火电厂高压厂用电源进线保护整定简析

火电厂高压厂用电源进线保护整定简析

王振中   

邹平滨能能源科技有限公司  山东邹平  256200

摘要：某电厂机组运行过程中，引风机电机停运再启动时，高厂变低压分支过流保护动作跳闸。本文根据厂用电继电保护整定计算导则对厂用分支保护整定原则进行简析。

关键词：火电厂 厂用电源  保护整定

0  引言

某电厂机组运行过程中，大功率引风机电机停运再启动时，高厂变低压分支过流保护动作跳闸。经排查，高压厂用一次设备均运行正常，二次回路接线正确，保护装置软硬件正常，故障原因确定为保护定值整定不合理，在厂用段带大负荷情况下发生保护误动。现根据DL/T 1502-2016 厂用电继电保护整定计算导则对此保护整定原则简析如下。

1  厂用分支限时速断保护整定原则

1.1 动作电流

a.按躲过本分支母线上参与自启动的电动机自启动电流之和整定。

（公式1）

Krel,可靠系数，取1.15~1.2

Ie，高压厂用变压器低压侧分支线的二次额定电流

Kzq，需要自启动的全部电动机在自启动时的过电流倍数

Uk%，以高压厂用变压器低压分支绕组额定容量为基准的阻抗电压百分值，对于分裂绕组变压器，用半穿越阻抗值

Kst.∑，电动机自启动电流倍数，与备用电源切换时间有关，备用电源为慢速切换时取5，备用电源为快速切换时取2.5~3

ST.N，高压厂用变压器低压分支绕组额定容量

SM..∑，需要自启动的电动机额定视在功率的总和

UM.N，高压电动机的额定电压

UT.N，高压厂用变压器低压分支绕组的额定电压

b.按躲过本分支母线上最大功率电动机启动电流整定。

     Iop =Krel(IE+(Kst-1)IM.N.max)    公式（2）

Krel,可靠系数，取1.15~1.2

IE，高厂变低压分支一次额定电流

Kst，最大功率电动机启动电流倍数

IM.N.max，最大功率电动机额定电流

c. 按下一级速断或限时速断的最大动作电流Iop.dow.max配合整定。配合系数Kco取1.15~1.2。

           Iop =Kco Iop.down.max公式（3）

d. 按与FC回路最大额定电流的高压熔断器瞬时熔断电流配合整定。FC高压熔断器瞬时熔断电流Ik取20~25倍额定电流IFU.N.max，配合系数Kco取1.15~1.2。

         Iop =Krel×(20~25)IFU.N.max公式（4）

1.2 动作时间

与下一级速断或限时速断的最大动作时间配合整定，级差取0.3s。

1.3 灵敏度校验

    Ksen =Ik(2).min/Iop，要求Ksen≥1.5公式（5）

Ik(2).min为最小运方下，高厂变低压分支母线两相金属性短路电流。

2  厂用分支复压过流整定原则

2.1动作电流

e. 动作电流按躲过本分支的额定电流整定。可靠系数Krel取1.15~1.2，返回系数kr取0.85~0.95。

         Iop =Krel Ie/kr公式（6）

f. 为防止复压闭锁失效导致误动，动作电流按躲过机组运行过程中，厂用段运行电流Io +最大功率电动机检修后再启动电流计算。可靠系数Krel取1.15。

        Iop =Krel(Io+(Kst-1)IM.N.max)公式（7）

2.2闭锁电压

低电压闭锁定值Uop按躲过分支母线上最大功率电动机启动或电动机群启时的最低电压整定，可取(0.55~0.6)Un。

负序闭锁电压定值Uop.2按躲过正常运行时出现的最大不平衡电压整定，可取（0.06~0.08）Un，根据说明书取线电压或相电压。

2.3灵敏度校验

低电压：

Ksen=Uop /Uk。max，要求Ksen≥1.3公式（8）

Uk．max为分支母线最长距离电缆末端三相短路时，保护安装处的最高电压。

负序电压：

Ksen=Uk2.min /Uop2，要求Ksen≥1.3公式（9）

Uk2.min为分支母线最长距离电缆末端两相短路时，保护安装处最小负序电压。

2.4动作时间：

按与下一级过流保护最大动作时间配合，级差取0.3~0.5s。

3  保护整定实例

3.1基本参数

（1）低压分支进线CT变比 ：4000/1

（2）高厂变：UT.N=6300V  低压ST.N=35000KVA  Uk%=11%  Ie=3200A

（3）母线上最大电动机：UM.N=6000V PM.N.max=6600kW IM.N.max=756A  Kst=6

（4）参与自启动的电动机容量：SM.Σ=35000kVA  Kst.Σ=2.5

（5）母线上的正常最大运行电流：1500A

（7）最小运方下，低压分支母线两相金属性短路电流：Ik(2).min=22000A

（8）母线上的最大速断电流：Iop。down.max=7965A

（9）最大F+C 熔体额定电流：IFU.N=355A，瞬熔倍数取25

（10）最长电缆末端三相短路时母线正序电压:40V；最长电缆末端两相短路时母线负序电压:17V

3.2 限时速断过流保护

3.2.1 按公式1，躲过段上电动机自启动电流计算，可靠系数取1.2：

Iop =9600A

3.2.2按公式2，躲过最大功率电动机启动电流计算，可靠系数取1.2：Iop =8376A

3.2.3按公式3， 与下级速断保护电流配合，计算，配合系数取1.2

Iop =9558A

3.2.4按公式4，与F+C熔断器瞬时熔断电流配合，配合系数取1.2

Iop =10650A

3.2.5一次动作值取以上计算结果的最大值，10650A，

按公式5计算，灵敏系数Ksen=2.3≥1.5满足要求

3.2.6二次值为2.7A，动作时间与下级限时速断0.3s配合，取0.6s

3.3 复压闭锁过流保护

3.3.1按公式6，躲过本分支额定电流计算，可靠系数取1.2，返回系数取0.95，

IOP=4518A

3.3.2按公式7，按躲过机组运行过程中，引风机检修后再启动时的最大分支电流,可靠系数取1.15，

IOP=6072A

3.3.3一次动作电流取以上计算结果最大值，6072A。

3.3.4 低电压取60V，按公式8计算，灵敏系数Ksen=1.5≥1.3满足要求。负序电压取4V, 按公式9计算，灵敏系数Ksen=3.7≥1.3满足要求.

3.3.5 二次动作电流为1.5A，动作时间与下级过流动作时间0.9s配合，取1.2s。

4  结语

1、高压厂用母线发生金属性三相短路，故障电流非常大，如不能在最短时间内切除，将对变压器绕组造成严重损坏，再满足选择性的前提下，厂用分支限时速断保护动作时间建议取0.3s，如带有下级母线，则最长动作时间不应超过0.6s。

2、限时速断保护作为高压厂用母线短路故障的主保护，应侧重防拒动，尽可能提高动作灵敏性，因此不应投复压闭锁。

3、复压过流保护作为高压厂用母线及馈线短路故障的后备保护，由于动作电流取值较小，应侧重防误动，因此应投复压闭锁。

4、工作电源进线限时速断及复压过流保护动作后均应闭锁快切，且快切装置的失压切换时间应大于限时速断的保护动作时间。

参考文献

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