6kV高壓柜繼電器保護(hù)系統(tǒng)微機(jī)化改造

吳章國

福建三鋼閩光股份有限公司棒材廠， 福建三明 365000

0 引言

三鋼棒材廠6kV 高壓進(jìn)線柜使用少油斷路器作為線路分合開關(guān)，其保護(hù)采用國內(nèi)早期電磁式繼電器組成的線路保護(hù)系統(tǒng)，主要含過流保護(hù)和速斷保護(hù)。由于線路復(fù)雜，繼電器種類和數(shù)量繁多，造成非故障時誤動作，或發(fā)生故障時指示不清，嚴(yán)重影響生產(chǎn)，同時給故障判斷帶來難度。為避免類似情況繼續(xù)發(fā)生，經(jīng)研究決定，對高壓進(jìn)線柜繼電器保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行微機(jī)化改造。

1 原繼電器保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

原系統(tǒng)由母線、控制、保護(hù)、信號、測量等回路組成。其中：

母線回路含控制母線、信號母線、合閘母線，電壓：DC220V；

控制回路含試驗(yàn)/遠(yuǎn)程合/分閘、合/分閘指示；

保護(hù)回路含過流/速斷延時跳閘；

信號回路含延時過流/速斷保護(hù)、掉牌未復(fù)歸、跳閘回路斷線、事故跳閘；

測量回路含電流回路（測量表計(jì)和過流保護(hù)）、電壓回路（測量表計(jì)）；

其它回路包括音響報警回路、照明回路、與母聯(lián)柜連鎖等。

2 微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)仍然保留原有母線結(jié)構(gòu)，將控制、保護(hù)、信號、測量等功能集成在微機(jī)中，預(yù)留各回路接口與原系統(tǒng)進(jìn)行對接。為向下兼容，保留原有的分/合閘開關(guān)及試驗(yàn)按鈕、測量表計(jì)、指示燈等其它回路。出于性價比的考慮，選用天正STS361L 微機(jī)保護(hù)裝置，已能滿足要求。其中分閘原理如圖1所示：

圖1 分閘原理圖

說明：+/-KM：直流控制母線，TQ：跳閘線圈(外部)，DL-2：斷路器位置輔助點(diǎn)(外部)，TBJA、TBJC：跳閘保持繼電器，HWJA：合閘位置繼電器，TZJB：跳閘保護(hù)控制繼電器，IN8X*：微機(jī)保護(hù)裝置外部輸入接口，1LP1：跳閘壓板，1D**：外部接線端子。

合閘原理如圖2 所示：

說明：+/-KM：直流控制母線，HQ：合閘接觸器線圈(外部)，DL-2：斷路器位置輔助點(diǎn)(外部)，HBJA～HBJC：合閘保持繼電器，TBJB：跳閘保持繼電器，TWJA：跳閘位置繼電器，TBJVA、TBJVC：防跳繼電器，HZJB：合閘保護(hù)控制繼電器，IN8X*：微機(jī)保護(hù)裝置外部輸入接口，1LP2：合閘壓板，1D**：外部接線端子。

3 天正STS361L 微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)主要功能

過電流保護(hù)：裝置實(shí)時計(jì)算并進(jìn)行三段過流判別，當(dāng)任一相電流大于I 段電流定值1.2 倍時跳閘。

動作條件：

1）I 相電流＞In 段電流定值；

2）T＞Tn 段延時定值；

3）滿足過流相的方向及低電壓條件。

零序過電流保護(hù)：當(dāng)零序電流3I0 大于1.2 倍的I 段定值時跳閘。

動作條件：

1）3I0＞I0 接地N 段定值；

2）T＞T0 接地N 段延時定值；

3）相應(yīng)的方向條件滿足（若需要）。

反時限保護(hù)：即標(biāo)準(zhǔn)反時限、非常反時限、極端反時限。通過設(shè)置控制字的相關(guān)位可選擇定時限或反時限方式。

過負(fù)荷保護(hù)：監(jiān)視三相的電流過負(fù)荷，時間延時到，過負(fù)荷報警與跳閘的選擇由控制字選定。

PT 斷線檢測：三相失壓、兩相或單相PT 斷線、兩相或單相PT 斷線，滿足上述條件之一，裝置報發(fā)“PT 斷線”信息并點(diǎn)亮告警燈。

小電流接地選線：小電流接地選跳系統(tǒng)由STS361L 裝置和主站構(gòu)成。無主站系統(tǒng)時，單裝置接地試跳判據(jù)為：合位時3U0 大于18V，試跳分位后3U0 小于18V，即判為本線路接地。

數(shù)據(jù)記錄：可記錄的模擬量為Ia、Ib、Ic、3I0、Ua、Ub、Uc、Ux、Ii0，狀態(tài)量為斷路器位置、保護(hù)跳閘合閘命令。除記錄系統(tǒng)擾動數(shù)據(jù)外，還記錄裝置的操作事件、狀態(tài)輸入量變位事件、更改定值事件及裝置告警事件等。

其它保護(hù)有方向保護(hù)、低電壓保護(hù)、加速保護(hù)、三相重合閘保護(hù)、低頻保護(hù)、低壓解列保護(hù)等。

4 裝置的設(shè)定

為延續(xù)原系統(tǒng)的保護(hù)功能，對一些關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，其余參數(shù)均使用出廠設(shè)定值。

I 段電流(速斷)：7A(對應(yīng)一次電流2100A)，時間：0.2S；II 段電流(過流)：5.5A(對應(yīng)一次電流1750A)，時間：0.5S；

CT 變比：1500/5/1000=0.3；

PT 變比：6000/100/1000=0.06；

軟壓板的設(shè)定：

電流I 段：投入；電流II 段：投入。電流III 段、零序I/II/III、加速、過負(fù)荷、低周減載、重合投入均退出。

5 結(jié)論

STS361L 微機(jī)保護(hù)裝置改造自投入以來一直保持良好運(yùn)行狀態(tài)。由于取消了繼電器，系統(tǒng)可靠性大為增加。其人機(jī)界面采用液晶面板顯示，對在線數(shù)據(jù)觀察、歷史故障追蹤都起到了極大的幫助。裝置本身帶通訊功能，能方便地將系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，提供給后臺計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控。高壓進(jìn)線柜繼電器保護(hù)系統(tǒng)微機(jī)化的改造，為進(jìn)一步推廣至其他設(shè)備奠定了基礎(chǔ)。

[1]齊相波.高壓開關(guān)柜二次保護(hù)微機(jī)化改造.電站系統(tǒng)工程，2009(3).