導(dǎo)語：化工企業(yè)電氣繼電保護(hù)配置方案一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,我國的化工企業(yè)的規(guī)模越來越大,這使得用電的需求越來越大,同時(shí)也對用電安全提出了更大的挑戰(zhàn)?；?a href="http://www.yuanjingfilm.com/lunwen/gylw/huagongqiyelunwen/201507/603535.html" target="_blank">電氣的繼電保護(hù)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)性工程,其正常的運(yùn)行受到多種因素的影響,因而在實(shí)際的運(yùn)行過程中存在著很多的問題[1]。為了使化工企業(yè)的用電安全得到有效的保證,我們必須要加強(qiáng)科學(xué)技術(shù)的研究和創(chuàng)新,明確繼電保護(hù)的基本含義及主要任務(wù),提出合理的化工電氣繼電保護(hù)方案,只有這樣才能有效保證化工企業(yè)供電系統(tǒng)的安全。

1山西天脊煤化工集團(tuán)及電力系統(tǒng)簡介

山西天脊煤化工集團(tuán)股份有限公司(以下簡稱天脊集團(tuán))是20世紀(jì)80年代初建設(shè)的我國第一個(gè)以煤為原料生產(chǎn)高效復(fù)合肥的大型企業(yè),經(jīng)過30年的發(fā)展,公司的產(chǎn)能及產(chǎn)品種類已發(fā)生了很大的變化,現(xiàn)在合成氨產(chǎn)量已達(dá)年產(chǎn)45萬噸,硝酸年產(chǎn)108萬噸,硝銨年產(chǎn)40萬噸,苯胺年產(chǎn)26萬噸,目前已形成以硝酸磷肥為主,集有機(jī)化工、煤炭深加工、精細(xì)化工等為一體,多產(chǎn)品、跨地域的大型煤化工集團(tuán)。天脊集團(tuán)電力系統(tǒng)通過閆化線(14.83km)和潞化線(12.572km)兩條110kV架空線路與山西長治電網(wǎng)相連接。總降壓站設(shè)置3臺主變壓器,分別為1#主變40MVA、2#主變37.5MVA、3#主變37.5MVA,兩臺6KV熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組(余熱發(fā)電)分別為1#發(fā)電機(jī)16MW,2#發(fā)電機(jī)30MW。

2繼電保護(hù)的基本含義及主要任務(wù)

2.1基本含義

繼電保護(hù)是指當(dāng)電力供應(yīng)系統(tǒng)的某些設(shè)備和元件發(fā)生了故障時(shí),自動(dòng)將發(fā)生故障的設(shè)備從電力系統(tǒng)中切除,同時(shí)發(fā)出警報(bào)信號,將相關(guān)的故障控制在最小范圍內(nèi),避免其他設(shè)備受到不良的影響[2]。因此,繼電保護(hù)系統(tǒng)是電力供應(yīng)系統(tǒng)的重要組成部分,它對于整個(gè)電力供應(yīng)系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定發(fā)揮著不可或缺的重要作用,隨著電力系統(tǒng)的日趨擴(kuò)大和復(fù)雜,對繼電保護(hù)系統(tǒng)的要求越來越高。

2.2主要任務(wù)

繼電保護(hù)的主要任務(wù)大致可以歸結(jié)為以下幾點(diǎn)。首先,繼電保護(hù)系統(tǒng)可以將發(fā)生故障的設(shè)備在最短的時(shí)間內(nèi)從電力系統(tǒng)中切除,使其他的電力設(shè)備免受損害,從而保證沒發(fā)生故障的電力系統(tǒng)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。其次,繼電保護(hù)裝置還可以在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號,以便迅速處理故障,盡快恢復(fù)供電。

3化工企業(yè)電氣繼電保護(hù)的裝設(shè)原則-以天脊集團(tuán)電力系統(tǒng)為例

天脊集團(tuán)110kV系統(tǒng)及6kV系統(tǒng)正常運(yùn)行方式為:總降110kV母線為單母分段并列運(yùn)行,潞化線供電,閆化線熱備;2#主變壓器與1#發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行;3#主變壓器與2#發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行;1#主變壓器獨(dú)立運(yùn)行。6kV系統(tǒng):01#變電所、02#變電所、22#變電所6kV母線為單母分段并列運(yùn)行。01#變電所與02#變電所聯(lián)絡(luò)線熱備(即621開關(guān)在運(yùn)行狀態(tài),611開關(guān)熱備狀態(tài))。04#變電所的運(yùn)行方式為:1#主變通過601－6012開關(guān)帶04#變II段負(fù)荷,01#變－04#變聯(lián)絡(luò)線帶04#變I段負(fù)荷,6011開關(guān)在熱備狀態(tài)。其具體的電力系統(tǒng)主接線如圖1所示。具體來說,天脊集團(tuán)電力系統(tǒng)的110kV閆化線和潞化線線路采用西門子原裝進(jìn)口7SA610距離保護(hù),110kV水I線和水II線采用西門子原裝進(jìn)口7SJ62距離保護(hù),主變差動(dòng)保護(hù)采用西門子原裝進(jìn)口7UT61,主變后備保護(hù)采用南京南瑞NSP772,主變非電量保護(hù)采用南京南瑞NSP10,6kV發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)采用西門子原裝進(jìn)口7UM62,6kV高壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)采用南京南瑞NSP783,6kV變壓器保護(hù)采用南京南瑞NSP784,6kV線路保護(hù)采用南京南瑞NSP788。

3.16kV/400V配電變壓器保護(hù)裝設(shè)原則

依照DL400-91《中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定,首先,6kV/400V變壓器容量在400kVA以上時(shí),需要裝設(shè)瓦斯保護(hù);容量在400kVA以下時(shí),不需裝設(shè)瓦斯保護(hù)。其次,變壓器容量在2000kVA以下時(shí),裝設(shè)電流速斷保護(hù);當(dāng)速斷保護(hù)靈敏度不夠時(shí),需要驗(yàn)證保護(hù)在主要運(yùn)行方式下的靈敏度,如果仍然不滿足要求,可考慮不設(shè)該段保護(hù)。第三,變壓器應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù),當(dāng)過電流保護(hù)靈敏度不夠時(shí),改裝低電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)。第四,由于6kV側(cè)系統(tǒng)中性點(diǎn)采用小電阻接地方式,故變壓器應(yīng)裝設(shè)兩段式零序過電流保護(hù)。最后,變壓器容量在400kVA以上時(shí),應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。

3.26kV側(cè)電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝設(shè)原則

依照DL400-91《中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定,首先,6kV電動(dòng)機(jī)(包括同步電機(jī)和異步電機(jī))應(yīng)裝設(shè)相間短路保護(hù)。容量在2000kW以下時(shí),裝設(shè)瞬時(shí)電流速斷保護(hù);容量在2000kW以上時(shí),裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。其次,6kV異步電動(dòng)機(jī)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù);6kV同步電動(dòng)機(jī)裝設(shè)反應(yīng)定子過負(fù)荷的失步保護(hù)。第三,同變壓器保護(hù)一樣,6kV電動(dòng)機(jī)裝設(shè)兩段式零序過電流保護(hù)作為系統(tǒng)的接地保護(hù)。最后,根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),同步電動(dòng)機(jī)需要裝設(shè)低電壓保護(hù)。

3.36kV側(cè)線路保護(hù)裝設(shè)原則

依照DL400-91《中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定,首先,6kV側(cè)線路為防止相間短路故障,裝設(shè)延時(shí)電流速斷保護(hù)。其次,6kV側(cè)線路后備保護(hù)應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù);當(dāng)靈敏度不夠時(shí),改裝低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)。最后,同變壓器保護(hù)一樣,6kV側(cè)線路裝設(shè)兩段式零序過流保護(hù)作為系統(tǒng)的單相接地保護(hù)。

3.46kV側(cè)母線及母聯(lián)保護(hù)裝設(shè)原則

依照DL400-91《中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定,首先,6kV側(cè)母線(01＃、02＃和04＃變電所母線除外)的保護(hù)可利用上級線路的保護(hù)來實(shí)現(xiàn)。其次,母聯(lián)斷路器的保護(hù)應(yīng)與母線及母線上的元件保護(hù)綜合考慮。一般來說,如果母線裝設(shè)了母線保護(hù)(包括用電源回路的保護(hù)實(shí)現(xiàn)的母線保護(hù)或?qū)Ｓ媚妇€保護(hù)方式),則無需另外裝設(shè)母聯(lián)斷路器保護(hù),可利用供電線路保護(hù)的第一段時(shí)限動(dòng)作于母聯(lián)斷路器跳閘。第三,對于01＃、02＃和04＃變電所母線,應(yīng)裝設(shè)延時(shí)電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù),當(dāng)過流保護(hù)靈敏度不夠時(shí),改裝低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù);另外,為反應(yīng)1?！?＃主變壓器低壓側(cè)電纜的單相接地故障,應(yīng)裝設(shè)兩段式零序過流保護(hù)。最后,由于01＃、02＃變電所母線為雙側(cè)電源供電,為防止110kV側(cè)母線短路時(shí)主變低壓側(cè)母線開關(guān)誤動(dòng)作,其延時(shí)速斷保護(hù)需裝設(shè)功率方向元件,方向?yàn)樯霞壘€路指向變電所母線。

4典型線路分支系統(tǒng)保護(hù)方案分析

6kV側(cè)電網(wǎng)中,01＃變、02＃變、04＃變I母、04＃變II母為四個(gè)相對獨(dú)立的系統(tǒng)。其中01＃變和02＃變?yōu)殡p電源供電(發(fā)電機(jī)和主變壓器),線路級數(shù)最多為兩級;04＃變I母、04＃變II母為單電源供電(主變壓器),線路級數(shù)最多為三級。基于以上所述以及天脊集團(tuán)所提供的資料中有關(guān)1?！?＃主變壓器高低壓側(cè)后備保護(hù)的定值,可擬定出如下三套線路保護(hù)方案。

4.1方案

對于04＃變I母、04＃變II母兩個(gè)系統(tǒng),主變壓器低壓側(cè)I段保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限為0.8s,為實(shí)現(xiàn)下級線路與之相配合,若為三級線路,則第一級線路及其末端的母線開關(guān)I段保護(hù)動(dòng)作時(shí)限定為0.5s,第二級線路及其末端的母線開關(guān)I段保護(hù)動(dòng)作時(shí)限定為0.2s,第三級線路(編織袋廠母線饋出線)I段保護(hù)動(dòng)作時(shí)限定為0s;若為兩級線路,第一級線路I段保護(hù)動(dòng)作時(shí)限定為0.5s,其末端的母線開關(guān)I段保護(hù)動(dòng)作時(shí)限定為0.2s,同時(shí)一次動(dòng)作值上也要與上級線路形成配合,第二級線路(母線饋出線)I段保護(hù)動(dòng)作時(shí)限定為0s。對于01＃、02＃兩個(gè)系統(tǒng),主變壓器低壓側(cè)I段保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限為1.0s,母聯(lián)開關(guān)I段保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限為0.5s,故第一級線路及其末端的母線開關(guān)I段保護(hù)動(dòng)作時(shí)限定為0.2s,第二級線路(母線饋出線)I段保護(hù)動(dòng)作時(shí)限定為0s。此方案由于對線路和母線均實(shí)施了保護(hù),提高了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性。但由于系統(tǒng)線路級數(shù)多,為形成時(shí)限上的配合,整定中很難保證保護(hù)之間的時(shí)限級差,故方案中三級線路的首末端開關(guān)動(dòng)作時(shí)限相同,最末級線路與次末級之間的時(shí)限級差僅為0.2s(0.2s在規(guī)定上不能成為一個(gè)獨(dú)立級差),這無疑會增加保護(hù)誤動(dòng)的可能性,擴(kuò)大停電范圍。

4.2方案

考慮到三級線路中的編織袋廠I、II段母線所帶設(shè)備不多,為了能使三級線路中的第一級線路首末端開關(guān)保護(hù)形成配合,故犧牲編織袋廠設(shè)備故障時(shí)上級線路保護(hù)的選擇性,即第二級線路I段保護(hù)動(dòng)作時(shí)限定為0s,線路末端的母線開關(guān)可不設(shè)保護(hù);第一級線路I段保護(hù)動(dòng)作時(shí)限定為0.5s,其末端的母線開關(guān)I段保護(hù)動(dòng)作時(shí)限定為0.2s,同時(shí)一次動(dòng)作值上也要與上級線路形成配合。其余的線路保護(hù)同方案I。顯然,此方案實(shí)現(xiàn)了三級線路的首末端開關(guān)之間的保護(hù)配合,但這是以犧牲末級線路的選擇性為代價(jià)的,這勢必會造成保護(hù)誤動(dòng),從而擴(kuò)大停電范圍。

4.3方案

由于6kV側(cè)系統(tǒng)從01＃、02＃和04＃母線以下均為單電源輻射狀電網(wǎng),規(guī)定中可以無需裝設(shè)母線保護(hù)。因此,對于04＃變I母、04＃變II母兩個(gè)系統(tǒng),若為三級線路,則第一級線路I段保護(hù)動(dòng)作時(shí)限定為0.5s,第二級線路I段保護(hù)動(dòng)作時(shí)限定為0.2s,第三級線路(編織袋廠母線饋出線)I段保護(hù)動(dòng)作時(shí)限定為0s;若為兩級線路,第一級線路I段保護(hù)動(dòng)作時(shí)限定為0.5s,第二級線路(母線饋出線)I段保護(hù)動(dòng)作時(shí)限定為0s。對于01＃、02＃兩個(gè)系統(tǒng),第一級線路I段保護(hù)動(dòng)作時(shí)限定為0.2s,第二級線路(母線饋出線)I段保護(hù)動(dòng)作時(shí)限定為0s。相比較而言,由于未裝設(shè)母線保護(hù),此方案是最簡單且經(jīng)濟(jì)的,但其問題就是降低了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性,若運(yùn)行中母線發(fā)生故障,會破壞系統(tǒng)穩(wěn)定,擴(kuò)大事故范圍。

5結(jié)語

綜上所述,隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,我國的化工企業(yè)的規(guī)模越來越大,這使得用電的需求越來越大,同時(shí)也對用電安全提出了更大的挑戰(zhàn)。繼電保護(hù)系統(tǒng)是電力供應(yīng)系統(tǒng)的重要組成部分,它對于整個(gè)電力供應(yīng)系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定發(fā)揮著不可或缺的重要作用。因此我們要明確繼電保護(hù)的基本含義及主要任務(wù),掌握繼電保護(hù)的裝設(shè)原則,分析和研究典型系統(tǒng)保護(hù)方案,努力提高繼電保護(hù)的水平,保證化工企業(yè)電力供應(yīng)系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。

作者:劉飛 單位:山西省潞城市天脊集團(tuán)