1、 低壓廠用電系統(tǒng)保護定低壓廠用電系統(tǒng)保護定值整定配合分析值整定配合分析大唐東北電力試驗研究所大唐東北電力試驗研究所 1 廠用電保護應用常見問題廠用電保護應用常見問題 2 廠用電保護的主要特點廠用電保護的主要特點 3 低壓廠用電保護整定計算原則低壓廠用電保護整定計算原則 4 低壓廠用電保護配置及整定計算低壓廠用電保護配置及整定計算 5 越級跳閘案例越級跳閘案例 與主設備繼電保護相比，有關(guān)廠用電繼電保護配置和整定計算的依據(jù)標準非常有限，只有繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程、火力發(fā)電廠廠用電設計技術(shù)規(guī)定(DL/T5153-2002)、電力工程電氣設計手冊以及電氣主設備繼電保護原理與應用等標準和手冊。1

2、 1 廠用電保護應用常見問題廠用電保護應用常見問題 主要的不足之處是：對現(xiàn)場裝置實際整定的指主要的不足之處是：對現(xiàn)場裝置實際整定的指導性較差：個別標準或手冊只是對常規(guī)的保護導性較差：個別標準或手冊只是對常規(guī)的保護配置和取值作了規(guī)定，不能適應目前普遍使用配置和取值作了規(guī)定，不能適應目前普遍使用的微機綜合保護。過去的廠用電保護配置非常的微機綜合保護。過去的廠用電保護配置非常簡單，電源進線及負荷的保護配置以電流速斷簡單，電源進線及負荷的保護配置以電流速斷保護、過電流保護為主，再輔以母線的低電壓保護、過電流保護為主，再輔以母線的低電壓保護，這就構(gòu)成了整個廠用電系統(tǒng)的保護。保護，這就構(gòu)成了整個廠用電系統(tǒng)

3、的保護。1 1 廠用電保護應用常見問題廠用電保護應用常見問題 廠用的電氣主接線是按負荷對象分布的，大容廠用的電氣主接線是按負荷對象分布的，大容量負荷接在高壓廠用母線上，低壓負荷則按系量負荷接在高壓廠用母線上，低壓負荷則按系統(tǒng)劃分，由于很多電廠用輔機和系統(tǒng)都直接影統(tǒng)劃分，由于很多電廠用輔機和系統(tǒng)都直接影響到發(fā)電機組的運行狀態(tài)，一旦某些輔機或系響到發(fā)電機組的運行狀態(tài)，一旦某些輔機或系統(tǒng)失電，很可能導致發(fā)電機減負荷甚至停機。統(tǒng)失電，很可能導致發(fā)電機減負荷甚至停機。因此，對保護可靠性、速動性、選擇性之間的因此，對保護可靠性、速動性、選擇性之間的配合要求很高。但是，廠用電系統(tǒng)接線分級較配合要求很高。但是

4、，廠用電系統(tǒng)接線分級較多，如何保證這方面的要求則是個難題。多，如何保證這方面的要求則是個難題。1 1 廠用電保護應用常見問題廠用電保護應用常見問題 由于發(fā)電機、電動機是旋轉(zhuǎn)設備，其運行工況由于發(fā)電機、電動機是旋轉(zhuǎn)設備，其運行工況遠比電網(wǎng)中的線路復雜，因此配置的保護種類遠比電網(wǎng)中的線路復雜，因此配置的保護種類非常多非常多 廠用電繼電保護裝置的國內(nèi)外生產(chǎn)廠家眾多，廠用電繼電保護裝置的國內(nèi)外生產(chǎn)廠家眾多，不同廠家的產(chǎn)品所配的保護種類各不相同，原不同廠家的產(chǎn)品所配的保護種類各不相同，原理差異也很大理差異也很大 饋線出口短路電流特別大而饋線出口短路電流特別大而CTCT變比過小的矛盾變比過小的矛盾2 2

5、廠用電保護的主要特點廠用電保護的主要特點 380V380V廠用電系統(tǒng)采用動力中心（廠用電系統(tǒng)采用動力中心（PC)PC)和電動機和電動機控制中心控制中心(MCC(MCC）的供電方式。）的供電方式。3 3 低壓低壓 廠用電保護整定計算原則廠用電保護整定計算原則 低壓廠用變壓器按成對配置、互為備用的原低壓廠用變壓器按成對配置、互為備用的原則設置。則設置。 重要的電動機也采用雙套輔機互為備用的方重要的電動機也采用雙套輔機互為備用的方式。式。 低壓電機一般采用熔斷器或熱繼電器作為相低壓電機一般采用熔斷器或熱繼電器作為相間短路和接地短路的保護，間短路和接地短路的保護，MCCMCC進線開關(guān)一般進線開關(guān)一般使

6、用開關(guān)脫扣器做保護，使用開關(guān)脫扣器做保護，PCPC進線、分段聯(lián)絡進線、分段聯(lián)絡開關(guān)使用開關(guān)脫扣器和繼電器兩種形式。開關(guān)使用開關(guān)脫扣器和繼電器兩種形式。 開關(guān)脫扣器配置有長延時過流、短延時過流、開關(guān)脫扣器配置有長延時過流、短延時過流、瞬時速斷、接地保護。瞬時速斷、接地保護。3 3 低壓低壓 廠用電保護整定計算原則廠用電保護整定計算原則3 3 低壓低壓 廠用電保護整定計算原則廠用電保護整定計算原則廠用電廠用電保護保護低廠變保護電動機保護饋線保護分段斷路器保護3 3 低壓低壓 廠用電保護整定計算原則廠用電保護整定計算原則高低壓廠用變壓器的電流、電壓保護整定計算高低壓廠用變壓器的電流、電壓保護整定計算

7、 過電流保護，而實際是帶時限的電流速斷保護，因此整定過電流保護，而實際是帶時限的電流速斷保護，因此整定計算往往不能簡單的按定時限過電流保護處理。計算往往不能簡單的按定時限過電流保護處理。低壓廠變過電流保護的動作時間整定計算低壓廠變過電流保護的動作時間整定計算 廠用電系統(tǒng)的整定計算側(cè)重于防止越級跳閘廠用電系統(tǒng)的整定計算側(cè)重于防止越級跳閘,在滿足靈敏在滿足靈敏度要求的前提下度要求的前提下,盡量縮短切除故障的時間盡量縮短切除故障的時間.低壓廠變過電流低壓廠變過電流保護的動作時間可用保護的動作時間可用0.6-0.7s，一般動作時間不超過，一般動作時間不超過1s。3 3 低壓低壓 廠用電保護整定計算原則

8、廠用電保護整定計算原則快速性、靈敏性和選擇性的考慮快速性、靈敏性和選擇性的考慮上下級保護時間級差的選擇上下級保護時間級差的選擇廠用系統(tǒng)繼電保護所用電流互感器廠用系統(tǒng)繼電保護所用電流互感器CTCT的選擇的選擇 6.3kV 6.3kV高壓電動機和低壓廠變保護所用高壓電動機和低壓廠變保護所用CTCT，不應根據(jù)電，不應根據(jù)電動機或低壓廠用變壓器的額定電流選擇動機或低壓廠用變壓器的額定電流選擇CTCT變比，應根據(jù)實變比，應根據(jù)實際短路電流水平，選擇足夠大的變比、短路電流倍數(shù)、容際短路電流水平，選擇足夠大的變比、短路電流倍數(shù)、容量，以保證保護在各種短路情況下保護的可靠動作。量，以保證保護在各種短路情況下保

9、護的可靠動作。4 4 低壓低壓 廠用電保護配置及整定計算廠用電保護配置及整定計算低廠變繼電保護配置低廠變繼電保護配置(l)(l)電流速斷保護電流速斷保護(2) 2000kVA(2) 2000kVA及以上變壓器當速斷保護靈敏系數(shù)不夠及以上變壓器當速斷保護靈敏系數(shù)不夠時，應設縱聯(lián)差動保護時，應設縱聯(lián)差動保護(3)(3)高壓側(cè)過流保護高壓側(cè)過流保護(4)(4)高壓側(cè)單相接地保護高壓側(cè)單相接地保護(5)(5)低壓側(cè)中性點零序過流保護低壓側(cè)中性點零序過流保護(6)(6)過負荷報警過負荷報警(7)(7)溫度保護溫度保護4 4 低壓低壓 廠用電保護配置及整定計算廠用電保護配置及整定計算電流速斷保護(l)(l

10、) 躲過外部短路時流過保護的最大短路電流躲過外部短路時流過保護的最大短路電流(2)(2)按躲過空載合閘時勵磁涌流計算按躲過空載合閘時勵磁涌流計算 變壓器變壓器電流速斷保護裝置分為電流速斷保護裝置分為top=0s (top=0s (速斷跳閘速斷跳閘) )、top= 0.5s(top= 0.5s(延時速斷跳閘延時速斷跳閘) )兩種兩種。靈敏靈敏系數(shù)不小于系數(shù)不小于2 2。4 4 低壓低壓 廠用電保護配置及整定計算廠用電保護配置及整定計算縱聯(lián)差動保護縱聯(lián)差動保護的整定值可縱聯(lián)差動保護的整定值可以按躲過外部故障時的最以按躲過外部故障時的最大不平衡電流整定。大不平衡電流整定。 縱聯(lián)差動保護的動作時限取縱

11、聯(lián)差動保護的動作時限取0s。 按變壓器低壓側(cè)引出線上的最按變壓器低壓側(cè)引出線上的最小兩相短路電流校驗靈敏系數(shù)，小兩相短路電流校驗靈敏系數(shù)，不小于不小于2即可。即可。4 4 低壓低壓 廠用電保護配置及整定計算廠用電保護配置及整定計算高壓側(cè)過電流保護保護變壓器及相鄰元件的相間短路故障，帶時限切除變保護變壓器及相鄰元件的相間短路故障，帶時限切除變壓器各側(cè)斷路器；當變壓器供電給兩個分段及以上時，壓器各側(cè)斷路器；當變壓器供電給兩個分段及以上時，應在各分支上裝設過電流保護，帶時限跳開本分支開關(guān)。應在各分支上裝設過電流保護，帶時限跳開本分支開關(guān)。規(guī)程未明確單分支時是否需配置過流保護。規(guī)程未明確單分支時是否需

12、配置過流保護。對于備用變壓器，當以備自投的方式投入時，如果過電對于備用變壓器，當以備自投的方式投入時，如果過電流仍然存在，可認為是投入至永久性故障上，此時過流流仍然存在，可認為是投入至永久性故障上，此時過流保護可加速跳閘。一般情況下當發(fā)生過流保護動作時閉保護可加速跳閘。一般情況下當發(fā)生過流保護動作時閉鎖備自投，防止故障擴大。鎖備自投，防止故障擴大。4 4 低壓低壓 廠用電保護配置及整定計算廠用電保護配置及整定計算高壓側(cè)過電流保護l 躲過變壓器所帶負荷中需要自起動的電動機最大起動躲過變壓器所帶負荷中需要自起動的電動機最大起動電流之和電流之和l 躲過低壓側(cè)一個分支負荷自起動電流和其他分支正常躲過低

13、壓側(cè)一個分支負荷自起動電流和其他分支正常負荷總電流負荷總電流 Idz =Kk(lq+lfh)l 按與低壓側(cè)分支過電流保護配合整定按與低壓側(cè)分支過電流保護配合整定 Idz =Kk( Idz+lfh)4 4 低壓低壓 廠用電保護配置及整定計算廠用電保護配置及整定計算高壓側(cè)過電流保護l 動作時間配合級差微機保護取動作時間配合級差微機保護取0.3sl 按最小運行方式下，低壓廠變低壓側(cè)母線上兩相短路按最小運行方式下，低壓廠變低壓側(cè)母線上兩相短路時流過繼電器的最小短路電流校驗靈敏系數(shù)，應不小于時流過繼電器的最小短路電流校驗靈敏系數(shù)，應不小于1.5。l 在低壓廠變低壓側(cè)沒有裝設零序過電流保護時，高壓在低壓廠

14、變低壓側(cè)沒有裝設零序過電流保護時，高壓側(cè)的過流保護應考慮對低壓側(cè)單相接地短路時的動作靈側(cè)的過流保護應考慮對低壓側(cè)單相接地短路時的動作靈敏性。敏性。4 4 低壓低壓 廠用電保護配置及整定計算廠用電保護配置及整定計算高壓側(cè)單相接地零序電流保護高壓廠用電系統(tǒng)當單相接地短路高壓廠用電系統(tǒng)當單相接地短路電流電流10A時，接地保護應動作時，接地保護應動作于于跳閘跳閘；當單相接地電流；當單相接地電流10A時，時，接地保護可動作于接地保護可動作于發(fā)信號發(fā)信號。u中性點不接地中性點不接地u中性點經(jīng)中阻或低阻接地。中性點經(jīng)中阻或低阻接地。4 4 低壓低壓 廠用電保護配置及整定計算廠用電保護配置及整定計算高壓側(cè)單相

15、接地零序電流保護中阻接地系統(tǒng)單相接地短路電流約為中阻接地系統(tǒng)單相接地短路電流約為100-200A100-200A，低阻接，低阻接地系統(tǒng)單相接地短路電流約為數(shù)百安到上千安。以典型地系統(tǒng)單相接地短路電流約為數(shù)百安到上千安。以典型的中阻接地系統(tǒng)為例，高壓廠用電額定電壓為的中阻接地系統(tǒng)為例，高壓廠用電額定電壓為6.3kV6.3kV，中性點接地電阻為中性點接地電阻為4040。在零序網(wǎng)絡中，中性點電阻遠。在零序網(wǎng)絡中，中性點電阻遠遠大于其它元件的零序阻抗，即該電阻在零序網(wǎng)中占主遠大于其它元件的零序阻抗，即該電阻在零序網(wǎng)中占主導地位導地位。4 4 低壓低壓 廠用電保護配置及整定計算廠用電保護配置及整定計算高

16、壓側(cè)單相接地零序電流保護則任一點單相金屬性接地短路時，接地電流均約則任一點單相金屬性接地短路時，接地電流均約為為 由此可見，單相接地短路時，電流很大，保護應動由此可見，單相接地短路時，電流很大，保護應動作于跳閘作于跳閘。 零序零序過電流保護的定值應從高壓廠用電系統(tǒng)的最末過電流保護的定值應從高壓廠用電系統(tǒng)的最末一級起逐級往上配合。通常，最末一級的保護動作值可一級起逐級往上配合。通常，最末一級的保護動作值可整定為整定為1OA1OA，瞬時動作。，瞬時動作。4 4 低壓低壓 廠用電保護配置及整定計算廠用電保護配置及整定計算低壓側(cè)中性點零序電流保護(1)(1)躲過正常運行時變壓器中性線上流過的最大不平衡

17、躲過正常運行時變壓器中性線上流過的最大不平衡電流，按經(jīng)驗此電流一般不應超過低壓線圈額定電流的電流，按經(jīng)驗此電流一般不應超過低壓線圈額定電流的25%25%， 即即 3Idz= Kk (0.25le)(2)(2)與下一級元件保護的動作電流相配合與下一級元件保護的動作電流相配合。 1 1) )當?shù)蛪簭S用變壓器低壓側(cè)有分支線時，與分支線當?shù)蛪簭S用變壓器低壓側(cè)有分支線時，與分支線零序保護相配合，即：零序保護相配合，即：4 4 低壓低壓 廠用電保護配置及整定計算廠用電保護配置及整定計算低壓側(cè)中性點零序電流保護2 2) )當?shù)蛪簭S用變壓器無分支線時，且所帶低壓電動機和當?shù)蛪簭S用變壓器無分支線時，且所帶低壓電

18、動機和饋線上裝有零序過流保護的，則與所帶負荷的零序過流饋線上裝有零序過流保護的，則與所帶負荷的零序過流保護相配合，躲過所帶負荷最大的零序保護動作電流，保護相配合，躲過所帶負荷最大的零序保護動作電流，即：即：3)3)當?shù)蛪簭S用變壓器無分支線時，且所帶負荷上沒有裝當?shù)蛪簭S用變壓器無分支線時，且所帶負荷上沒有裝設零序過流保護的，則與所帶負荷的電流速斷保護相配設零序過流保護的，則與所帶負荷的電流速斷保護相配合，躲過所帶負荷的速斷保護動作電流，即：合，躲過所帶負荷的速斷保護動作電流，即：4 4 低壓低壓 廠用電保護配置及整定計算廠用電保護配置及整定計算低壓側(cè)中性點零序電流保護當無廠用分支線時，低壓廠用變

19、壓器零序保護應比下一當無廠用分支線時，低壓廠用變壓器零序保護應比下一級電動機和饋線的零序保護最大動作時限大一個時限級級電動機和饋線的零序保護最大動作時限大一個時限級差。當電動機發(fā)生接地短路時，熔斷器的熔斷時間一般差。當電動機發(fā)生接地短路時，熔斷器的熔斷時間一般約為約為0.2-0.3s0.2-0.3s，保護裝置的動作時限選用，保護裝置的動作時限選用0.7s0.7s。如果熔。如果熔斷器的熔斷時間大于斷器的熔斷時間大于0.2-0.3s0.2-0.3s，則應根據(jù)具體情況整定。，則應根據(jù)具體情況整定。如有廠用分支時，低廠變低壓側(cè)中性線上的零序電流保如有廠用分支時，低廠變低壓側(cè)中性線上的零序電流保護動作時

20、間應較廠用分支線上保護的動作時限大一個時護動作時間應較廠用分支線上保護的動作時限大一個時限級差。對于使用空氣開關(guān)的電動機，應嚴格按照廠家限級差。對于使用空氣開關(guān)的電動機，應嚴格按照廠家說明書的要求進行時間配合，說明書的要求進行時間配合，t t選選0.5s0.5s。 按最小運行方式下，低壓廠變低壓側(cè)母線上單相接按最小運行方式下，低壓廠變低壓側(cè)母線上單相接地短路時校驗地短路時校驗靈敏系數(shù)靈敏系數(shù)，應不小于，應不小于1.51.5。5 5 越級跳閘案例越級跳閘案例案例一簡要經(jīng)過：簡要經(jīng)過：20152015年年1 1月月9 9日日13:37:1713:37:17，某電廠，某電廠1 1號機脫硫號機脫硫運行

21、盤面發(fā)報警信號，運行盤面發(fā)報警信號，DCSDCS畫面顯示畫面顯示1 1號吸收塔號吸收塔A A、B B、C C、D D四臺漿液循環(huán)泵減速箱潤滑油泵、四臺漿液循環(huán)泵減速箱潤滑油泵、1 1號吸收塔號吸收塔B B、D D漿液漿液循環(huán)泵跳閘。脫硫運行值班員立即啟動循環(huán)泵跳閘。脫硫運行值班員立即啟動A A漿液循環(huán)泵，漿液循環(huán)泵，但在開啟但在開啟A A漿液循環(huán)泵電動入口門過程中，漿液循環(huán)泵電動入口門過程中，13:4213:42：21 121 1號鍋爐號鍋爐MFTMFT動作，機組跳閘。首出信號為動作，機組跳閘。首出信號為1 1號吸收塔號吸收塔A A、B B、C C、D D四臺漿液循環(huán)泵全停。四臺漿液循環(huán)泵全停

22、。5 5 越級跳閘案例越級跳閘案例案例一5 5 越級跳閘案例越級跳閘案例案例一原因分析：原因分析： 1 1）1 1號吸收塔號吸收塔D D攪拌器電機接地故障，綜保攪拌器電機接地故障，綜保裝置無零序保護功能，造成裝置無零序保護功能，造成380V380V脫硫保安脫硫保安MCC AMCC A段母線段母線工作電源開關(guān)越級跳閘工作電源開關(guān)越級跳閘, ,導致四臺漿液循環(huán)泵全停。導致四臺漿液循環(huán)泵全停。2 2）1 1號吸收塔號吸收塔A A、B B、C C、D D漿液循環(huán)泵減速箱潤滑油泵為同漿液循環(huán)泵減速箱潤滑油泵為同一段母線供電，在一段母線供電，在380V380V脫硫保安脫硫保安MCC AMCC A段母線備用

23、電源段母線備用電源投入后，由于綜保裝置無自啟動功能，造成減速箱潤滑投入后，由于綜保裝置無自啟動功能，造成減速箱潤滑油泵未能啟動。后續(xù)處置不夠及時，恢復過程較長導致油泵未能啟動。后續(xù)處置不夠及時，恢復過程較長導致鍋爐鍋爐MFTMFT動作。動作。5 5 越級跳閘案例越級跳閘案例案例一處理建議：處理建議：1 1）立即將）立即將1 1號吸收塔號吸收塔B B漿液循環(huán)泵減速箱潤漿液循環(huán)泵減速箱潤滑油泵電源由脫硫保安滑油泵電源由脫硫保安MCC AMCC A段移至脫硫段移至脫硫PC APC A段，將段，將2 2號號吸收塔吸收塔B B漿液循環(huán)泵減速箱潤滑油泵電源由脫硫保安漿液循環(huán)泵減速箱潤滑油泵電源由脫硫保安M

24、CC MCC B B段移至脫硫段移至脫硫PC BPC B段，以提高潤滑油泵供電可靠性。段，以提高潤滑油泵供電可靠性。2 2）對現(xiàn)有脫硫系統(tǒng)的綜保裝置進行更換升級，包括加裝零對現(xiàn)有脫硫系統(tǒng)的綜保裝置進行更換升級，包括加裝零序保護和自啟動功能。序保護和自啟動功能。3 3）及時改進供電方式，將四臺）及時改進供電方式，將四臺漿液循環(huán)泵、四臺漿液循環(huán)泵減速箱潤滑油泵漿液循環(huán)泵、四臺漿液循環(huán)泵減速箱潤滑油泵2:22:2分段分段接線、加裝接線、加裝UPSUPS柜。柜。5 5 越級跳閘案例越級跳閘案例案例二事故經(jīng)過：事故經(jīng)過：（1 1）20102010年年2 2月月1818日日10:4010:40分，化學分，

25、化學2 2號清水號清水泵故障，引起化學變零序保護動作切除化學工作變，備泵故障，引起化學變零序保護動作切除化學工作變，備用變聯(lián)動成功，但用變聯(lián)動成功，但2 2秒后也被零序保護動作切除。秒后也被零序保護動作切除。（2 2）20092009年年6 6月月2222日日2323時，化學時，化學3 3號生水泵故障，引起號生水泵故障，引起化學變零序保護動作切除化學工作變，備用變聯(lián)動成功，化學變零序保護動作切除化學工作變，備用變聯(lián)動成功，但馬上被過流保護切除。但馬上被過流保護切除。5 5 越級跳閘案例越級跳閘案例案例二事故原因：事故原因：（1 1）查找故障原因時發(fā)現(xiàn)電機熱繼電器未）查找故障原因時發(fā)現(xiàn)電機熱繼電

26、器未動作、熔斷器接地相熔斷其他兩相未熔斷；真正原因為動作、熔斷器接地相熔斷其他兩相未熔斷；真正原因為2 2號清水泵電機電源電纜單相絕緣破損與電纜管接地引號清水泵電機電源電纜單相絕緣破損與電纜管接地引起。起。 （2 2）查找故障原因時發(fā)現(xiàn)電機熱繼電器可能動作但接）查找故障原因時發(fā)現(xiàn)電機熱繼電器可能動作但接觸器粘死、熔斷器接地相熔斷其他兩相未熔斷，但其刀觸器粘死、熔斷器接地相熔斷其他兩相未熔斷，但其刀熔開關(guān)著火引起相間短路致使過流動作。真正原因為熔開關(guān)著火引起相間短路致使過流動作。真正原因為3 3號生水泵電機由于電機振動與接線合摩擦，引起單相絕號生水泵電機由于電機振動與接線合摩擦，引起單相絕緣受損

27、接地引起。緣受損接地引起。5 5 越級跳閘案例越級跳閘案例案例二原因分析：原因分析：該廠低壓廠用段開關(guān)由該廠低壓廠用段開關(guān)由DW914DW914型型AHAH開關(guān)和刀開關(guān)和刀熔開關(guān)兩種。熔開關(guān)兩種。AHAH開關(guān)用于控制大功率重要用電負荷，開開關(guān)用于控制大功率重要用電負荷，開關(guān)自身帶有短路、過流、接地等保護；刀熔開關(guān)用于控關(guān)自身帶有短路、過流、接地等保護；刀熔開關(guān)用于控制小用電負荷，它配有制小用電負荷，它配有20-300A20-300A熔斷器，熔斷器，100A100A以下配以下配RTORTO型，大于型，大于100A100A配配NTONTO型。型。 該廠化學變設有零序保護，零序保護繼電器型號為該廠化學變設有零序保護，零序保護繼電器型號為BL-4/5BL-4/5，變流比為，變流比為15