現(xiàn)有供電方式下的發(fā)電廠低壓廠用電保護(hù)整定配合的分析

一、引言

在進(jìn)行繼電保護(hù)整定計算時，對于被保護(hù)設(shè)備的故障電流和故障電壓的計算是最基礎(chǔ)的，只要能夠準(zhǔn)確計算上述的故障電流和故障電壓，那么后續(xù)的整定過程就比較簡單。就當(dāng)前情況而言，系統(tǒng)保護(hù)和發(fā)電組保護(hù)都有對應(yīng)的導(dǎo)則和規(guī)程指導(dǎo)操作。但是在實際運(yùn)行過程中，發(fā)電廠低壓廠用電的繼電保護(hù)配置存在很多種形式，沒有統(tǒng)一的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。對于低壓廠用電而言，有MCC電動機(jī)控制中心以及PC電動機(jī)動力中心，與PC母線相關(guān)的開關(guān)有很多，如進(jìn)線開關(guān)、備用進(jìn)線開關(guān)等，都是非常重要的電氣設(shè)施。已有的技術(shù)規(guī)范中已經(jīng)明確規(guī)定，低壓廠變壓器必須要配置速斷保護(hù)、接地保護(hù)以及定時限過電流保護(hù)等。

二、發(fā)電廠低壓廠用電系統(tǒng)分析

在發(fā)電廠中，對于大容量機(jī)組的廠用低壓變壓器而言，通常都是根據(jù)“暗備用”的模式進(jìn)行配置，也就是同時安裝有兩臺低壓變壓器，其中一臺投入使用，另外一臺作為備用。如果其中一臺變壓修時，通過開關(guān)切換啟動備用變壓器。

通常而言，低壓電機(jī)都是通過熱繼電器或者熔斷器進(jìn)行短路保護(hù)，包括接地短路和相間短路，MCC進(jìn)線開關(guān)通常器出現(xiàn)故障問題或者需要停機(jī)檢都是通過開關(guān)脫扣器實施保護(hù)，PC進(jìn)線開關(guān)通過繼電器或者開關(guān)脫扣器實施保護(hù)，分段聯(lián)絡(luò)開關(guān)同樣如此。

對于變壓器而言，在高壓側(cè)通常都會配備有速斷保護(hù)、接地保護(hù)、過流保護(hù)，在變壓器低壓側(cè)通常會配備有中性點(diǎn)零序過流保護(hù)，開關(guān)脫扣器通常會配備有接地保護(hù)、速斷保護(hù)、延時過流保護(hù)。

三、發(fā)電廠低壓廠用電保護(hù)整定配合分析

3.1根據(jù)低壓母線電機(jī)啟動電流的原則進(jìn)行整定匹配

行業(yè)技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)給出明確的規(guī)定，低壓廠中使用的變壓器必須要配備電流保護(hù)，確保在發(fā)生短路問題時能夠?qū)⒆儔浩鲀蓚?cè)的開關(guān)斷開，以達(dá)到保護(hù)變壓器和相關(guān)電氣元件的目的。如果變壓器同時給兩個及以上分段進(jìn)行供電，那么每個分段上都應(yīng)該配備電流保護(hù)。

由于低壓母線通常都不會配備低電壓保護(hù)，因此當(dāng)出現(xiàn)母線故障時連接在母線上的電源開關(guān)都不會發(fā)生動作，此時當(dāng)恢復(fù)電壓后電機(jī)就會自動啟動?；诖?，在設(shè)計母線進(jìn)線過流保護(hù)時，不可以只是簡單的考慮電機(jī)啟動電流，同時考慮容量最大電機(jī)的啟動電流和正常運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷電流也不符合實際情況，正確的做法應(yīng)該是將所有電機(jī)啟動電流進(jìn)行綜合考慮。

通常而言，熔斷器額定電流值為電機(jī)額定電流值的1.3–1.5倍，其熔斷特性呈現(xiàn)出反時限特征。當(dāng)熔斷器中流過的電流值超過額定電流值1.2倍后，熔斷器能夠在0.1s的時間內(nèi)熔斷。

3.2變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)零序過流保護(hù)整定配合分析

通常情況下對于低壓變壓器都是設(shè)計成Dyn接線，將低壓側(cè)中性點(diǎn)進(jìn)行接地，目的在于提升發(fā)生接地短路時的短路電流。所以，通常對低壓系統(tǒng)相間短路保護(hù)整定作為主保護(hù)，而將支線路開關(guān)脫扣器接地保護(hù)整定作為備用保護(hù)。在變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)配備的零序過電流保護(hù)劃分成為兩段，分別為零序過流反時限以及零序過流定時限。若根據(jù)定時限進(jìn)行配合整定，由于低壓電機(jī)通常通過熱繼電器或者熔斷器進(jìn)行保護(hù)，如果電機(jī)電纜長度較長時短路故障電流值可能無法達(dá)到熔斷器的閾值，兩者之間出現(xiàn)不匹配的問題。

根據(jù)定時限出口的方式切除故障的方法比較合適，但這種方法要求發(fā)生接地故障時具有足夠大的零序電流。具體措施為提升電纜以及零回路導(dǎo)體橫截面積，或者控制電纜長度。

3.3開關(guān)脫扣器與熱繼電器、熔斷器特性配合分析

通常而言開關(guān)脫扣器具有長延時動作特征，該特征與熔斷器相同，因此其在匹配時需要從動作門檻方面著手。如果熱繼電器或熔斷器設(shè)置在末級支路中，進(jìn)線開關(guān)脫扣器只能整定出短延時接地段和過流段，只有在電纜長度足夠長時才能夠整定出瞬時段。

四、ARD系列電動機(jī)保護(hù)器產(chǎn)品選型介紹

ARD智能電動機(jī)保護(hù)器適用于額定電壓至660V的低壓電動機(jī)回路，集保護(hù)、測量、控制、通訊、運(yùn)維于一體。其完善的保護(hù)功能確保電動機(jī)安全運(yùn)行，帶有邏輯可編程功能，可以滿足多種控制方式。該產(chǎn)品采用分體式結(jié)構(gòu)，由主體、顯示單元、互感器組成，可適應(yīng)各種柜體的安裝。可選配不同通訊模塊適應(yīng)現(xiàn)場通訊需求。

4.1、功能特點(diǎn)

■支持基波和全波電力參數(shù)測量（U、I、P、Q、S、PF、F、EP、EQ），電流及電流不平衡度、電流正序、負(fù)序、零序分量、電壓、三相電壓相角、剩余電流。

■保護(hù)功能包括過載反時限、過載定時限、接地、起動超時、漏電、欠載、斷相、堵轉(zhuǎn)、阻塞、短路、溢出、不平衡(電流、電壓)、過功率、欠功率、過壓、欠壓、相序、溫度、tE時間、外部故障、起動次數(shù)限制、運(yùn)行時間報警、故障次數(shù)報警。

■9路可編程DI輸入，默認(rèn)采用內(nèi)置DC24V電源，也可選擇外部有源濕接點(diǎn)。

■5路可編程DO輸出，滿足直接起動，星—三角起動，自耦變壓器起動，等多種起動方式，可通過通訊總線實現(xiàn)主站對電動機(jī)的遙控“起/?！?。

■可選抗晃電功能：支持晃電立即再啟動、失壓重起動。

■可選配MODBUS_RTU通訊、PROFIBUSDP通訊，支持最多2路通訊接口。

■可選配1路DC4-20mA模擬量輸出接口，與DCS系統(tǒng)相接，可實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控。

■具有故障記錄、起動記錄、停車記錄、DI變位記錄和再起動記錄等各類事件記錄。

■顯示界面液晶顯示，支持中/英文切換。

4.2、產(chǎn)品選型

	壁掛安裝，支持2G/4G全網(wǎng)通、網(wǎng)口、光纖多種通訊模式。支持多種串、網(wǎng)口通訊協(xié)議。斷網(wǎng)數(shù)據(jù)保存，支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳。支持遠(yuǎn)程更新升級和數(shù)據(jù)實時監(jiān)控，減少現(xiàn)場維護(hù)工作。掉電檢測功能，實時檢測電站停電狀態(tài)。高性能，支持多平臺不同協(xié)議上傳數(shù)據(jù)。支持XML/JSON格式壓縮上傳，提供AES加密及MD5身份認(rèn)證等安全策略
微機(jī)保護(hù)裝置	AM6-X		相間電流速斷保護(hù)，相間限時電流速斷保護(hù)（可帶低壓閉鎖），相間過電流保護(hù)（可帶低壓閉鎖），兩段式零序過流保護(hù)，反時限相間過流保護(hù)（可帶低壓閉鎖），零序反時限過流保護(hù)，過負(fù)荷保護(hù)，控制回路異常告警。
智能操控裝置	ASD500

	具有反時限過流、低定時限過流、高定時限過流、低定時限零序、高定時限零序、反時限零序、斷相保護(hù)、電流不平衡、需量保護(hù)、聯(lián)動保護(hù)、欠壓保護(hù)、過壓保護(hù)、漏電保護(hù)等功能。
保護(hù)型互感器	AKH-0.66P		保護(hù)型互感器，測量交流電流信號
剩余電流互感器	AKH-0.66L		剩余互感器，采集剩余電流信號

五、結(jié)束語

對于低壓過流保護(hù)而言，不應(yīng)該只是簡單的根據(jù)母線電機(jī)啟動電流完成整定匹配，在考慮母線全部電機(jī)成組自啟動電流以及其他所有負(fù)荷電流后，還需要檢驗其與熔斷器特性之間的配合情況。對于變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)零序過流保護(hù)而言，需要考慮其余熱繼電器或者熔斷器特征的整定配合問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]王庭文.發(fā)電廠低壓廠用電保護(hù)整定配合分析

[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022.05版.

[3]GB14048.4-2020低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第4-1部分：接觸器和電動機(jī)起動器機(jī)電式接觸器和電動機(jī)起動器(含電動機(jī)保護(hù)器).

審核編輯 黃宇