【关键词】变压器继电保护失灵保护电气量保护非电气量保护重动继电器
在220kV及以上电压等级电力变压器均安装失灵近后备保护配置原则,当变压器高压侧断路器出现保护动作而开关拒动时(失灵保护的电流判别元件应采用相电流、零序电流和负序电流按“或逻辑”构成,在保护跳闸节点和电流判别元件同时动作时去解除符合电压闭锁,故障电流切断,保护收回跳闸令应重新闭锁失灵保护),失灵保护动作跳开母联及与失灵元件相连的所有元件,变压器失灵保护逻辑回路应不受干扰动作可靠。
1发现问题
在实际工作中我们发现某厂家220KV主变常规保护,电气量保护(差动保护,复压过流保护等)与非电气量保护(瓦斯,压力释放等)共用同一个出口继电器BCJ(如图1),失灵保护启动回路由BCJ接点串联电流继电器接点组成(如图2).由于非电气量保护动作后(例如瓦斯)返回速度慢,若返回延时大于失灵保护启动时限就有启动失灵保护的可能,失灵保护动作有可能做成全站停电或部分停电,后果不堪设想。
2解决方案
将电气量保护与非电气量二保护分用不同出口,只用电气量保护出口串联电流接点启动失灵保护,可避免非电量保护误启动失灵保护问题,经设计更改接线后将电气量保护与非电气量保护出口分开设置,电气量保护用自身独立出口串联电流继电器接点启动失灵(如图3、4)。
同时电气量保护动作后将出口接点Trip7开入至保护失灵模块内,作判据使用(图5)。
失灵保护动作后,其跳闸接点通过SGT756非电量模块中的重动继电器,实现对三侧开关出口跳闸(图6)。
非电量保护动作后启动非电量保护模块中重动继电器(图7)。
失灵保护与非电量保护共有同一出口继电器FST-BCK\41n,实现跳三侧开关(图8)。
3现场实际效果
通过对此类型保护设备的改造,我们发现我供电公司所管辖区域未发生类似故障。保护运行可靠、性能良好、逻辑回路独立完整。解决了非电气量保护动作后误启动失灵保护的可能。落实了反措的要求,使主变保护功能更为完善,为系统稳定运行提供保证。
摘要:断路器失灵保护是指故障电气设备的继电保护动作发出跳闸命令而断路器拒动时,利用故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息构成对断路器失灵的判别,能够以较短的时限切除同一厂站内其他有关的断路器,使停电范围限制在最小,从而保证整个电网的稳定运行,避免造成发电机、变压器等故障元件的严重烧损和电网的崩溃瓦解事故。断路器拒动是电网故障情况下又叠加断路器操作失灵的双重故障,允许适当降低其保护要求,但必须以最终能切除故障为原则。在现代高压和超高压电网中,断路器失灵保护作为一种近后备保护方式得到了普遍采用。
关键词:断路器保护问题分析
一、失灵保护的基本构成及作用
启动元件通常利用断路器自动跳闸出口回路本身,可直接用瞬时返回的出口跳闸继电器触点,也可与出口跳闸继电器并联的、瞬时返回的辅助中间继电器触点,触点动作不复归表示断路器失灵。判别元件以不同的方式鉴别故障确未消除。现有运行设备采用相电流(线路)、零序电流(变压器)的“有流”判别方式。保护动作后,回路中仍有电流,说明故障确未消除。时间元件是断路器失灵保护的中间环节,为了防止单一时间元件故障造成失灵保护误动,时间元件应与启动回路构成“与”逻辑后,再启动出口继电器。失灵保护的电压闭锁一般由母线低电压、负序电压和零序龟压继电器构成。当失灵保护与母差保护共用出口跳闸回路时,它们也共用电压闭锁元件。
二、存在的主要问题和改进措施
(一)线路失灵保护存在的问题
常规的断路器失灵保护都是采用能够快速复归的相电流元件作为断路器未断开的判别元件,该判别无件继电器的触点与保护触点配合分别构成单相跳闸和三相跳闸启动失灵回路,加装判别元件就是为了防止保护出口触点卡住不返回,或者误碰、误通电等情况时造成开关失灵保护误启动,进而使失灵保护工作更安全可靠。但在实际整定过程中,由于要考虑系统运行方式以及母联开关跳开后线路末端故障时相电流元件仍应有足够的灵敏度,因此,其定值很难躲过正常运行的负荷电流,这就导致在线路正常运行时,电流判别元件一直处于动作状态,因而,并没有起到防止误动的把关作用。
事实上,失灵保护在没有加装复合电压闭锁前,系统中会有传动保护时因忘记断开启动失灵的连线(开关失灵电流判别元件处于动作状态)等原因而造成失灵保护误动作的情况。如果正常运行时,失灵保护相电流判别元件不动作,则完全可以避免这些误动。另外,对于电磁型继电器,当负荷电流与定值接近时,将造成继电器舌片和触点的抖一动,长时间运行就会使继电器的转轴脱落,使失灵保护拒动。
(二)发变组、变压器失灵保护存在的问题及解决措施
由于在变压器低压侧发生内部故障(或者发变组高压开关出现缺相运行)时,装设于母差保护中的只反应220kV侧复合电压的失灵保护电压闭锁元件往往不能开放,因而变压器、发变组启动失灵保护除了要注意将瓦斯保护(或其他触点会延时返回的保护)出口和电气量出口分开外,还应注意复合电压闭锁元件的解锁问题。可以采取以下措施。
1.对220kV发变组,可用“电流判别+保护出口+合闸位置“继电器常开触点”相串联构成与门的方式解锁。电流判别元件可采用零序电流和相电流并联的方式(或门)构成;保护出口为跳高压侧开关的出口。此外,还可在解锁回路中加人压板,以备在某种特殊情况下发变组高压开关检修时,断开该解锁回路。
2.对于变压器失灵保护,可用“电流判别+保护出口+复合电压闭锁触点”相串联构成与门的方式解锁。电流判别元件可采用零序电流和相电流并联的方式(或门)构成;保护出口为跳高压侧开关的出口;复合电压闭锁触点应为低压侧的复合电压触点,电压触点动作后应延时返回。电压闭锁触点中包括低压侧电压,主要是防止低压侧故障时高压侧复合电压元件没有灵敏度而不能开放失灵保护;而延时返回主要是考虑如果变压器差动保护动作低压开关跳开后,低压母线的电压可能会立即恢复正常(例如变压器低压侧有小电源或变压器低压侧并列运行),从而没有起到开放闭锁的作用。延时的时间应保证即使是发生低压侧区内故障,差动保护或低压侧后备保护能有足够的时向启动失灵保护跳开故障变压器所在母线上的所有元件,即延时时间应大于低压侧保护出口后跳低压开关与跳三侧开关的整定时间之差(一般为0.3s~0.5s),加上失灵保护启动后跳开故障变压器母线上所有元件时间(一般为0.5s),考虑留有一定的裕度,一般取3s即可。采用上述方式保证了误传动时有电压把关,而区外故障电压开放时有“电流判别”和“保护出口”把关。该方法的优点是在高压开关三相失灵时也能解锁。此外,变压器低压开关检修时,低压母线可能失去电压,此时解锁回路中的电压闭锁将开放,因此,还可在解锁回路中串人压板,以备断开该解锁回路。
三、应用断路器失灵保护应注意的几个问题
1.非电量保护作为断路器失灵保护的启动量不合适。主变重瓦斯、压力释放、发电机断水保护出口不应启动失灵保护。因为非电量保护接点动作和返回时间均较慢,启动失灵保护可靠性差;非电量保护动作时,有时电流不会快速增加很多,达不到失灵启动电流值,此时失灵保护不会启动。发电机断水保护出口设计为启动失灵保护的建议取消。
2.后备保护不能直接启动失灵保护。将发电机反时限对称过负荷保护、反时限不对称过负荷保护、过激磁保护设计成出口启动失灵,这是不合适的,是原理上的错误。“程序跳闸”的概念是,保护动作出口时先关汽轮机主汽门,待发电机发生逆功率并达,到逆功率定值且主汽门关闭接点闭合,通过程序逆功率保护完成解列灭磁。汽轮机主汽门关闭和发电机发生逆功率是一个复杂的物理过程,一般超过1s。而失灵保护动作时间一般整定0.3s跳母联,0.5s跳主断路器。因此,用保护启动程序跳闸的同时去启动失灵的做法,一旦发生发变组故障必然引起失灵保护误动跳闸,扩大事故推围。
3.辅助保护不应启动失灵保护。如主变冷却器全停保护作为主变压器的辅助保护,该保护一旦动作解列灭磁,在短时间内保护接点不会返回,必须人为恢复冷却器工作或备用电源后,保护接点才能返回,易引起保护误动。因此,此类保护不要启动失灵。有些电厂设计为启动失灵保护,建议改正。
4.别发变组失灵保护与线路失灵保护的不同。首先,由于大型发变组保护启动失灵保护的种类繁多,各种保护的原理不相同,因此,各种保护动作和返回时间均不相同,有快有慢。其次,发变组一般采用三相联动开关,比线路分相操作开关动作时间长,如LW6-220型SF6三相联动开关分闸时间不大于38ms,LW6-220型SF6分相操作开关分闸时间不大于28ms,因此,实际应用时应对元件启动失灵保护与线路启动失灵保护加以区别,以提高保护的可靠性。
四、结语
大机组断路器失灵保护投人率较低的原因是多方面的,其中断路器失灵保护设计不规范引起失灵保护动作可靠性低是造成失灵保护不能正常投人的主要原因。对失灵保护的要求是:
1.某断路器的保护确已启动而不返回;
2.判断该断路器确实未被断开;
【关键词】继电保护装置;电力系统;35kV变电站
随着我国社会经济的稳步发展,电力需求不断增大,越来越多的变电站不断建设起来。35kV变电站作为我国电网的重要组成部分,其安全性和可靠性是电能能否稳定传输的重要保障。电力系统在运行过程中,会因为各种各样的原因发生故障,由电力系统故障引发事故所造成的损失往往是不可估量的,因而,继电保护技术和装置的应用已成为确保电力运行安全和稳定的最迫切的任务。
一、继电保护装置的基本构成
通常来讲,完整的继电保护装置由测量部分、逻辑部分和执行部分三个部分组成。尤其是在微机继电保护装置中,上述三个部分更是不能够截然分离开的。
1.测量部分
测量部分由数据采集、数据处理、保护判据运算等部分组成。测量部分是针对测量得到的被保护对象的相关电气量进行计算,并将计算结果与给定的整定值进行比较,比较结果以“是”、“非”、“大于”、“不大于”等逻辑信号的形式表达,进而做出是否需要执行保护动作的判断。
2.逻辑部分
逻辑部分基于测量部分给定的各输出量的大小、性质及输出的逻辑状态和其出现顺序或组合,使继电保护装置按一定的逻辑关系进行分析和对比,最后确定是否应该发出报警信号或使断路器跳闸的动作信号,并将相关的信号指令传送给执行部分。
继电保护装置中常用的逻辑关系回路包括:“与”、“或”、“非”、“是”、“否”、“延时启动”、“延时返回”等。
3.执行部分
执行部分,即继电保护装置的输出部分,执行部分的任务是根据逻辑部分输出的信号,最终实现该继电保护装置所承担的保护动作。
二、电力系统中继电保护装置的动作过程
对于继电保护装置来说,其动作过程可分为启动、判断和闭锁三个阶段。
第一个阶段启动,当系统处于正常运行的状态下,继电保护装置的启动元件会将各个出口闭锁,只有当电力系统处于某种故障条件下,相应的启动元件才会具备启动条件,准备启动相应的出口。
第二个阶段判断,是指在满足了启动条件的前提下,由继电保护装置内部的逻辑判断部分进行分析和判断,而此时起到决定性作用的评判标准,便是前期输入到装置中的“整定值”。如果反馈没有达到整定值的标准,那么装置不会做出任何反映;如果满足了整定值的要求,则保护装置将进入最后的闭锁阶段。
第三个阶段闭锁就是在反馈满足了保护装置整定值的要求的前提下,在对相应出口发出启动指令之前进行的对电力系统中一些附加条件的自行判断的过程,一旦附加条件也得到满足,跳闸指令将被发出,进而实现保护动作。
三、在35kV变电站中继电保护装置的主要任务
1.监视系统运行状况
35kV变电站是电力系统的重要组成部分,承担了区域供电的任务,所以一旦发生重大故障,将严重威胁该区域的供电稳定和用电安全。而当故障发生时,继电保护装置将快速、准确地向距离故障点最近的上级断路器发出跳闸指令,以求尽可能地控制故障的影响范围,弱化故障对电力系统的影响。因此,在35kV变电站选用继电保护装置时,应该着眼于大局,合理地完成继电保护设计、装置选型和安装调试,使整个电力系统连接成为一个统一的整体,这样才能够确保对35kV变电站及相应电力系统进行合理、有效地跟踪和监视。
2.及时反馈电力系统的非正常状态
应用于35kV变电站中的继电保护装置的另一项主要任务,即及时反馈相应电气设备的非正常运行状态。当相关的电气设备及元器件出现异常状态或满足需检修的条件时,继电保护装置将通过通信系统将信息及时反馈给值守人员,以便做出相应处理。
四、35kV变电站对继电保护装置的基本要求
对于35kV变电站,继电保护装置的主要作用是:当元器件或外线路发生有可能危及电力系统运行的故障时,装置自动发出报警,并在一定条件下发出跳闸指令使相应断路器跳闸,以避免由于故障的进一步扩大化而造成更大的损失甚至事故。现阶段我国35kV变电站所采用的继电保护装置需要满足四项基本要求,即:灵敏性、快速性、可靠性和选择性。
1.灵敏性
灵敏性所指的是继电保护装置对发生在其保护的范围内的任何元器件故障,以及非正常运行状态的反应能力。
应用于35kV变电站中的继电保护装置,要对相关设备的正常运行及故障状态具有明确的感知、判断并做出相应的动作,从而最大限度地控制故障带来的隐患。一般来说,装置的灵敏性是要根据相关的灵敏度系数来设定的,而并非越高越好。
2.快速性
对故障部分迅速地进行切除,不但可以提高电力系统并联运行的稳定性,减少设备在低电压状态下的运转时间,也可以减小故障元器件的损坏程度,进而避免对电力系统更大规模的破坏。因而,当电力系统发生故障时,应力争使继电保护装置能够快速地动作,将故障切除。
故障切除的总时间,等于继电保护装置和断路器的动作时间的总和。通常情况下,继电保护装置的速断保护动作时间约为0.02s到0.04s之间,有些装置可以达到0.01s到0.02s之间;而断路器跳闸动作时间通常为0.06s到0.15s之间,比较灵敏的断路器可能达到0.02s到0.04s之间。
3.可靠性
针对发生在电力系统中的各种各样的故障或非正常模式下运行的状态时,继电保护装置要避免误动、拒动等情况的发生,在快速判断系统运行状态是否正常的同时,做出相应的正确且可靠的动作。
4.选择性
当运行中的电力系统发生故障时,继电保护装置在保证快速和可靠的同时,要有针对性地对故障段的供电进行切除,即选择距离故障点最近的开关设备进行关断处理,从而达到使故障影响范围尽量缩小、保障系统中没有故障的部分仍能够正常工作的目的。
参考文献:
[1]王文灿35kV变电站继电保护装置的科学应用[J].中国高新技术企业2011(20)
【关键词】继电保护;变电系统;影响
在科学技术迅速发展的今天,继电保护也变得非常多样化。不仅方式不再单一,并且继电保护的影响范围也更加广泛。为了保证变电系统更好的进行变电工作,同时对居民的生活和工作用电提供一个较强的保证,我们必须利用继电保护的优势,强化变电系统的运行。另一方面,还要对地区的情况进行调研,每个地区的变电工作都存在一定的差异,结合市民对电力资源的实际需求,加上合理的继电保护方式,才能让变电系统发挥出更大的作用。本文就继电保护对变电系统的影响进行一定的讨论。
1继电保护的概述
1.1概念
对于继电保护来说,很多的人虽然听过,但是却没有办法说出个所以然来。为了进一步讨论继电保护对变电系统的影响。本文在此首先阐述一下继电保护的概念。在变电系统正常的运行过程中,不仅仅需要一些辅助的设备,同时还需要一系列的技术来帮助变电系统更好的运行,对外部和内部产生一些有效的保障。继电保护就是众多的保障措施之一,而且效果比较值得肯定,因此在近几年的发展中,获得了广泛的应用。从理论上来说,继电保护是由一个或者几个保护元件组合而成的设备,属于自动化设备的范畴。当系统运行的过程中,一旦出现线路故障或者设备故障,继电保护装置会在第一时间发出警报、跳闸的指令,在根本上防止事态进一步严重化。另一方面,能够有效保护系统的安全,避免安全事故的发生。
1.2继电保护的主要任务
对于继电保护来说,现阶段的主要任务分为两点。首先,继电保护需要有效的监控系统的运行。变电系统在运行的过程中,不可能完全靠人工来进行监督,而且由于变电系统比较复杂,单单靠人工来进行监控工作,很有可能产生遗漏。继电保护则不同,它能够对变电系统的日常运行全方位的监控。当变电系统发生故障的时候,继电保护便会第一时间做出反应,不仅会发出警报,同时还会自动跳闸,避免恶性事件发生。其次,继电保护会及时反应系统设备的异常情况。电气设备在出现的异常情况的时候,会第一时间通知工作人员赶到现场处理,从而避免产生较大的损失。由此可见,继电保护的功能较多,而且可以有效的帮助变电系统运行。
2继电保护对变电系统的影响
从以上表述来看,继电保护的确能够对变电系统产生较大的积极影响。但是具体应用后的效果仍然需要在实践以后才能得到肯定。在此,本文将继电保护对变电系统的影响进行一定的表述:
2.1变压器瓦斯保护
变压器瓦斯保护可以反应变压器内部的漏油故障以及匝间短路故障等所有形式的故障,有着非常高的灵敏度。变压器瓦斯保护的一个主要元件是气体继电器,其位于油枕和油箱之间的连接管。当变压器在发生故障的时候,它的绝缘物和油就会发生一定的分解反应,并且产生很多的气体,为了让这部分气体能够较为顺畅的通过连接管,从而流到油枕当中,就需要保证连接管和变压器顶盖存在一个合理的坡度。当气体通过气体继电器的时候,变压器的瓦斯保护就会启动,从而达到保护变压器的作用。通过以上的阐述能够清楚的看到,利用继电保护的原理,可以对变压器的瓦斯起到较强的保护作用,而且用时较短。
2.2电流速断保护
电流速断保护是继电保护对变电系统产生的积极影响之一。很多的地区的变电系统较为复杂,在发生问题的时候,常规手段并没有办法对事故进行一个较好的控制。针对这样的情况,电流速断保护就能够达到一个较高的工作水准。从客观的角度来分析,一些容量相对较小的变压器,比较适合应用这种保护方式。我们可以在实际的工作中,将电流速断保护安放在变压器的电源侧面,这样一来,既不会占用太多的空间,同时还不会影响日常的保护工作。电流速断保护拥有一个较强的优势,那就是接线比较简单,反应也非常的迅速。另一方面,电流速断保护还能够通过与变压器瓦斯保护的有效配合,二者之间互相弥补劣势,从而形成一个内部的变压器保护系统,进而对变电运行产生较大的积极影响。
2.3纵联差动保护
它是变电系统变压器上的一种主保护,可以很好的对故障发生范围进行区分,并且反应出各种类型的短路故障,例如引线短路、绕组短路等,同时能及时切除位于其保护范围以内的所有元件短路故障。此种保护方式能够对变电系统的运行产生一个全面的保障,从现有的情况来看,当从纵联差动保护启动时,配合相应的重合闸装置动作,可以有效切除电力系统上一些瞬时故障和临时故障,并有效保护电网系统的稳定和提高用户供电的可靠性。当遇到永久性故障时,纵联差动保护更是能快速切除故障点,防止故障事故的进一步扩大,保护非故障设备的安全运行,提高了电网的稳定性。
2.4过电流保护
对于变电系统来说,无论是否应用继电保护,都需要设置过电流保护。其主要作用是反应变压器外部相间短路故障而发生的过电流。对于变电系统来说,在正常运行的情况下,当然不会发生问题。但是随着居民的用电量不断的提高,国家在发电的过程中,有时候会出现疏漏,这个时候就需要过电流保护,否则会扩大损失。从现阶段的发展来看,过电流保护是最简单的保护方式,以此为基础,低电压启动的过电流保护在其上增设了低压继电器,而复合电压启动的过电流保护则又是在低电压启动的过电流保护的基础上增设了负序电压继电器。从任何一个角度来看,过电流保护无疑是继电保护对变电系统的影响是非常积极的。在今后的工作中,仍然要对其不断的深化和加强。
2.5过负荷保护
变电系统在运行的过程中,不仅仅需要过电流保护,同时还需要过负荷保护。在日常的设置当中,变电系统会有一定的负荷范围,在其范围之内,变电系统自身就能够很好的处理,如果超出应有的范围,势必会引起一定的事故。利用继电保护的原理,能够有效的进行过负荷保护,从而避免一系列安全问题的产生。
3总结
本文对继电保护进行了一定的阐述,同时将继电保护对变电系统的影响进行了一定的讨论,从现有的情况来看,很多地区的变电系统并没有良好的应用继电保护的方式和原理。因此,在今后的工作中,需要结合实际的发展情况,让继电保护对变电系统产生更大的积极影响。
参考文献:
[1]冯少辉.浅析电力系统继电保护的应用[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2010(07).
[关键词]220KV输电线路;自动重合闸;改进建议
中图分类号:TM726文献标识码:A文章编号:
随着工农业生产的进一步发展,电能需求也在不断的加大,迫切需要完善的区域电网容量和结构。220kV电网由于其具有输送功率大,输送距离较适中等优点,在区域电能输送领域等到广泛的应用,直接关系到区域国民经济的发展。
电力电子技术在电力系统中应用的进一步成熟,大大提高了电网自动化监控水平。在220KV电网系统中,通常采用纵联差动保护来快速切除故障分支,确保电网安全稳定运行。但在实际线路运行过程中发现,输电线路发生的故障绝大多数是瞬时的,因此为了提高线路供电可靠性,在线路继电保护设计过程中通常将继电保护系统与自动重合闸装置相结合,在线路发生瞬时故障跳闸后,投入重合闸装置,提高电网系统的供电可靠性[1]。
1.自动重合闸装置使用分析
1.1一个半断路器接线系统
在电网系统通常采用内部重合闸和外部重合闸双重化保护系统,但是对于一个半断路器接线系统而言,如果依然采用双重化保护系统,即设计两套专用的自动重合闸装置,必然会使系统的二次接线变得十分复杂,给实际运行维护、调试检修带来巨大困难,同时受重合闸装置内部元件的相互影响,降低了线路的继电保护自动化水平。结合实际运行经验,个人认为在对一个半断路器接线系统进行自动重合闸设计时,应该根据断路器来合理设计继电保护和重合闸装置的动作逻辑,即:无论系统出现单相故障还是多相故障,线路继电保护系统只发出对应的跳闸命令,而对于是否允许保护装置进行重合闸动作,由专门的断路器重合闸装置自动判别控制实现。通过继电保护装置与断路器自动重合闸装置相结合的逻辑控制,可以有效简化系统的二次回路,同时继电保护系统分工明确,便于运行人员进行调试维护工作。
在一个半断路器接线系统中,一般只根据断路器配置对应的外部重合闸系统,而不设置内部重合闸系统。实际运行过程中,我们发现当线路发生故障时,中间断路器动作切除故障的次数要比母线侧断路器多一些,因此在重合闸装置动作次序设计过程中,为了提高断路器的使用寿命,应先重合母线侧的断路器,然后重合中间断路器。先合母线侧断路器会出现开关合于永久性故障上,出现断路器失灵保护跳开母线所有开关的严重事故。但是随着继电保护系统和重合闸装置自动化水平的不断提高,开关出现失灵的机率也相应减少,因此在设计过程中,从提高系统综合自动化水平和装置使用寿命角度,本人建议在对一个半断路器接线系统进行设计时,应该优先考虑采用先合母线侧断路器的重合闸方式。
1.2双母线接线系统
采用电力电子技术、通信技术、计算机技术相互结合形成的线路微机综合保护系统,可以有效将线路自动重合闸装置作为线路继电保护一个独立分支模块嵌入线路综合保护柜中,形成线路的内部重合闸单元,不仅有效简化了系统的外部接线,同时提高了线路稳定运行特性。双母线接线方式的系统通常需要配备两套线路微机保护装置,在设计过程中,建议将两套保护装置均设为内部重合闸形式,同时两套内部重合闸装置通过通信协约模式,通过对应的命令信号完成单相或多相跳合闸操作,这样可以大大简省线路继电保护与自动重合闸系统间的二次回路接线,保障输电线路安全可靠的运行[2]。
2.线路综合自动重合闸启动方式
对于220kV系统而言,线路重合闸可以根据触发脉冲类型的不同分为继电保护命令启动和由断路器触点继电器信号与逻辑位置不对应内部启动两种启动模式[3]。继电保护装置命令保护启动是重合闸系统的基本启动模式,当线路发生故障时,线路微机继电保护系统不仅要完成故障跳闸命令操作断路器跳闸保护,同时要发出线路自动重合闸命令,控制断路器重合闸装置动作,有效切除线路瞬时故障。在实际运行过程中,断路器会出现某些事故而进入“误动”工况,此时继电保护系统不会启动自动重合闸装置,因此为了提高线路的供电可靠性,应该设置断路器触点继电器信号与断路器开关位置不匹配的启动模式作为自动重合闸装置的辅助启动模式。将两种启动模式相互结合,各种启动模式间相互独立,可以有效提高线路重合闸自动化水平。
3.自动重合闸装置拒动原因
3.1违章操作导致重合闸拒动
在变电运行前,应该组织相关运行人员进行认真的学习,并结合厂家和设计院提供的图纸,让运行人员清楚、明白线路自动重合闸装置的双重配置要点。检修维护是线路自动重合闸装置安全有效运行的重要保障,但是在实际运行过程中,一些运行人员没有严格按照操作进行一步一步调试维护,而是按照不良习惯进行跳步、错步操作,从而造成自动重合闸装置出现“拒动”工况。有的由于安全生产管理体制不够完善,当检修运行人员在没有完全完成将继电保护二次回路切换到运行状态时,而恢复一次设备的运行工况,造成二次系统不能对一次设备进行有效监控,当线路出现瞬时故障后,自动重合闸装置不能得到有效的信号,而出现“拒动”现象[4]。
3.2双重化重合闸装置
在线路自动重合闸装置选择上应该采用同一厂家同型号的两套微机保护装置,这样防止装置由于元件间相互不匹配问题而出现自动重合闸装置“拒动”现象。双重化微机保护系统应该具有当两台保护装置均投运时,各自的自动重合闸装置均投入运行,对应的保护压板也需要投入运行;当其中任一保护系统因故障或检修需要退出运行时,另外一套重合闸装置的启动模式和二次整定数据不作任何改变。防止在两套保护装置共同运行时,运行人员只投入其中一台重合闸保护出口的运行方式,出现自动重合闸装置“误动”或“拒动”现象。在装置调试过程中,应该充分考虑装置可能出现的不匹配状况,并按照对应的调试程序,一步一步完善系统的自动重合闸装置工作逻辑规程。
3.3运行工况切换
当线路断路器在从“就地”切换到“远方”控制时,容易出现线路继电保护系统与断路器不能有效配合,造成自动重合装置出现“误动”现象。
4.改进意见
对于线路重合闸装置出现的“误动”或“拒动”工况,结合自我多年的运行经验,提出两点改进意见:
(1)为了避免断路器出现自动重合闸的非正常运行工况出现,在进行“就地”到“远方”监控切换时,一定要将自动重合闸装置的分合闸电源断开,防止出现“误信号”导致自动重合闸装置发生“误动作”[5]。
(2)提高运行人员的综合自动化水平,规范对应的管理操作规范。在检修调试过程中,严格按照操作票相关规程进行操作,并指派耐心、责任心强的监管人员进行指导。加强对线路保护二次设备的运行、调试、巡视检查,定期打印、核对保护装置运行工况和对应的整定值,对发现突变或奇异数据,应该立即组织对应的专家小组进行分析研讨,及时排查线路继电保护系统和自动重合闸装置内部的安全隐患。
5.结束语
自动重合闸装置是保证220KV输电线路安全供电和高效运行的综合自动化产品,对我国国民经济的发展具有重要作用。在介绍了自动重合闸装置在一个半接线系统和双母线接线系统中应用中应该注意的问题后,分析了自动重合闸装置的启动方式及其在实际运行过程中容易“拒动”运行工况的原因,并结合个人的实际经验提出了一些改进控制意见,有效地提高了输电线路的供电可靠性。
参考文献
[1]赵维洲,吴政宽.220kV线路综合重合闸的使用分析[J].华北电力技术,2005,(增刊):10-12.
[2]陆彦虎,吴占贵,王晓梅.线路保护重合闸的应用[J].宁夏电力,2008,(02):13-18.
[3]刘震,匡红刚.发生220KV线路重合闸拒动的原因分析[J].电力安全技术,2008,10(02):34-35.
关键词:断路器跳跃闭锁分流支路
1跳跃闭锁回路的电路分析
电气跳跃闭锁回路通常是由跳跃闭锁继电器实现的。图1是适用于具有一个跳闸线圈的断路器的跳跃闭锁回路接线图。跳跃闭锁继电器TBJ具有一个电流启动线圈TBJ/I、一个电压保持线圈TBJ/U,2对动合触点TBJ1,TBJ4和2对动断触点TBJ2,TBJ3,TBJ/I接于断路器的跳闸线圈回路,TBJ/U接于断路器的合闸回路,TBJ1作电流自保持用,TBJ2,TBJ3并联后串入合闸回路。
当跳闸继电器TJ动作启动跳闸时,TBJ/I励磁,TBJ动作,TBJ1闭合将跳闸命令保持,直到断路器断开,同时TBJ2,TBJ3断开合闸回路,TBJ4闭合,准备好TBJ的电压自保持回路。若在断路器未断开之
前,即TBJ未返回之前手合继电器触点SHJ或自动重合闸触点ZHJ闭合,则TBJ经已经闭合的TBJ4和SHJ或ZHJ自保持,即TBJ2,TBJ3继续处于断开状态,保证断路器不会合闸,达到跳跃闭锁的目的。
2跳跃闭锁继电器的技术要求
2.1电流启动值
根据电力工业部1984年反事故措施和电力系统二次回路设计规程的规定,跳跃闭锁继电器的电流启动值应与断路器的跳闸电流配合,其电流启动值不得大于断路器跳闸电流的50%,即跳闸时跳闸回路的电流应大于TBJ启动电流的2倍,保证TBJ电流的可靠系数大于2。
2.2电流线圈的电压降
根据上述规定,跳跃闭锁继电器的电流线圈的电压降应小于操作回路额定电压的5%。
2.3电压动作值
按照规程的规定,跳跃闭锁继电器的电压动作值应不大于操作回路额定直流电压的70%,保证操作直流电源电压在规定范围内波动时,TBJ可靠动作;同时TBJ电压动作值应不小于操作回路额定直
流电压的50%,以保证操作直流电源回路接地时,TBJ不误动作。
2.4触点性能
TBJ的触点性能应与继电保护装置中出口中间继电器的触点性能相同,电力行业标准规定[1],继电保护装置中出口中间继电器的触点性能应符合下列要求:返回特性,返回值≥额定值的10%(对于干簧继电器,要求返回值≥额定值的70%);闭合容量,直流回路220V,5A;机械寿命,不带负载时,动作105次;接触电阻,用毫欧计测量时≤0.1Ω;用数字万用表测量时≤0.5Ω;用电流电压法测量时≤0.1Ω。
2.5绝缘性能
a.同一组触点断开时,能承受工频1000V电压,时间1min;
b.无电气联系的各导电部分之间,能承受工频2000V电压,时间1min;
c.所有导电部分对安装架之间,能承受工频2000V电压,时间1min。
3跳跃闭锁继电器启动回路的构成
3.1改变继电器电流线圈的参数
通常选用具有电流型动作线圈的电流型继电器作为跳跃闭锁继电器TBJ,其电流线圈电流动作值按断路器跳闸电流选取,以保证继电器的动作灵敏度。针对这种要求设计的继电器电流动作值规定为标称额定值的30%~50%,只要选取继电器电流与断路器电流一致,就能满足继电器灵敏度的要求。
选用电流型继电器作为跳跃闭锁继电器TBJ的优点是跳跃闭锁回路接线简单,可以通过合闸位置继电器HWJ对TBJ的电流线圈进行监视,在运行过程中,如果TBJ断线,则HWJ会发出异常告警信号,以便及时处理。其缺点是当断路器跳闸电流改变时,必须更换相应电流规格的继电器,比较麻烦。
3.2继电器线圈与并联支路
为减少因断路器参数改变而引起更换跳跃闭锁继电器TBJ参数的工作量,有关技术人员和制造单位一直在寻求一种适用于各种规格断路器的办法,其中,采用电压型继电器在继电器的电压线圈并联分流
支路法正逐步被人们认识。其并联支路可分别由电阻、二极管或稳压管电路构成,下面分别介绍由电压型继电器与电阻、二极管、稳压管并联支路构成的跳跃闭锁继电器电流启动回路(如图2(a)(b)(c)所示)。
3.2.1由继电器电压线圈与电阻并联支路构成
如图2(a),继电器J/I的电流启动值为0.07~0.12A,线圈电阻为10Ω。并联电阻一般分为4组,可用连接片接入一只或数只电阻,调整分流大小,以改变继电器动作值,实现与断路器跳闸电流的匹配。采用这种回路应注意防止电阻断线,宜选用功率为8~10W的金属氧化膜电阻,这种电阻可靠性高。
3.2.2由继电器电压线圈与二极管并联支路构成如图2(b),继电器J/I的电流启动值为0.07~0.12A,线圈电阻为10Ω。并联的4只二极管两两串联后再并联在继电器线圈两端,且将2串的中点连接。这样接线可以保证当其中一只二极管开路时,回路正常工作,提高回路可靠性。同时2个支路可分担较大的电流,防止因电流过大引起二极管损坏。
经测试,按此接线,在通过电流为0.25~10A时,两端的电压为1.2~2.3V,继电器启动线圈中电流为0.12~0.23A,既可满足电压降小于额定电压的5%的要求,又能保证继电器的动作灵敏度要求。
3.2.3由继电器电压线圈与稳压管并联支路构成
如图2(c),继电器J/I的电流启动值为0.07~0.12A,线圈电阻为10Ω。稳压管VS1,VS2额定稳压电压为1.5V,额定电流为5A。2只稳压管并联可以提高回路的可靠性。测试表明该回路能够满足电压降小于额定电压的5%的要求,又能保证继电器的动作灵敏度要求。
上述由继电器线圈与并联支路构成的跳跃闭锁继电器的电流启动回路的不足之处是由于在继电器线圈2端增加了并联支路,无法对继电器的线圈进行监视,若继电器线圈断线将发生不正确动作。
4结论
电气回路构成的断路器跳跃闭锁装置仍被普遍使用。改变继电器电流线圈参数的方式由于接线简单、易于监视,是目前应用的主要方式;而由继电器线圈与并联支路构成跳跃闭锁继电器电流启动回路的方式,因为其易更换参数,也较受制造和运行人员欢迎,但由于电路较为复杂,且无法实现对继电器线圈的监视,故仍需进一步积累经验,谨慎使用。
参考文献
[1]DL/T478O2001.静态继电保护及安全自动装置通用技术条件[S].
【关键词】水电站电气设备调速器处理措施保护系统
随着我国水电站对电力设备的广泛应用,电力系统在水电站电力生产系统中所占地位举足轻重,电力设施的任何部位出现问题,都有可能导致整个电力系统在短期内受到直接影响。调速器作为电气系统的重要组成部分,日常运作中易出现故障问题。因此,研究其频发问题,不仅能针对问题提前预防,也能在问题发生时迅速反应,降低损失,以下针对水电站调速器系统改造进行了全面探讨。
1水电站调速系统
1.1水电站调速器的论述
调速器作为控制水轮发电机的专有设备,用于控制水轮发电机组的开机、空载、并网、增减负荷、停机等各个环节,在机组并网前确保机组频率在50Hz到0.2Hz范围内,并网后根据机组设定值调整机组负荷。它是水轮发电机组的核心,关乎水电站的电能输出和正常运作,要时常维护、定期检查,出现故障时要迅速解决,保证日后的正常安全运行。调速器作为主要的电力设备,在改造过程中应给予充分的重视和资金政策支持。
1.2水电站调速器的特点
水电站调速器操作力大,影响因素多、动作过程复杂,功能多样。水轮发电机组是重型机械设备,在水轮机工作时,通过的水流量比较大,因此在控制进水门时相应需要很大的操作力。调速器借用引水管中的水体惯性,控制水锤产生反调效应,整个过程中各部分工作情况的变化都会影响整体调节过程,由于影响因素过多,所以运作过程十分复杂。调速器在运作时能够及时、准确、平稳动作。当负载发生变化后,调速器反应迅速,能让机组在短时间恢复稳定,且调节过程中机组波动次数少、幅度小,过程平稳。
1.3水电站调速器出现的问题
现行的大多小型水电站调速器多为机械液压型,这就意味着为了保证供给调速器不间断的压力油源,压力设备油泵需要频繁启动,给机组的操作人员相关操作带来了很大困难,也存在较大的安全隐患。其中电液转换器故障主要是在机组正常运行过程中,电液转换器不振,对系统指令无响应;开度开限表的主要故障是在调速器自动运行状态下,开度与导片不相符;主控单片机故障主要发生在单片机启动后无法按照正常预定程序进行操作,出现死机、卡机状态。问题主要存在于以下几个方面:
(1)接点压力表的触点容量很小,频繁启动易产生火花,烧坏接点压力表,动作路径不可靠。没有良好人机接口,有些重要的信号和开关状况无法接入。
(2)主用泵长期工作,而备用泵长期待机闲置,资源分配利用不合理,而备用泵在待机的时间里,往往能用性能得不到检验,疏于日常维护,关键时刻起不到真正的备用作用。
(3)电动机启动采用的是接触器,频繁开关、电流通断产生火花会烧坏接触器,引起电路故障。
(4)保护系统和紧急预案不够完善。
2变速器主要故障处理措施
针对以上小型水电站易发生的故障问题,在原有水电站的基础上本着合理经济的原则进行改造,不仅能提高操作便利程度、降低故障概率,也能提高水电站可靠程度、自动化程度,从而实现经济效益。
2.1故障处理和改造思路
(1)选用电子继电器取代常规继电器。
(2)两台油泵交互工作,互为主备用,提高资源利用率。
(3)采用双向晶闸管实现无触点通断,避免触点处线路故障。
(4)在油压装置安全阀上设置动作开关,避免当油泵达到最高压力时因故障无法及时切断电动机电源。
2.2调速器改造措施
对电液转换器的处理方法是把活塞进行清洗并反复运动,提高其顺滑度,减小阻塞;对开度、开限反馈表的处理措施是通过停机、运行反复排查问题点,结合情况采用有效技术措施处理;主控单片机故障依然进行断电、送电的排查方式,找出问题元件并进行修复或更换。
2.3系统完善手段和方法
对于系统的完善,主要设有故障低压启动保护、热继电器保护、油压过高保护和其他保护,形成一个完整的保护系统,系统各部分工作原理如下。首先是故障低压启动保护,是指在正常输入回路出现故障,到了启动压值未能正常启动时,油压继续下降,到了预先设定的故障低压值后,系统发出信号并启动故障低压回路,其启动方式与正常回路启动方式相同。其次是热继电器保护,是指当油泵电动机回路电流过大时,热继电器1KHT动作,接通油泵保护回路,继电器1K3动作,切断油泵主回路,发出信号,并自动接通2号泵。对于油压过高保护,其工作过程类似于油压过低保护,是指当油压上升到最高值由于故障未能切断电源时,油压继续上升至油压过高保护值,启动保护,安全阀动作,切断工作泵电源。最后是其他保护,是指油泵在工作中出现其他任何形式的故障时,示流信号器动作,接通保护回路中的时间继电器,达到一定的时限后,若故障未解除,则自动切断主回路,启动备用泵。在这个保护系统中,几乎考虑到了所有的故障形式,十分有效的扩大了保护范围,使保护措施更为有效。
2.4改造结果
在水电站调速器的改造过程当中,充分分析调速器的特点和问题源,针对问题对电压控制进行了相对全面的自动化改造,并设计实施了较为完善的预警保护措施,增强了调速器自动化处理问题的能力和抗干扰能力,提高了水电站工作效率和工作质量,减少了操作人员的工作量,省去了原本大量的巡查和维修工作,节约工作人员精力,使运行更为可靠、高效。
3结论
综上所述,水电站调速器进行系统改造后,仍应由相关检察人员进行完整检查。在正式投入运行之前应先进行试运行检测,按照检测结果结合水电站设备相应修改、调试改造方案,待到确认无误时方可正式投入运行。同时向相关检修维护人员说明注意事项,只有各方面措施统一,方能完成系统改造,有效的规避风险、解决问题。
参考文献
[1]胡敏霞.关于水电站调速器系统改造[J].科技与企业,2013,(1):286.
[2]于强.关于水电站调速器的系统改造[J].黑龙江科学,2014,5(2):120.
[3]袁成林.关于水电站调速器系统改造[J].民营科技,2014,(4):60.
关键词:软启动器晶闸管熄焦泵电动机保护
异步电动机具有结构简单、体积小、价格低廉、运行可靠、维修方便、运行效率较高及工作特性好等优点,在电力拖动平台上广泛使用。但是,它有启动电流大的缺点(一般启动电流为额定电流的4~7倍,甚至更大)。过大的启动电流对电动机本身和电网以及其他电气设备的正常运行会造成不利影响,会在电动机轴上产生瞬时的过大转矩(可达电机满载转矩的1.6~2.0倍),扭曲电机轴、破坏键槽、损坏和轴联接的其他设备,使电动机发热影响其寿命。供电线路电压损失也会增大,可能使并联于同一供电线路上的其他电气设备的正常运行遭到破坏。国家有关部门早有明确规定,电动机启动时电网电压降不能超过15%。对于容量较大的电动机,应采取措施降低电动机的启动电流。
1、电动机的软启动
在电动机启动时,降低加到电动机定子绕组的电压,可以减小电动机的启动电流。电动机的启动方法可分为:一般降压启动和软启动。
一般降压启动是指电动机在启动过程中加在电动机定子绕组的电压变化是瞬间突变的,主要有“Y—”降压启动和自藕变压器降压启动等;而软启动是使用调压装置在规定的启动时间内,自动地将启动电压连续、平滑地上升,直到达到额定电压。软启动器以体积小,转矩可以调节、启动平稳冲击小,并具有软停机功能等优点得到了越来越多的应用,大有取代传统的自耦减压、星-角等启动器的趋势。
市场上常见的软启动器主要有电子式、磁控式和自动液体电阻式等类型。电子式以晶闸管调压式最为普遍(下面说的软启动器是指晶闸管式),它是以大功率双向晶闸管构成三相交流调压电路,以微处理器及信号采集、保护环节构成控制器,通过控制晶闸管的触发角,调节晶闸管调压电路的输出电压,实现电动机的无触点降压软启动、软停车及保护功能。软启动器对于电动机启动给电网的冲击以及传动机械的冲击都得到了良好的改善,使传动机械的寿命得到了提高。
2、软启动器可分为:在线运行软启动器、旁路运行软启动器、内置晶闸管旁路型在线运行软启动器
2.1在线运行软启动器
在上个世纪,软启动器产品主要是国外的品牌,在中国市场上销售,但他们都是在线运行方式。
在应用过程当中,人们发现在线运行有以下缺点:(1)晶闸管长期在线运行功耗太大造成能源浪费。(2)晶闸管的散热量太大需要机械风冷,给成套带来很大困难。(3)晶闸管长期在线运行给电网带来高次谐波污染。(4)晶闸管作为主开关元件长期工作其可靠性远低于机械开关。(5)造价昂贵用户难以接受。(6)由于可控硅选型较大和考虑散热所以体积较大。
优点有:(1)是对电动机的启动与保护及其控制集于一体,强大的智能控制器全部发挥作用。(2)是由于采用了机械风冷能够适用频繁启动场所。
2.2旁路运行软启动器
到了上世纪末和本世纪开始,考虑在线运行的缺点和技术难度性,国内厂家就直接开发了旁路型软启动器,即电动机起动完成后旁路到接触器上运行。
优点是:回避了晶闸管在线运行的缺点,尤其不需要机械风冷。
但是,它同时带来一些缺点:(1)电路复杂化,系统可靠性降低。(2)强大的智能控制器不能充分利用,有时不能对电动机进行有效的保护。(3)增加成套装置的体积和成本。(4)增加维护与检修的难度。
综合比较后,市场上软启动器还是多数采用了旁路运行方式,我公司采用的就是旁路运行式软启动器。
2.3内置晶闸管旁路型在线运行软启动器
目前,国内外许多电器公司都在开发内置晶闸管旁路型在线运行软启动器。内置晶闸管旁路型在线运行软启动器(简称内置旁路型软启动器),是在在线运行软启动器内部设置了一套机械触头与晶闸管并联,在电机软启动过程和软停车过程中由晶闸管运行,机械触头断开,当电动机正常运行时晶闸管关闭,机械触头闭合。这套动作过程是通过内部控制器自动完成的,对外部接线来讲是一个装置,所以称做在线运行。它又可称作旁路型的软启动器将外边的接触器移到了软启动器里边集成为一体,并能保证体积不增加。它的优点是具备上述两种类型的所有优点同时回避了它们各自的缺点。
3、软启动器的起启特性
作为软启动器首先要看它的起动性能和停车性能,目前的软启动器主要有以下三种启动方式。
3.1限流启动(见图1)
限流启动顾名思义是限制电动机的启动电流,它主要是用在轻载启动的负载,并能直观地看到启动电流,缺点是在启动时难以知道启动压降,不能充分利用压降空间,损失起启力矩,对电动机不利。
3.2斜坡电压启动(见图2)
斜坡电压启动顾名思义是电压由小到大斜坡线性上升(又称转矩控制),它是将传统的降压启动从有级变成了无级,主要用在重载启动,优点是启动转矩特性抛物线型上升对拖动系统有利,启动平滑,柔性好,对拖动系统有更好的保护,延长拖动系统的使用寿命。它的缺点是启动电流较大。
3.3转矩加突跳控制启动(见图3)
突跳加电压斜坡(又称转矩加突跳控制)启动是在电压斜坡控制启动的基础上加一个电压突跳(又称转矩突跳),它是用在静惯量较大,用电压斜坡启动比较困难的场所,如风机负载。在启动的瞬间用突跳转矩克服电机静阻力矩,然后转矩抛物线上升,缩短启动时间。但是,突跳会给电网发送100ms的浪涌电流,除非电机因静摩擦力太大不能转动时,选用此方式,否则应避免采用此方式启动,以减少不必要的大电流冲击。
停车方式有两种:一是自由停车,二是软停车。电子软启动带来的最大好处就是软停车。软停车消除了由于自由停车带来的拖动系统反惯性冲击。但是如无必要,应选自由停车,以延长软启动器的使用寿命。
4、软启动器控制接线注意事项
4.1控制电缆的影响
软启动器的控制输入接点都是采用的直流DC12V或24v,如果有交流220v或380v控制线路和软启动器的控制输入线路用一根电缆敷设,很容易出问题。一定要用中间继电器将软启动器的控制输入线隔离开来,将外接线路变成同电压线路,否则,强电会干扰软启的正常工作或烧毁软启动器的控制器。
4.2控制距离
如果控制电缆过长,由于软启动器的控制电压太低,线路损耗过大时软启动器动作不可靠,一般情况下直接控制距离不超过20m。
5、软启动器的常见故障
软启动器的故障大体分如下几种:
5.1电动机起不来
电动机起不来的原因大致分两种情况:一是六只晶闸管的其中一只触发不可靠或是不导通,此时一相电路通过的是半波直流,电动机的绕组通过的直流对电动机起到了制动作用,不仅电机起不来,严重的还会烧毁电机和晶闸管。二是启动参数或启动曲线不合适造成电机起不来,这是常见故障。
5.2晶闸管烧毁
晶闸管击穿或爆裂,主要问题出现在饼式晶闸管的质量和安装工艺上。我公司软启动器的损坏多数为晶闸管击穿。
5.3控制器烧损
相对于软启动器来讲,控制器烧毁故障是最严重的。主要是控制器的电源和触发电路以及输入电路三部分容易烧毁。
5.4软启动器误动作
电动机在运行的装态下因软起动器受干扰而停机,在停止状态下因软起动器受干扰而起动,这些都和线路布局有关。
5.5软启动器内部插接件接触不良
6、我公司使用的软启动器目前存在的问题和解决思路
陕焦公司焦化一厂目前使用晶闸管式软启动器共9台,其中运焦系统3#、8#皮带为两台SJR2—75KW软启动器,鼓冷循环水泵5#、6#、7#为三台JJR2200—200KW软启动器,循环氨水泵为两台JJR2160—160KW软启动器,熄焦水泵为两台SJR2—200KW软启动器。
根据近几年来的观察和统计:8#皮带75KW软启动器损坏一次,故障为控制板烧毁。熄焦水泵200KW软启动器损坏五次,故障都为可控硅击穿。旁路接触器损坏一次,原因为一相接点烧毁(由于发现及时,电机缺相运行时值班电工马上拉掉总断路器,电机未受损伤)。7#循环水泵200KW软启动器损坏一次,故障为可控硅击穿。
通过对以上故障的分析发现:我分厂软启动器的主要故障多为可控硅击穿,两种品牌的软启动器都有发生。因为熄焦水泵启停比较频繁,所以损坏次数较多,对电机造成的潜在威胁也最大,这几次由于值班电工在熄焦水泵房值班,发现后及时停掉了主断路器,电机当时并未造成明显的损伤,但是如果发现不及时,软启动器在自身损坏的情况下无法对电机提供保护,电机有可能受到冲击或损坏。
经过对熄焦泵软启动柜进行分析,原设计电路对电机缺少额外保护,仅凭软启动器本身不能对电机进行全面的保护。
6.1控制电路分析
如图4所示,原柜内没有热继电器,旁路接触器的线圈由软启动器的1#、2#常开接点直接控制,软启动器上的7#、10#瞬停端子是短接的,当软启动器发生控制板损坏、旁路接触器吸合不牢、卡死或一相接点烧损断路、电机过载、可控硅击穿等故障时,软启动器保护如果失效,电机将得不到有效保护。当六只可控硅的其中一只触发不可靠或是不导通,此时一相电路通过的是半波直流,电动机的绕组通过的直流对电动机起到了制动作用,不仅电机起不来,严重的还会烧毁电机和可控硅。如一相可控硅击穿,启动时三相启动电压不同,启动电流极不平衡,电机绕组容易发热或烧毁,特别是软启动时两相可控硅启动后期击穿,旁路接触器吸合后电机可以正常运行,当停机时旁路接触器释放、运行主回路断开,但是启动回路由于可控硅两相击穿,两相电始终通入电机,造成电机缺相运行,短时间内电机就有可能烧毁(我公司2#熄焦泵软启动器曾经发生过一次,由于值班电工正在泵房检修,听到电动机声音异常,马上拉掉主断路器,故障未造成严重后果)。
6.2解决思路
如图5所示,在原启动柜内增加热继电器、中间继电器、启动指示灯、带失压脱扣的主断路器、时间继电器、紧急断电按钮、蜂鸣器等。
运行及保护过程:
(1)带失压脱扣断路器送电,中间继电器ZJ吸合,常开接点K1、K2闭合。
(2)当电机启动时,软启动器开始工作,启动指示灯HR2点亮,(如启动时间定为15秒),时间继电器开始工作计时(比启动时间长5秒,定为20秒),这时电机的保护由软启动器完成,如软启动器发生故障,启动时间超过15秒至20秒时,时间继电器通电延时断开接点SJ将打开,脱扣器失电断路器断开,柜内将全部断电,这时断路器QF辅助常闭接点闭合,蜂鸣器报警,提醒操作人员通知维修电工查明原因排除故障,人员到位后可关掉蜂鸣器。
(3)如果启动正常,15秒后软启动器停止输出,同时旁路接触器吸合为电机供电,KM2打开,启动指示灯熄灭,时间继电器断电,运行指示灯HR1点亮。这时电机的保护由软启动器和热继电器同时完成。如电机电流超过设定值,热继电器动作,常闭接点KH打开,中间继电器ZJ断电,K1、K2接点打开,软启动器瞬停端子开路、旁路接触器线圈断电接点释放,电机停转,两种保护同时生效。
(4)当熄焦时间到,运行停止,运行指示灯灭,旁路接触器常闭接点KM2闭合,如这时软启动器可控硅有击穿现象时,启动指示灯HR2点亮提示值班人员,同时时间继电器开始工作,20秒后时间继电器通电延时断开接点SJ将打开,脱扣器失电断路器断开,柜内将全部断电,这时断路器QF辅助常闭接点闭合,蜂鸣器报警,提醒操作人员通知维修电工查明原因排除故障,人员到位后可关掉蜂鸣器。
通过改造,可使软启动器和电机得到多重保护,及时发现故障和提醒操作人员,防止事故扩大。由于所使用的电动机功率大、价值高,这样的改造是值得的。
综上所述,电动机的降压起动方式经过了星-角起动器和自耦降压起动器到磁控式软起动器,现今发展到电子软起动器。而软启动器由于晶闸管的压降功耗、寿命等带来的问题,又从在线运行过度到旁路运行方式,现在又向在线运行内置旁路型发展。总体而言软启动器的可靠性还不是十分的稳定。为了防止事故的扩大及保障电机的安全运行,增加额外的保护是十分必要的。
关键词中央空调系统;PLC技术;制冷电气控制
中图分类号TB657文献标识码A文章编号1674-6708(2011)52-0139-03
本应用的PLC(可编程序控制器)设计是针对我剧场中央空调系统实现的时序启停控制。我剧场系以主要从事教学实习演出和对外文化交流活动为主要职能的戏剧类剧场。该中央空调系统是本世纪初购置安装的FS系列风冷模块式冷热水机组制冷设备(因剧场冬季由单位统一供暖,故无制热功能),其启停控制方式为人工依据该型号设备的操作规范进行手动就地启停控制操作,由于组成中央空调系统的各个设备部分分布在不同的建筑空间内,系统的启停控制操作过程也就由于各个设备的分散性而耗时、费力。因此,运用PLC结构简单、可靠性高、使用方便、易于编程、以及高度应用灵活性的特点,以我剧场中央空调系统的时序启停操作工艺为流程原则,对传统的人工启停操作控制方式进行了改造,从而提高了我剧场中央空调系统各个设备之间启停控制操作的科学性、可靠性。
1中央空调系统的启停控制要求和特点
中央戏剧学院剧场的中央空调系统主要由制冷机组系统、水泵循环系统、风处理系统组成。制冷机组的启停由远程控制器的上、下班开关控制,水泵的拖动装置为两台15kW三相异步电动机(一备一用),风处理系统由送风设备和回风设备组成,其拖动装置分别为37kW和15kW三相异步电动机(所有三相异步电动机的启动方式皆为由时间继电器自动切换的星角降压启动控制方式)。
1)启动控制要求:(1)开启远程控制器电源(中央空调系统配电柜需处于合闸状态);(2)等待远程控制器与主机通讯初始化完成并显示水温,开启水泵;(3)水泵启动后,即可将远程控制器上班开关置于上班工作状态;(4)此时压缩机组根据实时水温按固有温度函数关系依次启动;(5)待出水温度降至15℃时,送风电动机启动,向剧场送新风;(6)送风电动机启动后,回风电动机启动,向剧场送混合风;
2)停止控制要求:(1)将远程控制器的上班开关置于下班工作状态;(2)此时压缩机组根据制冷负荷工况依次停止制冷工作状态;(3)停止回风电动机;(4)停止送风电动机;(5)停止水泵循环系统;(6)关闭远程控制器电源;
3)启停控制特点:该中央空调系统各组成部分的启停控制基本以时间和温度函数参量为工艺流程依据,其启停过程需严格按照本型号的设备规范依次操作,以免造成压缩机组控制电路处于频繁的保护报警状态,同时依照该中央空调系统的操作控制工艺规范,水泵循环系统的启停需与制冷压缩机组的启停进行电气连锁,用以实现只有水泵循环系统的运行正常,制冷压缩机组才能启动的系统运行安全保障,若水泵循环系统异常,则制冷压缩机组应优先停止制冷工作。
2中央空调系统时序启停的PLC控制
2.1远程控制器继电控制图
图1原施工设计安装于消防控制室内
KA4:远程控制器电源启动继电器;KA6:上班开关(制冷压缩机组)启动继电器;KM2:用于对制冷压缩机组的安全连锁保护
2.2泵循环系统电动机、送风电动机、回风电动机继电控制图
图2
因水泵循环系统电动机、送风电动机、回风电动机的继电控制回路相同,在此一并绘出,其中:KA1-KA3:分别为水泵、送风、回风电动机的停止继电器输出。KA5、KA7、KA8:分别为水泵、送风、回风电动机的启动继电器输出。
2.3分配输入/输出接口
图3
出于对PLC本机输出继电器触点保护和驱动容量可靠的考虑,对PLC本机的驱动输出继电器进行了扩展,图3中KA1-KA8输出继电器型号为:HF18FA/24-2Z1GDJ,线圈电压为DC24V(内置续流二极管),温控器为KL-003(-45℃~50℃)型。PLC的工作电源(DC12V)和扩展输出继电器线圈电压(DC24V)由外置稳压开关电压供给。
2.4I/O分配表
2.5设计梯形图
图4
梯形图设计原理如下:
为便于阐述梯形图原理,将PLC软继电器的逻辑存储动作直观物化为物理继电器的得电、吸合、释放等客观电气机械动作。
PLC处于RUN(运行)状态时,按下启动按钮SB2,通过输入继电器X002,使输出继电器Y010吸合,驱动远程控制器电源启动继电器KA4吸合,远程控制器得电,且Y010自保持,同时T12延时继电器得电,开始远程控制器的通讯初始化计时,T12延时常开触点45s后(秒表测得的所需通讯初始化时间)闭合,启动输出继电器Y011,驱动水泵电动机启动继电器KA5闭合,通过KA5常开触点,水泵循环系统启动,同时T13延时继电器得电,开始水泵电动机的降压启动计时,T13延时常开触点11S后(星角降压时间继电器整定值)闭合,输出继电器Y012吸合,驱动上班开关(制冷压缩机组)启动继电器KA6吸合,待出水温度降至15℃后,温控器常开触点KA闭合(Y010常开触点已闭合),通过输入继电器X001使辅助继电器M2吸合,且M2自保持,同时另一M2常开触点闭合,输出继电器Y013吸合,驱动送风电动机启动继电器KA7吸合,通过KA7常开触点,送风电动机启动,且T14延时继电器吸合,开始对送风电动机降压启动计时,T14延时常开触点16S后(送风电动机星角降压时间继电器整定值)闭合,输出继电器Y014吸合,驱动回风电动机启动继电器KA8吸合,通过KA8常开触点,回风电动机起动。当Y011、Y013、Y014输出继电器依次完成启动吸合后,使T11延时继电器吸合,且通过辅助继电器M1自保持(Y010常开触点已闭合),T11延时常闭触点11S后(回风电动机星角降压时间继电器整定值)断开,此时Y011、Y013、Y014输出继电器释放,使得KA5、KA7、KA8驱动继电器断电释放,为系统的时序计时停止做准备。
按下停止按钮SB1,通过输入继电器X000(Y010常开触点仍在闭合中),辅助继电器M0得电吸合,且自保持,M0常开触点分别使T15、T16、T17、T18、T19延时继电器吸合,T17延时常闭触点1S后断开,输出继电器Y012释放,驱动上班开关继电器KA6释放(制冷压缩机组依次停止),T19延时常开触点10S后闭合,输出继电器Y002吸合,驱动回风电动机停止继电器KA3吸合,通过KA3常闭触点,回风电动机停止,T18延时常开触点20S后闭合,输出继电器Y001吸合,驱动送风电动机停止继电器KA2吸合,通过KA2常闭触点,送风电动机停止,T16延时常开触点60S后闭合,输出继电器Y000吸合,驱动水泵电动机停止继电器KA1吸合,通过KA1常闭触点,水泵循环停止,T15延时常闭触点70S后断开,输出继电器Y010释放,常开触点Y010断开,驱动远程控制器电源控制继电器KA4释放,远程控制器关闭,T15、T16、T17、T18、T19延时继电器释放,同时由于常开触点Y010断开,使得辅助继电器M0、M1、M2释放,为再次时序计时启动做准备。
2.6调试和安装
1)调试前的准备阶段。(1)用秒表计量的方式认真测算所需时序启停的具体实际时间间隔;(2)电动机启动时间以星角降压启动器的时间继电器实际整定值为准;
2)梯形图的具体调试阶段。梯形图具体调试阶段的前提应首先对本设计中所应用的PLC有一定的掌握,其中包括一些编制梯形图的基本原则与技巧,然后方可进行具体调试:(1)连接COM通讯串口线,将梯形图上传至PLC中;(2)对于某些输入信号可以选取一些动作形式相仿的元件模拟连接;(3)充分运用编程软件的监控与测试功能查看梯形图逻辑动作流向;(4)仔细记录各个输出驱动继电器的动作顺序和时序间隔;(5)具体调试时应遵循从实现基本功能的程序语句行开始,逐步以模块方式细化的办法进行调试,以利于定位和处理在调试中的异常情况;
3)安装。安装的提前条件为:(1)标记出风机处理系统电动机启动控制器的两地控制预留端子号;(2)标记出水泵循环系统电动机启动控制器的两地控制预留端子号;(3)处理好备用水泵循环电动机的两地控制端子,使之能可靠切换;(4)处理好温度控制器在制冷压缩机组电气控制箱中的位置;(5)标记出温度控制器的输出触点(KA)以及完成温度值的预设工作;(6)将PLC安装于消防控制室中,与中央空调系统的远程控制器相邻。;(7)对远程控制器的电源和上班开关部分进行局部线路改造,如图1;(8)将水泵电动机、送风电动机、回风电动机的热保护继电器设置为手动复位。
安装前提条件就绪后,按照统筹兼顾的原则进行相应的所需预埋线路敷设施工,遵循电气线路图的设计进行相关线路的连接。最后将PLC连入中央空调系统设备中,通过试运行无异常后,方可投入使用。
3关于PLC在中央空调系统时序启停控制应用的说明和体会
3.1有关PLC在中央空调系统时序启停控制应用的说明
该设计由于主要侧重点位于中央空调系统的时序启停控制,只是完成了对不同设备依照操作规范的依次时序自动启停控制,因此保留了风机系统和水泵循环系统原有的继电器接触器控制方式,将KA1、KA2、KA3驱动继电器的常闭触点分别串接入相应的设备二次继电控制回路中,将KA5、KA7、KA8驱动继电器的常开触点分别并接入相应设备二次继电控制的启动按钮回路中,用以实现对中央空调系统各个设备的两地控制。另外,之所以使用KA1-KA3驱动继电器的常闭触点作为串联停止信号,是出于当PLC无论是处于RUN(运行)还是STOP(停止)状态,风机系统和水泵循环系统都可以完成就地的启动与停止操作。最后,是关于制冷压缩机组和水泵循环系统的运行安全连锁处理方面,在本设计中需将水泵循环系统电动机的运行接触器KM2的辅助常开触点串接入上班开关(KA6)回路,使其一旦水泵循环系统电动机因异常状况停转后能够使得压缩机制冷机组停止运行,保障了在第一时间内将上班开关置于下班状态,避免由于失去水泵循环运行后制冷压缩机组的故障报警,从而起到了针对此类型设备所必须的安全连锁保护作用。
3.2有关PLC在中央空调系统时序启停控制应用的体会
通过本次运用PLC对我剧场中央空调系统时序启停控制的初步应用,从中对如何使设备的智能、可靠、高效的控制与运行都有了较为深刻的认识和理解,对PLC的基本应用和梯形图设计也有了一定程度的掌握和心得,这些不断积累起来的思路与体会必将使得在以后的实际工作中,对于把握和处理具体问题都将受益匪浅。
4结论
此次PLC的应用设计只是针对我剧场中央空调系统的时序启停控制,由于设计应用之初中央空调系统尚在售后服务期内和所需上报预算资金的考虑,并未涉及对水泵循环系统、送风系统、回风系统的电动机星角降压启动继电器接触器控制方式的PLC设计,若以PLC的高度灵活性对中央空调系统的各个运行设备的时序启停运行方式、系统保护、数据反馈和显示、乃至故障诊断进行综合性的统筹和整合,据此形成一个因地制宜的人机高功效系统运行信息管理与控制平台,这才是PLC在中央空调系统领域应用的最终目的。
参考文献
[1]电工技师手册编辑委员会.电工技师手册[M].1版.机械工业出版社,1997.
关键词:汽车;启动系统;启动机
中图分类号:G712文献标识码:B文章编号:1002-7661(2014)10-014-01
汽车用启动电动机一般为直流电动机,主要由磁极、电枢、换向器以及机壳等部件组成。电枢绕组与磁场绕组串联,称此种直流电动机为串励式直流电动机。
启动电动机的磁极由固定在机壳上的磁极铁心和缠绕在铁芯上的磁场绕组组成,磁场绕组所产生的磁极应该是相互交错的。一般用四个磁极,功率较大的启动机个别用6个磁极。
启动电动机的电枢与换向器。电枢由外圆带槽的硅钢片叠成的铁芯、电枢轴和电枢绕组等组成,启动机工作时,通过电枢绕组和磁场绕组的电流达几百安或更大,因此其磁场绕组和电枢绕组一般采用矩形断面的裸铜线绕制,换向器由许多换向片组成,换向片的内侧制成燕尾形,嵌装在轴套上,其外圆车成圆形,换向片与换向片之间均用云母绝缘。
启动电动机的电刷与电刷架。用来联接磁场绕组和电枢绕组的电路,并使电枢轴上产生的电磁力矩保持固定方向。电刷用含铜石墨制成,装在端盖上的电刷架中,通过电刷弹簧保持与换向片之间具有适当的压力。电动机内装有四个电刷架,其中两个电刷架与机壳直接相连构成电路搭铁,称为搭铁电刷架。
启动电动机的传动机构,普通启动机传动机构又称啮合机构或啮合器,其主要组成部分是单向离合器。其作用是:启动时将电枢的电磁转矩传递给发动机飞轮,而在发动机启动后,就立即打滑,以防止发动机飞轮带动启动机电枢高速旋转而造成飞散事故,启动机常见的单向离合器有:滚柱式、磨擦式等几种式。强制啮合式是靠电磁力通过拨叉或直接推动驱动齿轮作轴向移动与飞轮齿环啮合,这种启动机工作可靠、结构也不复杂,因而使用最为广泛。
汽车启动机按传动机构结构分为非减速启动机和减速启动机两类,非减速启动机的启动机与驱动齿轮之间直接通过单向离合器传动。一直以来,汽车上使用的启动机其传动机构均为这种机构。减速启动机是在启动机与驱动齿轮之间增设了一组减速齿轮。减速启动机具有结构尺寸小、重量轻、启动可靠等优点,在一些轿车上应用日渐增多。
汽车的启动系统通常由蓄电池、点火开关、启动继电器、复合继电器、启动机等组成。启动系统的功用是通过启动机将蓄电池的电能转换成机械能,启动发动机运转。现代汽车发动机以电动机作为启动动力。.启动开关用来接通启动机电磁开关电路,以使电磁开关通电工作,汽油发动机的启动开关与点火开关组合在一起。启动继电器是由启动继电器触点(常开型)控制启动机电磁开关电路的通断,启动开关只是控制启动继电器线圈电路,由于启动继电器线圈的电阻值较大,从而使得该电路中的电流较小,这样就会保护了启动开关的触点不被烧坏。
电磁开关安装在启动机的上部,用来控制启动机驱动齿轮与飞轮的啮合与分离,以及电动机电路的接通和关断,电磁开关主要由吸拉线圈、保持线圈、活动铁芯、接触盘、触点等组成。对于汽油发动机用启动机、电磁开关内还有点火线圈附加电阻短路触点,通过电磁开关外壳上的接线柱与点火线圈初级绕组相连。接通启动开关后,吸拉线圈和保持线圈通电,在吸拉线圈和保持线圈电磁力的共同作用下,使活动铁芯克服弹簧力移位,活动铁芯带动拨叉移动,将驱动齿轮推向飞轮,当驱动齿轮与飞轮啮合时,接触盘也被活动铁芯推至与触点接触位置,使启动机通入启动电流,产生电磁转矩启动发动机。接触盘接触后,吸拉线圈被短路,活动铁芯靠保持线圈的电磁力保持其啮合位置。
汽车的启动系统的工作过程是:当点火开关旋至启动挡时,启动继电器线圈通电,电流回路为:蓄电池正极熔断器点火开关启动挡启动继电器线圈搭铁蓄电池负极。于是启动继电器的常开触点闭合,接通了电磁开关电路。电磁开关电路接通,电流由蓄电池正极启动继电器触点吸引线圈搭铁蓄电池负极。当发动机启动后,松开点火开关,点火开关自动返回点火挡,启动继电器触点断开,切断了电磁开关的电路,电磁开关复位,启动机停止工作。若发动机启动后,点火开关没能及时返回点火挡,这时复合继电器中线圈由于承受了硅整流发电机中性点的电压,使常闭触点打开,自动切断了启动继电器线圈的电路,触点断开,使电磁开关断电,启动机便自动停止工作了。若在发动机运转时,误将启动机点火开关旋至启动挡位,由于在此控制电路中,复合继电器的线圈总加有汽车发电机中性点电压,复合继电器触点处于断开状态,启动继电器线圈不形成电流回路,电磁开关不动作,启动机就不会工作。
【关键词】断路器;三相不一致保护
引言
在220kV及以上电压等级的电网中,现场安装的一般都是分相操作断路器,因此运行中断路器就会出现由于操作或设备质量等原因造成的三相位置不一致的异常状态。当系统出现三相不一致运行时会在系统中产生较大的负序、零序等分量,不仅对一次设备造成损害,同时也可能引起二次保护误动,对系统安全及稳定性影响严重,所以必须要设置断路器三相不一致保护。但在实际运用中由于各种原因存在着许多安全隐患,有时会引起要三相不一致保护的误动,引起加强断路器三相不一致装置的运行维护就显得非常重要。本文就分析一起断路器三相不一致保护误动的事故。
1.故障发生前的运行方式
220kV系统:农新线4953开关、1号主变2601、歌肖2H97开关运行于正母线;农新线4956开关、2号主变2602开关运行于副母线;歌肖线2H98线路检修,开关检修。
2.事故现象
2014年7月5日7时26分,某220kV变电站1号主变2601开关跳闸,监控收到“2601开关三相不一致动作”信号,三相跳闸时间分别为7:26:17.758、7:26:17.758和7:26:17.759,三相几乎同时跳闸。
经值班员现场检查:1号主变2601开关汇控箱内失相延时继电器K07动作未复归,主变保护装置无保护动作报文,后台“2601开关三相不一致动作”光字牌亮。
图1三相不一致回路图
3.原因分析
三相不一致保护可以分别由保护装置或断路器本体实现,而目前在江苏电网中采用断路器本体三相不一致保护。其原理是将断路器三相位置的常开辅助接点和常闭辅助接点分别并联后再串联,如果发生断路器三相位置不一致,此时回路导通延时时间继电器得电,经过时间延时(考虑重合闸时间)后出口中间继电器得电将断路器跳开。如图1中断路器任一相的辅助接点导通后启动延时时间继电器K07,其延时接点闭合启动图2中出口中间继电器K02,K02常开接点闭合使分闸线圈得电,分开另外两相。这就是断路器发生三相位置不一致时,本体三相不一致保护动作过程。
图2分闸回路图
本次事故跳闸后经停电检查发现:图1中失相延时继电器K07的A1端子带正电,汇控箱内端子排X0243带正电,经检查分相结构内断路器辅助位置接点正常。
后通过试验拆除失相延时继电器K07上A1端子接线后端子X0243正电消失,但是此时延时继电器K07上的A1端子仍有正电。测量K07上与A1端子接近的15端子发现带正电,拆除15端子上接线后发现A1端子正电消失。K07上15端子接自正电源+T1,正常时带正电。在K07上A1端子与15端子均无接线的情况下测量两端子间电阻小于2000欧。
通过以上的现场检查试验分析,得出本次2601开关跳闸原因如下:2601开关汇控箱内失相延时继电器K07上A1端子与15端子间绝缘下降,导致K07线圈得电,K07常开延时闭合接点闭合,K02继电器线圈得电,常开接点闭合,启动三相分别跳闸,三相跳闸时间几乎相同,与监控收到跳闸信息相吻合。
通过本次跳闸事故我们发现虽然断路器本体三相不一致保护设计简单,不需要零序、负序电流元件进行判别,也就是说在逻辑回路上未引入电气量判别,因此就可以大大缩短二次电缆的使用,节约费用。另外由于三相不一致保护出口直接作用于跳闸回路,所以也不会有启动失灵的问题。但是其也有非常明显的缺点,因为220kV及以上高压断路器一般都是运行在户外,因此外部环境对其影响较大,特别是当温度较低、湿度较大时,由于断路器辅助接点的不可靠性以及电缆受运行环境影响引起的电缆绝缘降低,极易启动三相不一致时间继电器,造成三相不一致保护误动作,所以在实际运行中会在断路器机构箱中装设有由温度、湿度传感器自动启动加热回路的温湿度控制器,这就是为了防止机构箱受潮引起设备绝缘降低。另外为了防止本体三相不一致保护误动作,根据反措的要求三相不一致保护回路中的时间继电器的动作功率应不得小于5W。
根据以往的运行经验,时有发生此类误动的事故。针对此问题,可采取以下整改措施:
首先,可以提高断路器本体三相不一致保护时间继电器的动作功率。本次事故中的三相不一致保护时间继电器K07的标称额定功率为1.3W、额定直流电压为220V,显然不满足时间继电器的动作功率应不得小于5W的反措要求。因此如果不更换时间继电器而实现提高三相不一致保护启动回路的动作功率,可以通过在时间继电器线圈两端并联电阻的方式来实现。
其次,要加强断路器的日常运行维护工作。平时设备巡视时要经常对断路器机构的端子排进行专项排查,主要检查内容包含端子排端子安装方向正确性和端子排绝缘隔板的完整性;另外还需要保证本体三相不一致保护回路的独立性,将用于三相不一致保护的断路器各相操作机构的辅助接点与其他辅助回路之间用空端子进行明显隔离;还有就是要多巡视检查断路器机构箱中温湿度传感器的工作状态,确保能使加热回路正常启动;最后允许的话现场还可以使用一些能够适应外部恶劣环境的高质量的整定方便、精度容易保证,同时应满足时间继电器动作电压应大于50%小于75%倍的直流额定电压的要求的数字式时间继电器;
4.结束语
关键词:失灵保护;作用;原理;配置原则
电力系统正常运行时,有时会出现某个元件发生故障,该元件的继电保护动作发出跳闸
信息而断路器却拒绝动作(即断路器失灵)的情况。这种情况可能会导致事故范围扩大、烧毁设备,甚至使系统的稳定运行遭受破坏。尽管采用相邻元件保护作为远后备是最简单、合理的后备方式。但这种后备方式在高压电网中由于各电源支路的助增电流和汲出电流的作用,使后备保护的灵敏度得不到很好的满足,动作时间也较长。因此,对于比较重要的高压电力系统应考虑装设断路器失灵保护。
1.断路器失灵保护的概念
断路器失灵保护是指当电力系统发生故障,故障元件的继电保护动作发出跳闸命
令而断路器拒动时,利用故障元件的保护动作信息与拒动断路器的电流信息构成对断路器失灵的判别,能够以较短的时限切除同一厂站内相邻的断路器,使停电范围限制在最小,从而保证整个电网的稳定运行,避免造成发电机、变压器等故障元件的严重烧损和电网的崩溃瓦解事故。断路器失灵保护是近后备中防止断路器拒绝动作的一项有效措施。
2.断路器失灵保护的作用
(1)对带有母联断路器或分段断路器的母线要求断路器失灵保护应首先动作于断开母联断路器或分段断路器,然后动作于断开与拒动断路器连接在同一母线上的所有电源支路的断路器,同时还应考虑运行方式来选定跳闸方式。
(2)断路器失灵保护由故障元件的继电保护启动,手动跳开断路器时不能启动失灵保护。
(3)在启动失灵保护的回路中,除故障元件保护的触点外还应包括断路器失灵分相判别元件的触点,利用失灵分相判别元件来检测断路器失灵故障的存在。
(4)为了从时间上判别断路器失灵故障的存在,失灵保护的动作时间应大于故障元件断路器跳闸时间和继电保护返回时间之和。
(5)为了防止失灵保护误动作,失灵保护回路中任一对触点闭合时,应使失灵保护不被误启动或引起误跳闸。
(6)断路器失灵保护应有负序、零序和低电压闭锁元件;对于变压器、发电机一变压器组采用分相操作的断路器,允许只考虑单相拒动,应用零序电流代替相电流判别元件和电压闭锁元件。
(7)若变压器或母线发生故障时,失灵保护动作后应闭锁各连接元件的重合闸回路,以防止对故障元件进行重合。
(8)若以旁路断路器代替某一连接元件的断路器时,失灵保护的启动回路应作相应的切换。
(9)若某一连接元件退出运行时,它的启动失灵保护的回路应同时退出工作,以防止试验时引起失灵保护误动作。
(10)失灵保护动作应有专用信号表示。
3.断路器失灵保护的原理
3.1示意图说明
如图1所示,当k处发生故障的时候,5QF的保护装置动作后,若5QF拒动,便启动失灵保护,经过一定的延时后跳开2QF、3QF。
3.2原理框图说明
3.2.1断路器失灵保护主要由图2所示元件构成,各元件的作用是:
(1)起动元件:由该组母线上所有引出线(2QF、3QF、5QF)的保护装置出口继电器构成。其作用是在发生断路器拒动时启动断路器失灵保护。
(2)低电压元件U
(3)延时元件ts鉴别是短路故障还是断路器失灵。
3.2.2保护动作条件
(1)故障引出线的保护装置出口继电器动作后不返回;
(2)在保护范围内故障仍然存在。当母线上引出线较多时,鉴别元件采用检查母线电压
的低电压元件;当母线上引出线较少时,鉴别元件采用检查故障电流的电流元件。
3.2.3低电压元件动作电压整定
应按照最大运行方式下线路末端短路时,有足够的灵敏度来整定。
3.2.4延时元件的动作时间
躲过断路器跳闸时间和保护返回时间之和。
4.断路器失灵保护的配置原则
220~500kV电网以及个别的1lOkV电网的重要部分,根据下列情况应设置断路器失灵保护。
(1)当断路器拒动时,相邻设备和线路的后备保护没有足够大的灵敏系数,不能可靠动作切除故障时;
(2)当断路器拒动时,相邻设备和线路的后备保护虽能动作跳闸,但切除故障时间过长而引起严重后果时;
(3)若断路器与电流互感器之间距离较长,在其间发生短路故障不能由该电力设备的主保护切除,而由其他后备保护切除,将扩大停电范围并引起严重后果时。
5.应用断路器失灵保护应注意的几个问题
(1)非电量保护作为断路器失灵保护的启动量不合适。变压器压力释放、主变重瓦斯保护出口不应启动失灵保护。因为非电量保护接点动作和返回时间都较慢,启动失灵保护的可靠性差;另外非电量保护动作时,有时电流不会快速增加很多,达不到失灵启动电流值,此时失灵保护不会启动。
(2)后备保护不能直接启动失灵保护。将发电机反时限对称过负荷保护、反时限不对称过负荷保护、过激磁保护设计成出口启动失灵,这是不合适的。