電源失電等；內(nèi)部特別狀況，如CPU故障，電源故障等。14、裝置應(yīng)有錄波功能，能記錄切換過程中的母線電壓，頻率和相位變化。15、記錄實際切換過程中工作電源開關(guān)和備用電源開關(guān)的合，分閘時間。16、錄波數(shù)據(jù)不因掉電或復(fù)歸而喪失。17、錄波數(shù)據(jù)能通過打印機打印出來。18、應(yīng)有與DCS上位機的通信接口，可以在DCS上位機上進(jìn)展錄波分析。三、設(shè)備參數(shù)1、直流工作電源：DC110V〔±20%〕2、輸入電壓信號：AC110V，50HZ3、出口接點容量：DC110V，10A430940W。5、過載力量40倍額定電流允許/S。溝通電壓回路，1.5倍額定電壓連續(xù)工作。直流電源回路，80%~120%額定電壓，連續(xù)工作。6、測量準(zhǔn)確度電壓電流：不大于±2%；相角：不大于0.5；1%。7、輸出接點容量跳合閘出口：DC110V，10A〔接通〕信號出口：DC110V，2.5A〔斷開〕8、裝置自身時鐘精度，24h不大于±/S。9、整個快速切換過程時間〔1〕事故同時切換；<12ms+設(shè)定延時+備用開關(guān)固有合閘時間；事故串聯(lián)切換<12ms+工作開關(guān)固有跳閘時間+備用開關(guān)固有合閘時間。四、MFC2023-2型廠用電快切的應(yīng)用依據(jù)實際需要，可以全部承受廠用電快切裝置的全部功能，也可選用其中時合上備用電源斷路器，其實現(xiàn)由串切，同期捕獲和殘壓閉鎖3種切換，依據(jù)狀況，必要時也可起用正常并聯(lián)切換方式。1、正常切換切向工作電源。正常切換由手動啟動。并聯(lián)切換只有在快切大事滿足時才能實現(xiàn)。正常同時切換〔串切〕手動起動，先發(fā)跳工作〔備用〕開關(guān)命令，在切換條件滿足時，完全備用〔工作〕斷路器命令。假設(shè)要保證先分后令，可在合閘命令前加設(shè)定延時。動轉(zhuǎn)入同期捕獲和殘壓切換。2、事故切換由保護(hù)起動，只能由工作電源單向切至備用電源。串切合上備用電源。母線斷電時間至少或備用電源斷路器的合閘時間。串切有3種實現(xiàn)方式，即快速，同期捕獲，殘壓切換。事故同時切換〔或經(jīng)延時〕發(fā)合備用電源斷路器命令，母線斷電時間小于備用電源斷路器合閘時間。五、廠用電快切裝置整定原則1、頻差閉鎖整定原則300MW及以上機組的頻差特性格外相像，當(dāng)裝置有輔同期合閘功能時，閉鎖頻差取△f=4~5HZ；裝置僅2、快切閉鎖相角差整定原則600f計算，α。△α=360°△ftcf6KV母線電壓與備用電源電壓之間的頻差。0.6HZ，此時△α≤13°。60ms<tc<100ms時，取△f=0.8HZ，△α≤17.3°。快切閉鎖角△Q為：△Q=60°-△α假設(shè)用差壓閉鎖，則差壓閉鎖值△υ或2 smQN 2式中，υN為額定二次電壓，43°<△θ<47°假設(shè)初始相角差〔母線電壓與備用電源電壓之間〕較大時，為提高快切裝置動作或功率，△θ可選放大一些。3、捕同期切換整定原則tc>100ms，快切功能停用，由捕為簡化計算，取保等近似值，或-60°~60°〕范圍內(nèi)，△f′是捕同期過程中的頻差實測值，tc<100msf′=2.7~3HZf′=2.85HZ，則合閘角△α′或捕同期導(dǎo)前角〔開放角〕△θ′△θ′=△α′=360°△f′tc或中△f′為捕同期合閘過程中的頻差。V1B整定原則40%υNtc>100msυ=40%υN點