高壓廠用電動機二次線設計探討

于樹輝

(山東電力工程咨詢院有限公司，山東濟南 250013)

高壓廠用電動機二次線設計探討

于樹輝

(山東電力工程咨詢院有限公司，山東濟南 250013)

電動機是把電能轉化為機械能的裝置，按用途分為驅動式和控制式;按電能種類分為直流和交流;從電動機的轉速與電網電源頻率之間的關系分為同步和異步;按電源相數來分為單相和三相;按防護型式分為開啟式、防護式、封閉式、隔爆式、防水式、潛水式;按安裝結構型式分為臥式、立式、帶底腳、帶凸緣;按絕緣等級分為E級、B級、F級、H級等。對于發電廠廠用電動機來說，起主導作用的是泵類和風機類高壓廠用電動機。這兩類電動機應用廣泛，在發電廠內幾乎隨處可見，且在鍋爐、汽機輔機系統占據重要位置。本文從高壓廠用電動機二次接線設計角度，探討各種高壓廠用電動機的保護和控制接線方式的問題。

1 設計依據及內容

高壓廠用電動機二次線設計依據:行業標準、規范、規程、規定等;設備廠家資料;專業負荷資料(包括控制地點要求)和聯鎖要求;系統要求。

設計的內容:根據一次設備配置和控制方式(程控、就地)的不同、在高壓廠用電動機控制電源均為110V、220V直流時，設計各種類型電動機二次接線(包括保護、控制接線)。

2 高壓廠用電動機二次線設計

對于高壓廠用電動機而言，一般一次線的配置方式有兩種，即接觸器+高壓熔斷器接線方式和真空斷路器接線方式?！痘鹆Πl電廠廠用電設計技術規定》(DL/T 5153－2002)中對于采用何類保護措施沒有具體規定。對上述兩種配置方式的安全、經濟性進行比較發現，小于1000kW的泵類電機和小于800kW的風機類電動機由接觸器+高壓熔斷器回路構成主回路較適宜;大于等于1000kW的泵類電機和大于等于800kW的風機類電動機由真空斷路器回路構成主回路是安全、合理的。隨著電動機綜合保護裝置的大量應用和日益完善，高壓廠用電動機保護的大部分功能都可以實現。改變了以往利用中間繼電器、電壓繼電器、時間繼電器等多種繼電器及其線圈和開閉觸點的特性進行復雜組合搭配以實現多種保護的狀況，使二次接線變得簡單、可靠，提高了設計效率。

2.1 接觸器+高壓熔斷器(FC)方式

當高壓廠用電動機保護由高壓熔斷器+接觸器回路(FC)構成主回路時:電流速斷保護由高壓熔斷器來實現;過電流保護有兩種方式當短路電流小于4kA時，保護由電動機綜合保護裝置實現，當短路電流大于4kA時，保護由高壓熔斷器實現;過負荷保護由電動機綜合保護裝置實現;單相接地保護由電動機綜合保護裝置實現;低電壓保護由電動機綜合保護裝置實現。根據規定，I類電機裝設9～10s時限的低電壓保護，II、III類電機裝設0.5s時限的低電壓保護。

2.2 真空斷路器方式

當高壓廠用電動機保護由真空斷路器回路構成主回路時，其電流速斷、過電流、過負荷、單相接地、低電壓保護由電動機綜合保護裝置實現，縱聯差動保護由電動機差動保護裝置來實現。單相接地保護由電動機綜合保護裝置實現，單相接地保護廠用電系統中性點的接地方式按DL/T 5153－2002第4.2條規定，高壓廠用系統分不接地、高阻接地、低阻接地3種接地方式。按接地方式的不同，單相接地保護配置由接于母線上的電壓互感器二次側開口三角形繞組的電壓繼電器構成，動作后主控室發接地信號。I類電機裝設9～10s時限的低電壓保護，II、III類電機裝設0.5s時限的低電壓保護。2MW及以上的電動機應裝設本保護，裝設縱聯差動保護時可不裝設電流速斷保護。

以WDZ－430EX電動機為例，綜合保護測控裝置為:電流速斷保護(反相功率閉鎖)反相功率閉鎖是為了防止外部短路故障或電動機到送大電流引起電流速斷保護誤動作設置了反相功率閉鎖，當電流和電壓同向時，開放保護;當電流和電壓反向時，閉鎖保護;負序過流一、二段保護;過負荷保護;單相接地保護;低電壓保護;電動機堵轉保護等保護。對FC回路，還配有大電流閉鎖出口功能，就是當電流大于接觸器額定開斷電流，如果通過接觸器跳閘，則可能燒毀接觸器，閉鎖跳閘出口。

2.3 高壓廠用饋線保護

高壓廠用饋線保護主要包括電流速斷保護、過電流保護和單相接地保護，保護由開關柜內的綜合保護裝置實現，保護動作為跳閘。

3 高壓廠用電動機的控制方式

3.1 控制方式

高壓廠用電動機控制電源為220V(110V)直流，控制地點為PLC或DCS;開關柜上設啟動/停止按鈕，I類電機另設一個事故即停按鈕;監視控制電源和跳閘回路的完好性，在跳合閘回路分別接有跳合閘位置繼電器。具有防止斷路器跳躍的電氣閉鎖回路。斷路器防跳回路有并聯、串聯兩種方式。一般情況下，斷路器所帶防跳多為并聯防跳，綜合保護測控裝置內的防跳為串聯防跳。斷路器串聯防跳即防跳繼電器電流線圈串接在跳閘回路，電壓線圈并接在合閘回路的防跳接線。斷路器并聯防跳:如ABB的VD4開關本身帶的并聯防跳繼電器電流線圈并接在合閘回路。

向DCS或PLC輸入以下信號(硬接點):A為斷路器合位;B為斷路器分位;C為選擇開關在遠方/就地位置;D為控制電源消失總信號。

向DCS輸入以下信號(通訊量):A為斷路器位置(試驗/工作);B為斷路器接地開關位置;C為功率因數;D為斷路器保護動作、保護裝置故障;E為有功功率;F為無功功率;G為三相電流;H為電度量;I為頻率;J為三相電壓。

3.2 注意事項

高壓廠用電動機保護在電動機應用綜合保護裝置后，由于其裝置本身擁有防跳功能，如果工程師沒有做相應的調整，會出現防跳保護由于相互干擾不能動作，導致斷路器不能正常動作。實際上，兩套防跳功能有一個起到作用就能滿足要求。為了保持保護動作的完整性和可靠性，一般要求解除斷路器防跳回路，應用電動機綜合保護裝置中的防跳回路。

4 結語

高壓廠用電動機在發電廠鍋爐、汽機輔機系統以及水工、上煤等環節占據重要的位置，其運行的可靠和穩定性是電廠安全生產的保障。高壓廠用電動機二次線控制和保護設計不容忽視，隨著綜合保護裝置日益完善，經過十幾年實踐檢驗，已成為高壓廠用電動機控制保護的重要組成部分，且FC回路的成熟應用也降低了成本。隨著大容量FC設備的出現，高壓廠用電動機控制接線可能會呈現大型FC和斷路器兩個方向的發展。無論用哪種方式，安全、可靠和經濟是其能長期發展的保證。

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Discussion on small wiring design of HV motor

根據一次設備配置及控制方式的不同，探討了各種高壓廠用電動機的保護和控制接線方式，完善高壓廠用電動機二次接線設計。

真空斷路器;FC;綜合保護;二次接線

According to a device configuration and the different ways of control，a variety of high － pressure auxiliary motor protection and control wiring were discussed，which improved the small wiring design of HV motor.Key words:vacuum circuit breaker;FC;comprehensive protection devices;small wiring

TM771

B

1674－8069(2011)02－061－02

2010-11-15;

2011-02-21

于樹輝(1976-)，男，山東汶上人，工程師，主要從事電氣設計工作。E－mail:sdyushuhui@yahoo.com.cn