高压电动机的微机继电保护实际应用与整定
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浅谈继电保护整定计算方式及计算机应用摘要:随着电子行业的不断发展,继电保护原理更加趋于完善,继电保护整定计算方式作为核心技术支撑,得到了海内外研究人员的广泛关注。
为了适应电力系统继电保护的发展需要,从事继电保护整定计算的工作人员应对现有的继电保护方式进行了解,又要通过不断的学习,使自己在具备扎实的继电保护理论知识的同时,掌握新的计算机应用技术,从而应对未来继电保护的种种挑战。
关键词:继电保护;计算方式;计算机1 继电保护整定计算方式1.1 全人工继电保护整定计算继电保护整定计算的早期方式采用全人工计算,通过对故障电流的检测分析,计算出当前电路系统需要的保护定值,整个过程全部靠人员手工计算完成。
为了简化计算过程,计算人员采取假设电路短路的方式进行计算,也就是对需要整定的各类短路电流进行预先假设,并对其进行Y/Δ变换,将计算得到的电流值进行整定。
但是这种方法,就要求工作人员有较强的计算能力,同时还要对整个电路系统较为熟悉。
随着电网结构性升级和机组的数量不断激增,单纯依靠人工计算,会导致该计算过程效率低下、准确率降低,而且如此巨大的人工计算量,实现起来也较为困难。
1.2 半人工继电保护整定计算随着电子技术的不断发展,电网系统的复杂程度越来越高,人工计算的整定速度和正确率无法再满足当前电网互联的需求。
为了解决这一难题,此领域的专家学者采用计算机进行短路电流的计算,但是对于一些复杂问题,诸如各个装置之间的配合,以及内部各功能模块单位之间的配合,仍然需要人工计算,因此该阶段继电保护整定计算方式称为半人工方式,即计算机负责简单的短路电流的计算过程,对于过程复杂的定值计算部分和配合系数的选择,仍通过人工计算。
这种计算方式虽然在一定程度上减少了人工计算的工作量,但是对于整定计算工作的全自动化仍然处于过渡阶段。
1.3 全计算机继电保护整定计算随着电力系统的运行自动化,而继电保护计算也随之更为成熟,为了进一步提高工作效率,电力工作者设计了全计算机的整定计算系统,即整定计算过程中的定值计算部分、短路电流计算部分以及配合系数选取部分全部交由计算机来完成,对复杂电网的计算,需要按照一定的规则进行融合计算,在满足系统要求的基础上充分发挥保护装置的效能。
10kV系统继电保护整定计算与配合实例系统情况:两路10kV电源进线,一用一备,负荷出线6路,4台630kW电动机,2台630kVA变压器,所以采用单母线分段,两段负荷分布完全一样,右边部分没画出,右边变压器与一台电动机为备用。
有关数据:最大运行方式下10kV母线三相短路电流为I31=5000A,最小运行方式下10kV母线三相短路电流为I32=4000A,变压器低压母线三相短路反应到高压侧Id为467A。
一、电动机保护整定计算选用GL型继电器做电动机过负荷与速断保护1、过负荷保护Idzj=Kjx*Kk*Ied/(Kf*Ki)=1X1.2X42.8/(0.85X15)=4.03A 取4A 选GL12/5型动作时限的确定:根据计算,2倍动作电流动作时间为21.5S,查曲线10倍动作时间为10S2、电流速断保护Idzj=Kjx*Kk*Kq*Ied/Ki=1X1.2X7X42.8/15=24A 瞬动倍数为24/4=6倍3、灵敏度校验由于电机配出电缆较短,50米以内,这里用10kV母线最小三相短路电流代替电机端子三相短路电流.Km=0.866X4000/(24X15)=8.9>2二、变压器保护整定计算1、过电流保护Idzj=Kjx*Kk*Kgh*Ie/(Kf*Ki)=1X1.3X3X36.4/(0.85X20)=8.4A 取9A 选GL11/10型动作时限取0.5S灵敏度为Km=0.866X467/(20X9)=2.2>1.52、电流速断保护Idzj=Kjx*Kk*Id/Ki=1X1.5X467/20=35A 35/9=3.9,取4倍灵敏度为Km=0.866X4000/(180X4)=4.8>23、单相接地保护三、母联断路器保护整定计算采用GL型继电器,取消瞬时保护,过电流保护按躲过任一母线的最大负荷电流整定。
Idzj=Kjx*Kk*Ifh/(Kh*Ki)=1X1.3X122/(0.85*30)=6.2A 取7A与下级过流保护(电动机)配合:电机速断一次动作电流360A,动作时间10S,则母联过流与此配合,360/210=1.7倍,动作时间为11.2S(电机瞬动6倍时限)+0.7S=11.9S,在GL12型曲线查得为5S曲线(10倍)。
刍议煤矿井下高压供电保护整定分析及应用摘要:随着我们国家电子技术的飞速发展,供电系统中的继电保护装置不断更新,煤矿井下继电保护装置目前存在许多不良之处。
煤矿井下高压供电保护整定计算方法存在着一些问题,因此,对煤矿井下高压电源保护整定计算方法的研究具有重要意义。
结合相关煤炭企业的实际经验,本文从保护理论出发,分析了井下高压供电保护整定分析的一些方法,并对煤矿供电网继电保护的优化问题进行了探讨。
关键词:煤矿井下;高压供电;保护整定1高压供电保护概述1.1 矿井高压供电系统高压供电是指通过高压输配电装置向用户安全、可靠、连续、合格地供电。
在煤矿井下作业中,高压供电系统是保证各种地下设备和系统正常运行的关键。
煤矿行业是高风险行业,安全是煤矿生产工作的首要任务。
井下高压供电系统的保护是煤矿安全的重要组成部分,对矿井各安全生产子系统的正常运行起着非常重要的作用。
主要高压供电设备由隔离高压线柜、高压线柜、测量柜、变压器柜、母线柜、连接隔离柜、联络柜、互投柜、PT(电压互感器)柜、中央屏信号、直流电流互感器设备、避雷设施(防雷器件)、接地闸刀、高压母线、继电保护装置以及变压器保护装置等等;变电设备主要由不同电压等级、不同容量的电力变压器组成。
1.2 高压供电保护功能高压供电系统采用多种保护功能,保证了矿井高压供电系统的安全可靠运行。
高压电源的保护功能主要包括以下几类:短路保护:主要有三相三级电流保护(分段速断、限时速断、过流反时限),包括低压闭锁功能。
限时保护:当变压器、电动机或其他负载在供电系统中发生不间断过载时,将运行时间累计为过载功率,以实现对过流的限时保护。
有三种类型的时间限制:一般时间限制、非常时间限制和极端时间限制。
漏电保护:零序电压闭锁方向漏电保护。
电缆绝缘监测和保护:用于高压开关电源负载侧的电缆绝缘监测和保护。
低压保护:当电网输入电压不足时,进行保护动作。
过电压保护:当电网输入电压过高时,进行保护动作。
10kV系统继电保护整定计算与配合实例系统情况:两路10kV电源进线,一用一备,负荷出线6路,4台630kW电动机,2台630kVA变压器,所以采用单母线分段,两段负荷分布完全一样,右边部分没画出,右边变压器与一台电动机为备用。
有关数据:最大运行方式下10kV母线三相短路电流为I31=5000A,最小运行方式下10kV母线三相短路电流为I32=4000A,变压器低压母线三相短路反应到高压侧Id为467A。
一、电动机保护整定计算选用GL型继电器做电动机过负荷与速断保护1、过负荷保护Idzj=Kjx*Kk*Ied/(Kf*Ki)=4.03A 取4A 选GL12/5型动作时限的确定:根据计算,2倍动作电流动作时间为,查曲线10倍动作时间为10S2、电流速断保护Idzj=Kjx*Kk*Kq*Ied/Ki=24A 瞬动倍数为24/4=6倍3、灵敏度校验由于电机配出电缆较短,50米以内,这里用10kV母线最小三相短路电流代替电机端子三相短路电流.Km=(24X15)=>2二、变压器保护整定计算1、过电流保护Idzj=Kjx*Kk*Kgh*Ie/(Kf*Ki)=8.4A 取9A 选GL11/10型动作时限取灵敏度为Km=(20X9)=>2、电流速断保护Idzj=Kjx*Kk*Id/Ki=20=35A 35/9=,取4倍灵敏度为Km=(180X4)=>23、单相接地保护三、母联断路器保护整定计算采用GL型继电器,取消瞬时保护,过电流保护按躲过任一母线的最大负荷电流整定。
Idzj=Kjx*Kk*Ifh/(Kh*Ki)=*30)=6.2A 取7A与下级过流保护(电动机)配合:电机速断一次动作电流360A,动作时间10S,则母联过流与此配合,360/210=倍,动作时间为(电机瞬动6倍时限)+=,在GL12型曲线查得为5S曲线(10倍)。
所以选择GL12/10型继电器。
灵敏度校验:Km1=(7X30)=>1.5 Km2=(7X30)=>四、电源进线断路器的保护整定计算如果采用反时限,瞬动部分无法配合,所以选用定时限。
10KV配电系统继电保护常用方案及整定计算摘要:本文论述10KV配电系统继电保护常用方案及整定计算,经多年运行考验,选择性好、动作准确无误,保证了供电可靠性。
关键字:继电保护选择性可靠性笔者曾作过10多个10KV配电所的继电保护方案、整定计算,为保证选择性、可靠性,从区域站10KV出线、开关站10KV进出线均选用定时限速断、定时限过流。
保护配置及保护时间设定。
一、整定计算原则:1.需符合《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92等相关国家标准。
2.可靠性、选择性、灵敏性、速动性应严格保障。
二、整定计算用系统运行方式:1.按《城市电力网规划设计导则》(能源电[1993]228号)第4.7.1条和4.7.2条:为了取得合理的经济效益,城网各级电压的短路容量应该从网络的设计、电压等级、变压器的容量、阻抗的选择、运行方式等方面进行控制,使各级电压断路器的开断电流以及设备的动热稳定电流得到配合,该导则推荐10KV短路电流宜为Ik≤16KA,为提高供电可靠性、简化保护、限制短路电流,110KV站两台变压器采用分列运行方式,高低压侧分段开关均采用备用电源自动投入。
2.系统最大运行方式:110KV系统由一条110KV系统阻抗小的电源供电,本计算称方式1。
3.系统最小运行方式:110KV系统由一条110KV系统阻抗大的电源供电,本计算称方式2。
4.在无110KV系统阻抗资料的情况时,由于3~35KV系统容量与110KV系统比较相对较小,其各元件阻抗相对较大,则可认为110KV系统网络容量为无限大,对实际计算无多大影响。
5.本计算:基准容量Sjz=100MVA,10KV基准电压Ujz=10.5KV,10KV基准电流Ijz=5.5KA。
三、10KV系统保护参数只设一套,按最大运行方式计算定值,按最小运行方式校验灵敏度(保护范围末端,灵敏度KL≥1.5,速断KL≥2,近后备KL≥1.25,远后备保护KL≥1.2)。
探析 10kV 配电继电保护配置及整定计算发布时间:2021-05-06T16:42:47.230Z 来源:《当代电力文化》2021年第3期作者:么丽娟[导读] 10kV配电系统广泛地应用在城镇和乡村的用电中,但在继电保护配置及定值计算方面往往不完善么丽娟国网山东省电力公司冠县供电公司山东聊城 252500摘要: 10kV配电系统广泛地应用在城镇和乡村的用电中,但在继电保护配置及定值计算方面往往不完善,常发生故障时断路器拒动或越级跳闸,影响单位用电和系统安全,因此完善配置10kV配电系统的保护及正确计算定值十分重要。
本文即针对此展开了具体分析。
关键词: 10kV配电系统;继电保护配置;整定计算随着社会及经济的发展,人们的生活水平不断提高,居民、工业发展等对用电需求量越来越大。
继电保护配置在保障安全用电上起着重要的作用。
电力资源供应体系中,配网线路是最重要也是最关键的环节,在电力资源的转换及输送中起着重要的作用,配网中继电保护配置及整定计算是非常重要的环节,继电保护能有效预防电力事故的发生,避免造成严重的经济损失。
整定计算作为继电保护工作中的重要内容,对其进行正确的整定计算,可以保障保护装置充分地发挥其作用。
因此对电网继电保护配置及整定计算不断地进行优化,保障电力系统的安全运行,防止系统遭到破坏是电力工程事业中的重要工作。
1. 继电保护配置的任务和重要性继电保护装置是为电力系统中有设备出现故障问题或者存在异常情况时,有异常电流出现且超过了继电保护装置的最大电流而发生的跳闸动作,同时向电力系统发出警报信息,再由专业人员对故障出现的位置及类型进行分析和判断。
如果是因为电力系统中的元器件发生短路或者断路,该系统会出现选择性的信号,并对故障电路保护系统进行及时的断开,以保障电力故障不会产生异常电流及电压,影响其他的元器件,进而可以避免电力系统中出现大面积的损坏。
继电保护配置是电力系统的重要组成部分,可以保障电力系统运行的安全性和稳定性。
高压电动机的微机继电保护实际应用与
整定
摘要:高压电机的微机集成保护系统是一种较好的保护方法,与传统的保护方法相比,该保护系统具有正序速断、负序电流、接地故障和过热保护功能。
随着电厂微型机组电动机保护功能的不断增加和加强,如何合理地调整和调整电机的保护,使其更好地保护设备和系统,这是一个长期缺乏完善的全国性标准。
关键词:微机继电应用正定
引言:微机保护系统的广泛使用,使其具有高度集成化、软件灵活、保护功能日益丰富、功能日益完善的特点。
目前,微型电动机保护设备除原来的差动保护、速断保护、接地保护、过负荷、低压保护之外,还增加了负序保护、电动机反时因此,怎么利用和整定这一些保护,为了更好的达到我们想要的效果,就显得尤为重要。
限过热保护、堵转保护等,在功能上也比较原电磁型继电器有一些扩展。
一、微型电机保护设备中新增加的几种保护措施的应用和调整
1、快速断开保护设备的应用和调整
为了保证电机的短路,电流速断保护是主要的,通常是根据闪避电机的启动电流来确定,同时考虑到一定的可靠性,微型电机的安全系数可以小于电磁类型,取1.2~1.3。
在选用保护设备时,应选用能自动记录电机启动电流最大的保护设备,使其能进行调整。
微型型号的电机保护没有节电保护,通常都是以相电流的形式进行,所以其接地系数是1。
2、电机负序保护的应用及调整
负序保护是指电动机和电动机的相位断相或者电动机在大电流接地系统中单相接触(电动机),两相短路。
负序保护定值通常是根据在额定电流下的负序电流引起的负序电流而进行的,其可靠性系数为1.2~1.5。
为了避免在大电流接地系统中(对于大电流的接地系统),保护操作时间。
负序保护是根据断相的
动作来调整的,它的动作更加灵活。
陡河厂的负序保护采用国电南子公司的
NEP9800型电动机,其负序保护是由三相 TA电流构成,有些厂商如西屋公司的
MP3000、ALS1'0M公司P631,负序电流与正序电流之比,以负序电流与正序电流
之比来进行负序保护。
所以,在特定设备的定值整定时,必须仔细地分析断相时
的反序动作,以作为整定的基础。
3、电机接地保护的应用及调整
当电动机和电缆在单相接地时,采用接地保护,当具有特殊零序 TA的大电
流接地系统时,可根据避免电动机启动时的最大零序不均衡电流来调整单相接地
电流,正常情况下,动作时间为0.3~0.5秒。
电机开启的时候最大零序不平衡的
测量是最准确的,根据我们多年测量所得到的结果,通常可采用电机额定电流的0.2~0.4倍,这种该方法能最大限度地保证电动机中的中性点处的单相接地。
在
低电流接地系统中,只利用零序电流进行零序保护,而不需要判断零序电流的方向,一般都是依据三相稳态电容来调节,以防止外部接地时电机的三相稳态电容,并测量电机的电容电流。
零序供电方向的零序保护判断,零序保护在零序电源方
向上的判定,应根据其运行的特殊原则进行整定。
4、电机过热保护的使用与调整
造成电机故障的主要原因是电机过热,尤其是这是因为负序电流引起的转子
过热。
一般保护厂家的电动机反时限电流随时间的变化可以适时地进行设计。
5、电机堵转保护的应用及调整
电动机的阻滞保护是一种有效的防止电动机发生堵塞的方法。
操作时间
可以避免马达从起动到转速切换。
为了避免电机的额定负载电流,使其工作电流
不能超过额定负载,从而避免了由于速度开关的错误动作而造成的堵塞。
6、电机低压保护的应用及调整
低压保护的目的是确保重要电机能够顺利地可靠地启动,切断一些不能
自动起动的电机,避免不能自起动。
常规电站低压保护母线的低压保护,在 TV
安全断开的情况下,很难实现闭锁低压保护。
对于高温、高压电站、小型电机和
无需自起动的电机,低压保护动作的整定值通常为60%~75%,工作时间通常为
0.5 S,主要电机的低压保护工作整定值通常为45%~55%,操作时间一般为9 S。
7、电机过载保护的应用与调整
定时限过载保护,应避开电机在长时间内允许的最大负载电流,并以电
机最大起动时间为宜。
逆时限负载限位保护是根据逆时限计算的,通过避免起动
电流和起动时间来调整的。
8、电动机差动保护的应用与调整
根据继电保护与安全自动化设备技术规范,对2 MW以上的异步电机及不
符合主保护灵敏度的异步电机,应增加电机差动保护,而国外的电机通常都是由
变压器来替代,所以在差动保护系统中,有一个比较完善的备用电机。
而国内某
些厂商则专门为其设计了一种特殊的差动保护,这种差动保护系统没有电动机的
备用保护,需要和电机的整体保护一起组成完整的保护系统。
目前,国内外的差
动保护多采用比例制差动保护。
二、变频器电动机差动保护
一般情况下,高压异步电机应该安装有纵联的差动保护装置.对于6.3 MVA
或更高的变压器,必须安装此保护装置,以防止绕组和出线发生的相间短路;保
护设备宜选用三相三继电器型接线,在变压器两侧的断路器上,在变压器高电压
一侧没有断路器的情况下,应在变压器总出端继电器上操作,以使两侧的断路器
和消磁开关脱开。
对于2 MVA或更高电压下,不满足灵敏度要求的变压器,也要
安装此保护。
如果电机在工作频率下工作,则一般的电机保护可以满足现场的工作需要;在电机在变频器工作状态下,由于增加了变频器设备,在频率、相位上,变频器
的输入与输出电流没有太大的关系,若仍按照原有的方式进行保护,则会妨碍其
保护功能的发挥。
所以,对于带高压变频的电机,只要对其进行单独的保护即可,而不能把它列入差动保护。
该差动保护范围包括:将起始端的电流变压器放置在
变频器的输出端,而不是在功率开关端,在电机的中线端设置端电流变压器。
在变频工作状态下,变频器的输出频率通常为0.5-120 Hz,而实际的 FM工
作范围为15-50 Hz。
而现在,普通的.微机保护设备都是按照工业标准来设计的,即以50 Hz的频率进行采样和运算,所以,如何使微机保护设备在大范围的频率
下工作,是必须要解决的问题。
由于变频调速系统的功率输出端不便安装 VT,
因此,如何对电机的工作频率进行实时检测是一个难点。
利用实时频率测量,实时跟踪频率,实时电流互感器这三种进行实时补偿,
以达到在变频器工作状态下进行微分保护。
本装置采用电压电流相结合的测频方法,设备外部电路无法接入时,采用电流频率测量。
三、在电动机工作中遇到的问题
将高压变频调速装置用于电机,此时,由于电机机端CT1和CT3的电流频率
存在差异,从而使常规的电机差动保护不能正常工作。
当前,磁力平衡差动保护
在实际应用中的主要问题是:①目前电厂所用的电机基本不能为磁力平衡差动所
需的中性侧引线。
②在变频调速下,磁场差分电流为非工频电流。
在微机保护中,50 Hz工作频率下的定值不能用于非工作频率。
因为差动保护两端的电流一定是
相同的。
可在变频调速器下方、电动机上方加装一套 CT,称为CT2,这种 CT组
可以装在变频调速柜内,并有CT2、CT3两套电流组成差动保护。
四、保护原理
针对差动保护中的取样值差分,在单片机保护中,各通道的取样都是在瞬间
的电流;在未发生侧向内失效的情况下,每个取样电流的总和为0;在内部失效
的情况下,每个取样电流的总和都不是0。
取样值差动保护是根据特定的操作准则,由取样值和电流的总和组成的。
五、结语
当前,高压变频器用于电机的继电保护中,主要是利用数值差动保算法来完成,通过一种设备来完成变压器和电机的保护,既可以实现对电机继电保护的相
关功能,又可以节约大量的费用。
采用上述方法对微机电机的保护进行了应用和
整定,取得了很好的效果。
在陡河电厂2台250 MW、4台200 MW、2台125 MW
机组中,使用了国家电力公司NEP980系列综保设备多年的运行情况,未发生变压器、电机的微机保护装置被误动或拒动。
参考文献:
[1]李志军. 高压异步电动机微机保护的整定商品与质量,2018(47)
[2]刘一江,易理刚. 高压电动机微机型综合保护的研究与应用[J]. 大电机技术,1999.。