煉化企業(yè)電氣繼電保護穩(wěn)定性解析

孟凡淼

（中國石油天然氣有限責任公司廣西石化分公司動力部，廣西 欽州 535000）

0 引 言

在煉化企業(yè)的產(chǎn)業(yè)運行及可持續(xù)發(fā)展的背景下，通過電氣繼電保護穩(wěn)定性的協(xié)調(diào)，可以提高煉化企業(yè)運行的穩(wěn)定性，增強產(chǎn)業(yè)的核心競爭力。但是，結(jié)合煉化企業(yè)電氣繼電保護設(shè)備運行特點，在繼電保護系統(tǒng)運行中，存在設(shè)備穩(wěn)定性不足的問題。這些現(xiàn)象若不能及時解決，會影響煉化企業(yè)的長周期運行。因此，對于設(shè)備維護人員，需要結(jié)合煉化企業(yè)的運行特點，對電氣繼電保護的穩(wěn)定性進行分析，通過設(shè)備安全管理技術(shù)的落實，提高設(shè)備運行的穩(wěn)定性，以滿足煉化企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展需求。

1 煉化企業(yè)電氣繼電保護的作用及原則

1.1 煉化企業(yè)電氣繼電保護作用

結(jié)合煉化企業(yè)電氣設(shè)備的運行特點，通過繼電保護設(shè)備的使用，需要將穩(wěn)定性的設(shè)備維護作為核心，通過繼電設(shè)備的管理充分保證電力設(shè)備運行的安全性、可靠性，以滿足煉化企業(yè)的經(jīng)濟化發(fā)展需求。通常，在煉化企業(yè)電氣繼電保護穩(wěn)定性分析中，其作用體現(xiàn)在如下4個方面。第一，結(jié)合煉化企業(yè)運行特點，通過失靈保護線路的啟動，可以對過電壓、遠方跳閘以及母線系統(tǒng)進行保護，全面提高電氣繼電保護系統(tǒng)的運行效率，展現(xiàn)煉化企業(yè)的穩(wěn)步運行需求。第二，在煉化企業(yè)電氣設(shè)備使用中，為了達到啟動繼電保護系統(tǒng)的閉鎖重合閘的操作目的，需要保證繼電保護系統(tǒng)的穩(wěn)步運行。第三，在繼電保護設(shè)備的失靈保護中，通常要采用分相以及三相啟動回路的設(shè)備形式，通過電氣繼電保護系統(tǒng)的接點處理，維持煉化企業(yè)的穩(wěn)步運行。第四，在煉化企業(yè)電氣繼電設(shè)備保護中，需要維持繼電保護裝置的設(shè)計方案，以提升設(shè)備自動運行及協(xié)調(diào)使用的價值[1]。

1.2 煉化企業(yè)電氣繼電保護原則

1.2.1 線路保護原則

通過對煉化企業(yè)運行狀況的分析，通過電氣繼電保護穩(wěn)定性協(xié)調(diào)，需要明確線路配置及保護原則，具體如下。第一，在回線路設(shè)置中，需要按照接近后備的原則，配置雙套、完整性以及獨立性的設(shè)備故障分析系統(tǒng)，以提高線路全線速度保護的運行效率。第二，在每回線路配置及雙套遠方跳閘保護系統(tǒng)設(shè)定中，可以針對煉化企業(yè)電氣設(shè)備的使用狀況，利用繼電器對設(shè)備的失靈情況、過電情況進行保護，合理維持煉化企業(yè)電氣繼電保護系統(tǒng)的穩(wěn)定性。第三，在電氣繼電保護中，需要控制電壓線路，全面提升雙套電壓保護的穩(wěn)定效率。

1.2.2 母線保護原則

結(jié)合煉化企業(yè)的運行特點，在電氣繼電保護設(shè)備維護中，為了提高母線保護系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，需要明確如下原則。第一，關(guān)于500 kV的母線，在繼電保護中，需要按照遠近配置的保護原則，對煉化企業(yè)斷路器的接線方式進行分析，避免電氣設(shè)備不穩(wěn)定問題的出現(xiàn)。第二，在雙重化的母線保護系統(tǒng)及繼電設(shè)備維護中，由于沒有獨立性的電氣聯(lián)系，需要時刻保持母線斷路器的靈活性，為煉化企業(yè)電氣繼電保護的穩(wěn)定運行提供支持。

1.2.3 短路的熱穩(wěn)定原則

根據(jù)煉化企業(yè)電氣繼電保護設(shè)備的運行狀況，需要根據(jù)設(shè)備的運行狀況，確定短路的熱穩(wěn)定條件，其協(xié)調(diào)條件為：

式中，Qk是計算時間t秒內(nèi)中的短路電流熱效應(yīng)；It是t秒內(nèi)的設(shè)備允許熱穩(wěn)定電流的有效值；t是設(shè)備允許情況下的熱穩(wěn)定電流時間。

1.2.4 過激磁保護原則

在煉化企業(yè)電氣繼電保護設(shè)備運行中，過激磁保護是繼電器系統(tǒng)運行中的核心內(nèi)容，電氣繼電設(shè)備會按照煉化企業(yè)的運行狀態(tài)，確定過激磁告警以及四段過激磁跳閘保護元件，并使設(shè)備在超過定制動作的情況下，確定保護告警方案，以實現(xiàn)電氣繼電保護系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。一般在電氣繼電保護中的反時限特性分析中，其計算方法為：

式中，TMS是過激磁保護時間，V是電壓；f是頻率；M為過激磁倍數(shù)；(V/f)set是跳閘的整定值[2]。

2 煉化企業(yè)電氣繼電保護中存在的問題

2.1 設(shè)備質(zhì)量問題

結(jié)合煉化企業(yè)電氣繼電保護系統(tǒng)的運行狀況，在設(shè)備運行的過程中，存在一定的質(zhì)量隱患，其具體的問題如下。第一，結(jié)合煉化企業(yè)電氣繼電設(shè)備的運行狀況，元件材質(zhì)存在差異性，增加了繼電設(shè)備的維護難度，導(dǎo)致繼電設(shè)備經(jīng)常遇到安全隱患，嚴重時會對煉化企業(yè)設(shè)備使用造成威脅。第二，根據(jù)煉化企業(yè)的運行特點，部分設(shè)備維護人員缺少專業(yè)性的質(zhì)量控制體系，導(dǎo)致設(shè)備質(zhì)量管理工作流于形式，增加繼電設(shè)備維護及管理的難度，降低設(shè)備運行的穩(wěn)定性。因此，在煉化企業(yè)運行的背景下，為了更好地提高電氣繼電設(shè)備的運行效率，在設(shè)備維護及管理的過程中，需要結(jié)合電氣設(shè)備的使用狀況，確定繼電保護設(shè)備的維護方案，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備中的質(zhì)量問題，并通過具體問題的分析、處理等，構(gòu)建針對性的設(shè)備維護及管理方案，從而為煉化企業(yè)電氣設(shè)備的自動化、安全化運行提供支持，推動煉化企業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展[3]。

2.2 設(shè)備運行故障

分析煉化企業(yè)繼電設(shè)備穩(wěn)定性運行狀況可知，繼電保護系統(tǒng)經(jīng)常遇到運行故障問題，具體如下。第一，母差保護中存在的問題。根據(jù)煉化企業(yè)電氣繼電保護設(shè)備運行狀況，在設(shè)備的穩(wěn)定性協(xié)調(diào)中，會遇到母差交流不平衡的問題，這種現(xiàn)象會增加設(shè)備運行故障，降低煉化企業(yè)繼電設(shè)備的穩(wěn)定性。第二，通過對煉化企業(yè)電氣設(shè)備運行狀況的分析，在繼電設(shè)備使用中，存在設(shè)備運行隱患問題，這種設(shè)備運行故障不能得到及時處理，會降低設(shè)備穩(wěn)定性。第三，在電氣繼電保護設(shè)備使用中，存在材質(zhì)差、質(zhì)量不合格的問題，影響設(shè)備運行穩(wěn)定性，增加繼電設(shè)備的維護及管理難度。同時，在繼電設(shè)備的使用中，電力系統(tǒng)會出現(xiàn)溫度偏高的問題，如果不能及時降溫，會直接損壞繼電保護系統(tǒng)，影響煉化企業(yè)電氣設(shè)備的使用目的。第四，外界干擾的問題。根據(jù)煉化企業(yè)電氣繼電保護系統(tǒng)的運行狀況，在微型繼電保護設(shè)備使用中，可以增強設(shè)備的抗干擾能力，避免系統(tǒng)邏輯元器件分析故障及操作失誤問題的出現(xiàn)，全面提高電氣設(shè)備使用的效率。因此，在煉化企業(yè)電氣繼電設(shè)備穩(wěn)定性協(xié)調(diào)中，需要針對設(shè)備運行狀況，設(shè)定科學(xué)性的協(xié)調(diào)方案，避免設(shè)備異常情況的出現(xiàn)，全面提升煉化企業(yè)電氣設(shè)備的運行效率[4]。

3 煉化企業(yè)電氣繼電保護穩(wěn)定性協(xié)調(diào)策略

3.1 分析煉化企業(yè)電氣繼電保護的穩(wěn)定性

在煉化企業(yè)運行及發(fā)展中，電氣系統(tǒng)的用電設(shè)備發(fā)生短路的概率較高，導(dǎo)致整個繼電保護系統(tǒng)出現(xiàn)最大的短路電流，嚴重時會出現(xiàn)設(shè)備故障隱患，從而降低煉化企業(yè)電氣設(shè)備運行的穩(wěn)定性。因此，在繼電保護系統(tǒng)的整定數(shù)值計算中，需要合理選擇設(shè)備運行參數(shù)，并針對電氣繼電設(shè)備的運行狀況，壓縮保護動作時間，以提高電氣繼電設(shè)備維護及保護的效率。通常，在煉化企業(yè)電氣繼電保護的穩(wěn)定性協(xié)調(diào)中，需要做到如下4點。第一，在電氣繼電保護系統(tǒng)使用中，需要設(shè)置主風機以及備用主風機。第二，將光纖式線路的差動保護裝置維持在35 kV的光纖差動保護狀態(tài)，增強繼電設(shè)備的穩(wěn)定運行效果。第三，在對煉化企業(yè)整個電氣供電系統(tǒng)的繼電保護中，需要考慮其整電計算方法，要在整個過程中考慮保護定值的大小，以避免設(shè)備故障隱患的出現(xiàn)。同時，在設(shè)備維護及管理中，需要利用分層保護原則，確定后備性的覆蓋方法，全面提升電氣繼電設(shè)備的運行穩(wěn)定性。第四，在變電所的繼電設(shè)備穩(wěn)定協(xié)調(diào)中，應(yīng)該根據(jù)煉化企業(yè)的電力系統(tǒng)運行狀態(tài)，設(shè)定系統(tǒng)動作時限，避免繼電設(shè)備故障隱患的出現(xiàn)，展現(xiàn)繼電設(shè)備的維護及管理價值，為煉化企業(yè)電氣繼電設(shè)備的保護提供支持[5]。

3.2 選擇上下級保護時間級差

根據(jù)煉化企業(yè)電氣設(shè)備的運行狀況，為了保證電氣繼電設(shè)備運行的穩(wěn)定性，需要在系統(tǒng)運行以及上下級保護時間級差確定中，將電壓分為不同的運行階段，整個過程中，要縮短變電所供電系統(tǒng)的保護時限。應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)上下級保護時間級差，利用微機型保護系統(tǒng)，將設(shè)備控制時間控制在0.2～0.3 s，以提高電氣繼電設(shè)備保護的穩(wěn)定性。同時，在煉化企業(yè)的電氣設(shè)備使用中，為了提高繼電設(shè)備故障處理的效率，需要確定定值以及延時性的設(shè)備維護方案。這樣可以增強電氣設(shè)備的協(xié)調(diào)處理價值，增強電氣設(shè)備運行的靈活性，滿足煉化企業(yè)的設(shè)備運行及電氣系統(tǒng)使用需求[6]。

3.3 系統(tǒng)負荷電流

煉化企業(yè)電氣設(shè)備使用中，為了提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，需要將負荷電流計算作為重點。可根據(jù)設(shè)備的運行狀態(tài)，將大型異步電動機、異步電動機的使用作為核心，以提升煉化企業(yè)電氣繼電設(shè)備的穩(wěn)定運行效率。通常，在系統(tǒng)負荷電流計算中需要做到如下兩點。第一，最大負荷電流。根據(jù)煉化企業(yè)電氣繼電設(shè)備的維護狀況，在生產(chǎn)最大負荷電流計算中，需要根據(jù)設(shè)備的使用狀況，確定用電設(shè)備的額定電流。例如，在A、B兩臺電氣設(shè)備運行中，計算其中一臺電動機額定電流，之后利用繼電保護系統(tǒng)的運行狀況，對電氣設(shè)備進行維護，提高兩個設(shè)備負荷電流的計算效率。同時，在電氣設(shè)備的消防系統(tǒng)中，為了保證設(shè)備的安全性，需要將額定電流全部計入到等電流系統(tǒng)，以增強額定電流運行的穩(wěn)定性。第二，在操作最大負荷電流計算中，需要結(jié)合設(shè)備運行狀況，控制生產(chǎn)最大負荷的電流，并按照煉化企業(yè)電氣繼電保護狀況，確定最大負荷電流。也就是說，在煉化企業(yè)的電氣設(shè)備使用中，為了提高繼電設(shè)備故障處理的效率，需要確定系統(tǒng)負荷電流的管理方案。這樣可以增強電氣設(shè)備的協(xié)調(diào)處理價值，增強電氣設(shè)備運行的靈活性[7]。

3.4 6 kV供電系統(tǒng)中性點接地技術(shù)

根據(jù)煉化企業(yè)電氣繼電保護系統(tǒng)的運行狀況，為了提高設(shè)備運行的穩(wěn)定性，需要設(shè)定變電所6 kV供電系統(tǒng)的中性點。一般系統(tǒng)的接地方法包括如下3種。第一，在煉化企業(yè)電氣設(shè)備維護中，選擇變電所6 kV的供電系統(tǒng)中性點不接地方法，在6 kV的供電系統(tǒng)單相接地處理中，需要將其電流控制在≤10 A的狀態(tài)，并將系統(tǒng)的允許運行時間控制在2 h。但是，在單相接地電流控制中，電流一定要小于10 A，整個過程中，可以避免電纜發(fā)生接地故障，提高單相接地設(shè)備的保護及繼電設(shè)備的使用價值。第二，在變電所6 kV供電系統(tǒng)的中性點消弧線圈接地方法使用中，通過中性點與串聯(lián)設(shè)備的使用，需要合理控制單相接地狀態(tài)，以提高繼電設(shè)備運行的穩(wěn)定性，避免接地電流減少問題的出現(xiàn)。在完全補償方式使用中，需要利用電感、電流以及電容電流相通的模式，將接地電流控制在接近0的狀態(tài)，并在同一母線上引入多條饋線，及時分析電氣繼電設(shè)備中的隱患問題。第三，在變電所6 kV供電系統(tǒng)的中性點電阻接地方式設(shè)定中，需要及時解決地電容電流過大的問題。在中性點電阻接地方法確定中，需要避免反應(yīng)電阻性電流跳閘問題的出現(xiàn)，以保證用戶供電的可靠性，提高煉化企業(yè)電氣設(shè)備的使用效果[8]。

4 結(jié) 論

在煉化企業(yè)運行的背景下，為了更好地提高電氣繼電設(shè)備的運行效率，在設(shè)備維護及管理的過程中，需要結(jié)合電氣設(shè)備的使用狀況，確定繼電保護設(shè)備的維護方案，并為煉化企業(yè)設(shè)備的自動化、網(wǎng)絡(luò)化運行提供支持。同時，在煉化企業(yè)設(shè)備維護中，需要將電氣設(shè)繼電設(shè)備的使用作為重點，通過電氣繼電設(shè)備的穩(wěn)定運行及高效維護，仔細分析繼電設(shè)備運行的穩(wěn)定性，并在上下級保護時間級差選擇、系統(tǒng)負荷流量分析以及中性點接地技術(shù)落實的過程中，實現(xiàn)煉化企業(yè)電氣繼電保護系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。