《廠用電保護講義》PPT課件.ppt

一.廠用電保護 二.快切裝置、同期裝置、故障錄波器、勵磁柜,一.廠電保護 1.低廠變的保護裝置 采用合肥合能電氣有限公司生產(chǎn)的HN-2020型保護裝置 1.1保護功能(因我廠的低廠變?nèi)萘啃∮?MVA，所以不裝差動保護） （1）三段復(fù)合電壓閉鎖過流保護 作為變壓器外部相間短路、外部接地短路及變壓器本身故障保護。 三段可分別通過控制字選擇經(jīng)或不經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖。 當(dāng)復(fù)合電壓過流的復(fù)合電壓條件投入時動作電流的整定原則：段動作電流應(yīng)按躲過變壓器額定電流整定,當(dāng)復(fù)合電壓過流的復(fù)合電壓條件不投入時動作電流的整定原則： 變壓器段電流速斷保護電流定值應(yīng)該躲過變壓器負(fù)荷側(cè)母線上三相短路時流過保護的最大短路電流。 同時也應(yīng)該躲過變壓器空載投入時的勵磁涌流 段和段分別作為變壓器低壓側(cè)母線上相間短路以及外部故障的后備保護,（2）過負(fù)荷保護 主要是針對變壓器過負(fù)荷的保護，判斷三相電流中的最大相電流超過過負(fù)荷電流定值，經(jīng)過一定時間延時，發(fā)出過負(fù)荷的告警信號。 （3）負(fù)序電流定時限保護 主要是高壓側(cè)相間電流不平衡的保護?？勺鳛閿嘞唷⒎聪嗟裙收媳Ｗo，以變壓器運行電流中的負(fù)序分量作為保護的判斷依據(jù)。 三相電流中負(fù)序電流分量大于整定值，且持續(xù)時間大于時間整定值，則負(fù)序保護動作。,（4）高壓側(cè)三段式零序定時限過流保護 作為高壓側(cè)母線接地故障的保護 （5）低壓側(cè)三段零序定時限過流保護和零序反時限保護作為低壓側(cè)接地故障的保護 零序I段(主保護）是按躲過變壓器區(qū)外故障時流過變壓器的最大零序電流來整定 零序段、段是逐級增加動作時間，作為零序I段的后備保護 （6）非電量保護 溫度保護 （繞組超溫報警或跳閘）,1.2裝置主要特點 1.2.1裝置為分板插件整面板式結(jié)構(gòu)，封閉、加強型單元機箱，抗強振動、強干擾設(shè)計，適應(yīng)于惡劣環(huán)境 1.2.2裝置具有獨立的交流電流電壓輸入、輸出回路，及獨立的具有防跳功能的操作回路（適用于斷路器回路或FC回路） 1.2.3面板上有專用調(diào)試口，便于調(diào)試、整定和維護 1.2.4裝置具有自檢功能，菜單中帶有開出試驗選項，便于調(diào)試、檢驗,1.3裝置結(jié)構(gòu) 本裝置由交流接口插件（互感器板） 、CPU插件（主板）、出口插件（繼電器板）、電源和開入量插件（電源和開入量板）,2.高壓電機的保護裝置 采用合肥合能電氣有限公司生產(chǎn)的HN-2001型保護裝置 2.1保護功能（因我廠高壓電機容量均小于2MW，所以不裝差動保護） （1）二段過流保護 過流段（速斷保護）作為電動機機端電流互感器以下的引線及定子繞組相間短路的主保護 過流段主要針對電動機轉(zhuǎn)子處于停滯狀態(tài)時，電流將急劇增大而造成電動機燒毀事故。為此將過流段配置為堵轉(zhuǎn)保護，在電動機啟動完畢后自動投入。 （2）過負(fù)荷保護 防止電動機長時間負(fù)荷運行導(dǎo)致電機繞組過熱的保護，一般可以整定為1.05倍的額定電流。,（3）反時限過流保護 作為電動機機端電流互感器以下的引線及定子繞組相間短路的后備保護 （4）負(fù)序過流保護 當(dāng)電動機三相電流不對稱運行時，電動機會出現(xiàn)較大的負(fù)序電流，而負(fù)序電流將在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生2倍工頻的電流，使轉(zhuǎn)子附加發(fā)熱大大增加，危及電動機的安全運行， 定時限負(fù)序過流段保護，對電動機反相、斷相，匝間短路以及較嚴(yán)重的電壓不對稱等異常運行工況提供保護。 負(fù)序過流段作為靈敏的不平衡電流保護。若采用定時限，其定值可按大于電動機長期允許的負(fù)序電流整定做為負(fù)序過負(fù)荷報警,（5） 零序過流保護 其零序電流應(yīng)由零序電流互感器直接獲得，是對電動機定子繞組及引出線單相接地的保護。可通過控制字選擇投報警或跳閘,高壓電機保護裝置面板圖,2.2裝置說明 2.2.1本裝置由交流接口插件（互感器板）、CPU插件（主板）、出口插件（繼電器板）、電源和開入量插件（電源和開入量板）組成 2.2.2裝置具有操作回路，由直流220V/110V提供電源，直接驅(qū)動斷路器的跳閘、合閘線圈。 通過防跳繼電器實現(xiàn)防跳功能，并通過合閘位置繼電器和跳閘位置繼電器對斷路器分、合閘控制回路進行監(jiān)視和閉鎖，如果斷路器發(fā)生異常，可以啟動跳合閘位置繼電器，從而可靠閉鎖跳閘、合閘回路 2.2.3電源插件輸出本裝置所需四組直流電壓：+5V，12V，+24V。,2.3投運前的檢查及注意事項 2.3.1裝置各插件可靠連接，各端子應(yīng)牢固可靠連接； 2.3.2電流、電壓各輸入量接線正確，特別應(yīng)注意極性是否正確； 2.3.3定值整定無誤，未用保護應(yīng)退出； 2.3.4運行中，不允許不按指示操作程序隨意按動面板上的按鍵； 2.3.5運行中特別不允許隨意進行如下操作： 1) 修改定值； 2) 投入其他定值； 3) 進行調(diào)試試驗； 4) 修改系統(tǒng)信息。,3. 380V低壓設(shè)備的保護 3.1保護功能： （1）瞬時速斷 是通過空氣斷路器的熱脫扣器來實現(xiàn) （2）過負(fù)荷保護 是通過熱繼電器來實現(xiàn),二.1.快切裝置： 1.1我廠的快切裝置是采用南自生產(chǎn)的WBKQ-01微機備用電源快速切換裝置 1.2發(fā)電廠中，以往廠用電切換大都采用工作電源的輔助觸點直接（或經(jīng)低電壓繼電器、延時繼電器）起動備用電源投入，這種方法未經(jīng)同步檢定，電動機易受到?jīng)_擊，合上備用電源時，母線電壓與備用電源之間的相角差已180度，將會對電動機受到巨大沖擊，若經(jīng)過延時待母線電壓衰減到一定幅值后再投入備用電源，由于斷電時間過長，母線電壓和電動機轉(zhuǎn)速均下過大，備用電源合上后，電動機組的自起動電流很大，母線電壓將難以恢復(fù)，從而對電廠的鍋爐系統(tǒng)的穩(wěn)定性帶來嚴(yán)重的危害。,采用該裝置后，可避免備用電源電壓與母線殘壓在相角、頻率相差過大時合閘而對電機造成危害，如失去快速切換的機會，則裝置自動轉(zhuǎn)為同期判別或判殘壓及長延時的慢速切換，同時在電壓跌落過程中，可按延時甩去部份非重要負(fù)荷，以利于重要輔機的自起動，提高廠用電切換的成功率。 快速切換：殘壓向量與母線電壓向量夾角為25度以內(nèi)時實現(xiàn)的快速切換對電機是安全的 切換條件：快速切換、同期判別、殘壓及長延時切換，快切不成功時自動轉(zhuǎn)入同期判別、殘壓及長延時切換,1.2.切換原理 1.2.1正常手動切換功能 指電廠正常工況時，手動切換工作電源和備用電源，這種方式可由工作電源切換至備用電源，也可由備用電源切換至工作電源，它主要用于發(fā)電機起停機時的廠用電切換 該功能由手動起動，在控制臺或裝置面板上均可操作，手動切換分為并聯(lián)切換及串聯(lián)切換 1.2.2事故切換 事故切換指發(fā)變組、廠變保護（或跳工作電源開關(guān)的保護）接點起動，單向操作，只能由工作切向備用開關(guān) 事故串聯(lián)切換,1.2.3非正常工況切換 指裝置檢測到不正常運行情況時自動起動，單向操作，只能由工作電源切向備用電源 母線低電壓：當(dāng)母線電壓低于整定值且時間大于所整定延時定值時，裝置根據(jù)選定方式進行串聯(lián)或同時切換 工作電源開關(guān)偷跳 因各種原因（包括人為誤操作）引起工作電源開關(guān)誤跳開，裝置可根據(jù)選定方式進行串聯(lián)或同時切換,1.2.4下列條件之一滿足，將出現(xiàn)“裝置閉鎖”，不能自動復(fù)歸，可在“異常報告”中查詢： 1 裝置閉鎖：PT 隔離開關(guān)斷開或開關(guān)全合或開關(guān)全分。 2 裝置異常：AD,EEPROM,RAM,CPU 等。 3 保護閉鎖 4 PT 斷線 5 后備失電,2.同期裝置： 江蘇國瑞自動化有限公司W(wǎng)X-98F型 2.1裝置簡介： 每單元機組設(shè)置一套微機型自動準(zhǔn)同期裝置，同期系統(tǒng)采用單相同期方式，自動準(zhǔn)同期裝置的正常工作和故障報警信號接入DCS，并與DCS具有通信接口。另設(shè)置手動準(zhǔn)同期裝置作為備用同期方式。 主要用于發(fā)電機和電網(wǎng)之間、母線和線路之間的并列，具有安全可靠、快速穩(wěn)定、精度高、功能多的優(yōu)點，在并網(wǎng)的過程中，裝置本身對系統(tǒng)和機組電壓過高過低、頻率過高過低還具有一些保護功能 2.2裝置特點 2.2.1雙CPU結(jié)構(gòu)，軟件和硬件各自獨立，兩套出口串聯(lián)構(gòu)成裝置總的合閘出口,2.2.2同期速度快、精度高 采用現(xiàn)代控制理論，引入人工智能思想，能正確預(yù)測合閘角，裝置采用PID調(diào)節(jié)，能使發(fā)電機快速跟蹤系統(tǒng)電壓和頻率，使之在最快速度進入給定區(qū)域，確保在第一個同期點時能準(zhǔn)確無誤地將斷路器合上，實現(xiàn)并網(wǎng)。 2.2.3穩(wěn)定性好，抗干擾能力強 裝置所有的輸入輸出回路及電源回路均按抗浪涌設(shè)計 2.2.4電壓回路斷線和低電壓保護功能 可以在各種原因引起的低電壓下拒絕同期合閘 2.2.5裝置支持線電壓同期，也支持相電壓同期 2.2.6裝置具有自動補償主變因Y/接線導(dǎo)致的相位差和電壓差 2.2.7裝置具有實時測試同期斷路器的合閘時間,2.2.8頻率異常保護功能 2.2.9過電壓、過勵磁保護功能 2.3裝置外觀,2.3裝置的技術(shù)參數(shù) 2.3.1工作電源是直流220V 2.3.2TV的輸入信號，取自同期點兩側(cè)TV的二次電壓 2.3.3開關(guān)量輸入輸出信號全部為無源空接點 同期對象14個 2.3.4整定頻差、整定壓差、導(dǎo)前時間,3.故障錄波器： 武漢哈德威電力監(jiān)控有限公司研制的FTR-01 3.1裝置用途： FTR-01型電力系統(tǒng)故障錄波及分析裝置廣泛地應(yīng)用于電力系統(tǒng)，記錄發(fā)電機、變壓器、電力輸送線路、電站、電廠的瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)模擬量與事件量信息，監(jiān)視電力系統(tǒng)運行，保存試驗數(shù)據(jù)，記錄和捕捉故障信息。為研究運行方式及評價保護裝置的性能提供依據(jù)。 3.2現(xiàn)場使用： 每單元機組設(shè)置一套微機型發(fā)電機-變壓器-線路組故障錄波裝置，對發(fā)電機-變壓器組和高壓廠用電源系統(tǒng)故障或異常運行時的電壓、電流等有關(guān)模擬量數(shù)據(jù)進行錄波，并對有關(guān)保護及安全自動裝置動作情況進行記錄，完成對故障錄波數(shù)據(jù)的綜合分析。同時還應(yīng)作為分析和評價保護及自動裝置動作行為的依據(jù)。,3.3故障錄波器外形,3.4輸入信號 3.4.1交流電壓、交流電流、直流電壓以及開關(guān)量 3.4.2數(shù)據(jù)采集單元(RAU)采集的模擬量與開關(guān)量被轉(zhuǎn)換成高速串行信號，經(jīng)過光纖傳輸?shù)胶诵闹鳈C，最大限度地隔離了各種沖擊、擾動與干擾 3.4.3開關(guān)量通道數(shù)為模擬量通道數(shù)的2倍 3.5主要技術(shù)指標(biāo) 3.5.1輸入路數(shù)： FTR-01 32/64 32路模擬量、64路開關(guān)量 FTR-01 48/96 48路模擬量、96路開關(guān)量 FTR-01 64/128 64路模擬量、128路開關(guān)量FTR-01 80/160 80路模擬量、160路開關(guān)量 FTR-01 96192 96路模擬量、192路開關(guān)量 3.5.2采樣率： 瞬態(tài)記錄： 10kHz/ 5kHz/ 2.5kHz/ 1.25kHz可選。 觸發(fā)式穩(wěn)態(tài)記錄：50Hz。 連續(xù)式穩(wěn)態(tài)記錄：50Hz。,3.5.3起動方式 （1）常規(guī)起動方式：基波或有效值的閥值、突變量、窗口門限起動。 （2）計算量起動方式：諧波、相角差、單相有功功率、單相無功功率、三相有功功率、三相無功功率、頻率、正序、負(fù)序、零序、功率因素等的閥值、突變量、窗口門限起動。 （3）模擬保護動作量起動錄波的方式 發(fā)電機比率制動式縱差、發(fā)電機縱匝間短路、發(fā)電機定子接地、發(fā)電機失磁、發(fā)電機定子鐵芯過勵磁、 發(fā)電機頻率異常、發(fā)電機逆功率保護、變壓器縱差保護、變壓器低阻抗保護、空投變壓器保護、啟停機保護、失步保護,3.5.4試驗功能： 發(fā)電機空載試驗、發(fā)電機短路試驗、發(fā)電機滅磁試驗、同期試驗 3.5.5測量精度：0.5%，16位A/D轉(zhuǎn)換器 3.5.6開關(guān)量分辯率：0.1ms 3.5.7存儲器容量：256M 3.5.8硬盤容量：20G 3.5.9 FTR-01后面板： FTR-01后面板主要分布有：光纖板，一個硬盤板，一個CPU板，一個告警對時板，和一個電源模塊。,3.5.10RAU后面板 開關(guān)量1 公共端 開關(guān)量17 公共端 光纖接口 狀態(tài)指示燈 電源模塊,數(shù)字0132為模擬量通道和端子排的順序?qū)?yīng)關(guān)系 POWER指示燈為RAU的上電指示。 COMM 指示燈為RAU光纖通信指示,在運行狀態(tài)下該燈常亮,3.6FTR瞬態(tài)波形組成和記錄時段 3.6.1故障前時段、故障后時段、故障記錄時限,3.6.2 FTR故障錄波功能的起動既可以來自本身接入量的觸發(fā)，也可以接收來自用戶的手動觸發(fā)信息 FTR被觸發(fā)以后，即進入“故障錄波狀態(tài)”，數(shù)據(jù)開始存放到觸發(fā)后的“故障數(shù)據(jù)緩存區(qū)”，只要存在任何一個有效的“觸發(fā)條件”，這種狀態(tài)將繼續(xù)。 當(dāng)所有的“觸發(fā)條件”消失后，就進入到故障后時段錄波狀態(tài)，數(shù)據(jù)繼續(xù)存放到“故障數(shù)據(jù)緩存區(qū)”，一直到故障后時段結(jié)束為止。 完成故障錄波過程后，立刻在“故障錄波目錄”中進行登記，然后返回故障前時段錄波狀態(tài)，在“故障前緩存區(qū)”內(nèi)數(shù)據(jù)循環(huán)刷新，以備迎接新的錄波。,4.勵磁柜： 功率柜（2面）、進線柜、滅磁柜、勵磁調(diào)節(jié)柜 4.1勵磁調(diào)節(jié)柜的特點： HWJT08D雙通道勵磁調(diào)節(jié)器是武漢洪山電工科技有限公司于2000年開發(fā)研制的新一代微機勵磁調(diào)節(jié)器 4.1.1雙通道微處理器（前臺）+工業(yè)控制機（后臺）+PLC（選項）混合結(jié)構(gòu) 4.1.2雙通道微處理器構(gòu)成的勵磁調(diào)節(jié)控制器互為熱備用雙通道并聯(lián)運行方式 4.1.3HWJT-08DS微機勵磁調(diào)節(jié)器的工作電源采用兩路獨立電源供電，其中一路取自廠用直流系統(tǒng)，另一路取自交流電源系統(tǒng) 4.1.4 HWJT-08DS配備有低勵限制功能,4.1.5 HWJT-08DS微機勵磁調(diào)節(jié)器配有PSS附加控制單元 4.2單個通道的微機勵磁控制器主要構(gòu)成部分為 采集板、主機板、接口板、控制電源板（兩塊：交流輸入一塊，直流輸入一塊，但兩者間可以互換）、功放電源板（兩種：一種用于可控硅勵磁方式：輸出為六個可控硅觸發(fā)脈沖；一種用于IGBT開關(guān)式勵磁方式，輸出為脈寬調(diào)制方波PWM） 4.3 智能檢測顯示裝置 通過對功率柜模擬信號、狀態(tài)信息的檢測和控制，實現(xiàn)功率柜、滅磁柜和勵磁變壓器的操作、控制、狀態(tài)監(jiān)視、信息傳遞、信息顯示等智能化,4.4 熔斷器 為監(jiān)視調(diào)節(jié)器的工作電源輸入回路上設(shè)置了小型熔斷器，熔斷器具備在發(fā)生過流時熔斷，使電源回路的故障不致進一步擴大。 1RD #1調(diào)節(jié)器工作電源和脈沖驅(qū)動交流電源 2RD #2調(diào)節(jié)器工作電源和脈沖驅(qū)動交流電源 3RD #1調(diào)節(jié)器工作電源和脈沖驅(qū)動直流電源 4RD #2調(diào)節(jié)器工作電源和脈沖驅(qū)動直流電源 5RD 勵磁監(jiān)控單元交流電源 6RD 勵磁裝置直流操作回路電源（直流220V） 7RD 調(diào)節(jié)器檢修電源，用于接烙鐵、照明等,4.5勵磁控制原理圖,4.6裝置操作 4.6.1開機操作 1）恢復(fù)勵磁裝置在檢修期間被打開的各處接線，檢查各電源保險處于切斷位置，然后向調(diào)節(jié)器送直流操作電源。然后，送滅磁開關(guān)合閘電源和勵磁裝置起勵電源。 2）合滅磁開關(guān) 3）測量電源保險原邊的各電壓值，確認(rèn)無誤后投上各保險 4）通過調(diào)節(jié)器插件面板上的電源指示燈確認(rèn)調(diào)節(jié)器電源工作正常。勵磁監(jiān)控單元顯示屏上無異常指示。（如果“滅磁”紅燈亮，請檢查滅磁開關(guān)是否未合，或停機令未復(fù)歸） 5）若采用自起勵，檢查自動起勵壓板是否投入,6）投功率部分的交流刀閘，隨后合直流開關(guān)，檢查各開關(guān)位置指示正確 7）如果機組已處于運行狀態(tài)，運行人員進行定期巡視時需檢查第4項。除此之外，還應(yīng)注意功率柜的均流狀況，和每臺功率柜勵磁電流表的指示是否和平常位置接近 4.6.2起勵建壓必須滿足的條件 1）FMK合上 2）發(fā)電機出口斷路器未合上。（發(fā)電機處于空載狀態(tài)） 3）起勵失敗繼電器未動作，或已復(fù)歸 4）機組轉(zhuǎn)速達(dá)到95%，且調(diào)節(jié)器收到開機令，如果此時“自動起勵壓板”投入，勵磁裝置自動開始起勵；否則，只有手動按下起勵按扭，起勵過程才會開始。,4.5.3停機操作 1）減有功負(fù)荷至零。 2）減發(fā)電機無功負(fù)荷至零。 3）發(fā)電機與系統(tǒng)解列，向勵磁裝置發(fā)“停機”命令，機端電壓自動降為零（在機組停機降轉(zhuǎn)速的過程中，調(diào)節(jié)器可能會由機端PT測得電壓頻率低于45HZ，引起“低頻保護”動作。所以，中控室“勵磁故障”光字牌會動作，此為正?，F(xiàn)象。當(dāng)PT電壓足夠低后，調(diào)節(jié)器的“低頻保護”和中控室光字牌均會自行復(fù)歸）,4.5.4投入和退出 1）投運勵磁裝置，那么勵磁裝置的開關(guān)、按鈕必然處于如下狀態(tài)： FMK合上，起勵電源投入； 所有電源斷路器1RD7RD投入 1KG、2KG、3KG投入 “切脈沖”按鈕，“滅磁”按鈕彈起 功率柜的交流側(cè)刀閘、直流側(cè)開關(guān)處于“合”位置,2）欲使勵磁裝置退出運行，則向其發(fā)出停機令，然后分?jǐn)郌MK。如有必要，切功率柜的交流刀閘、直流開關(guān)，使勵磁裝置的功率回路完全退出。如果欲在裝置運行時退出某一臺功率柜，一定要先切直流側(cè)自動開關(guān)，然后切除交流側(cè)刀閘；如果欲在裝置運行時退出某一套調(diào)節(jié)器，一定要先按下此套調(diào)節(jié)器的“切脈沖”按鈕，然后切相應(yīng)的1KG或2KG。 3）如果使勵磁裝置完全停電，則需在完成措施“2）”的基礎(chǔ)上，切1KG、2KG、3KG和QF1QF7。注意：在切3KG和QF4之前，一定要確認(rèn)勵磁監(jiān)控單元（工控機）屏幕出現(xiàn)“可以安全關(guān)閉計算機”字樣。為達(dá)成此目的，需在退出“XX電廠#X機勵磁監(jiān)控程序”之后，點擊“開始”任務(wù)欄，然后點擊“關(guān)閉計算機”。,4.5.5如果機組以自動方式開機、關(guān)機，其升壓、滅磁過程均能自動完成。運行人員只需進行“增/減磁”操作來控制發(fā)電機機端電壓或無功功率大小。一般不需要進行其它操作 4.7運行人員注意事項 1）不允許修改HWJT-08DS微機勵磁調(diào)節(jié)器的工作參數(shù) 2）不允許在發(fā)電機空載建立電壓后進行階躍操作 3）不允許進行“手動”、“自動”切換操作（調(diào)節(jié)器的“手動”按鈕和控制柜的“手動”投切開關(guān)） 4）不允許切除單套或雙套的輸出脈沖（調(diào)節(jié)器“切脈沖”按鈕） 5）不允許在勵磁監(jiān)控單元正常運行時切除控制柜的3KG 6）除特殊情況外，在發(fā)電機正常工作（調(diào)節(jié)器有輸出）不允許隨意投切控制和功率柜的各種開關(guān)。,