发电厂厂用电保护配置及定值整定

周玉萍

(安徽华电宿州发电有限公司，安徽 宿州 234000)

发电厂厂用电保护配置及定值整定

周玉萍

(安徽华电宿州发电有限公司，安徽 宿州 234000)

以安徽华电宿州发电有限公司(以下简为本公司)继电保护的配置及存在的问题为例，对厂用电系统保护的配置和整定原则进行了整理分析，并提出一些继电保护整定计算的新思路，以确保继电保护可靠、正确动作。

发电厂；厂用电；继电保护；整定计算

0 引言

发电厂在启动、运转、停投、检修过程中，有大量用电动机拖动的机械设备，用以保证机组的主要设备(如锅炉、汽轮机或水轮机、发电机等)输煤、碎煤、除灰、除尘及水处理的正常运行。这些电动机以及全厂的运行、操作、实验、检修、照明用电设备等都属于厂用负荷，总的耗电量统称为厂用电。厂用电系统为电厂内部供电级别最高的系统，一旦出现问题，将直接影响到电厂设备的正常运行，严重时将造成停机事故的发生，甚至造成人身伤害。因此，厂用电继电保护对可靠性、速动性、选择性之间的配合要求很高，如何满足这方面的要求仍是个难题。

近年来，由于对厂用电系统的重视不足，厂用电系统继电保护的整定计算也存在一定的误区，已经在很多电厂发生过保护拒动、误动事故，严重的造成机组停运时间长达2个多月。所以很有必要对发电厂厂用电继电保护的配置和整定计算进行研究，以求最大限度地合理化配置厂用电保护，确保厂用电的可靠运行，从而保证机组的安全、稳定运行。下面以本公司2台600 MW火电机组的厂用电保护配置及存在的问题为例，对其配置和整定原则进行整理、分析，并提出一些继电保护整定计算的新思路，以确保保护可靠、正确动作。

1 高、低压厂用变压器保护整定计算

由于厂用电系统存在电动机自启动情况，以往的整定计算中高压厂变分支低电压闭锁过电流保护，动作电压按躲过电动机自启动最低残压计算，动作电流按变压器分支额定电流计算，其动作时间与低压厂变定时限过电流保护动作时间配合计算或与低压厂变限时速断保护动作时间配合计算，时间长达1 s多，有的甚至达到2 s以上。如某电厂分支复合电压过电流保护动作时间按与低压变压器的限时速断保护动作时间相配合取1.1 s，而高压厂变分支负荷的快速保护动作时间一般为0 s，FC回路的动作时间一般在0.1 s以下，如果保护配合的时间级差取0.3 s，则该电厂的分支复合电压过电流保护动作时间就多出0.7 s，如果发生短路故障必然加重设备的损坏程度或使短路范围扩大。目前，高压厂变分支复合电压过电流保护一般的整定方法为：低电压动作值按躲过电动机自启动时最低残压计算，负序电压动作值按躲过正常运行时出现的不平衡电压整定，动作电流按躲过对应分支额定电流计算或者按电压元件保护范围末端两相短路时有足够灵敏度计算。按照这种整定原则，高压厂变分支低电压闭锁过电流保护动作电流都比较大，其动作电流能与各馈线的瞬时电流速断保护动作电流配合，同时在此动作电流时，各馈线FC回路高压熔断器考虑误差后的熔断时间小于或等于0.1 s，则厂用分支过电流保护的动作时间可采用0.4 s或0.5 s。

厂用变压器的温度保护。母线厂用高低压变压器一般都配有温度保护、瓦斯保护等非电量保护，其中温度保护按照不同的动作温度整定为报警、跳闸2种不同的出口方式，但是，根据运行实践，测温元件极不稳定，温度表计里的机械机构及继电器也存在不稳定因素，动作极不可靠，所以，温度保护一般应该只动作于发信号，而不动作于跳闸。

2 FC回路保护的配置

由于真空接触器只能接通和开断电动机的启动电流或低压厂变的空载电流和负荷电流，而不能断开超过其允许断开电流值的短路电流，故短路电流大于接触器允许断开的电流值时应由高压熔断器切除短路电流。所以，FC回路电流速断保护动作时间应与熔断器的熔断时间相配合，即短路电流大于等于真空接触器允许切断电流时，熔断器应先于保护动作前熔断，FC回路高压熔断器和电流速断保护动作时间特性如图1所示。当短路电流等于I2时熔断器和电流速断保护同时动作；当短路电流大于I2时，由熔断器切除短路电流；当短路电流介于I2与I1之间时，由电流速断保护以延时时间top.set动作切除短路电流；当短路电流小于I1而又大于熔断器的最大工作电流时，由熔断器熔断切除短路电流。根据国内熔断器的熔断特性及一般设备熔断器的配置原则，当短路电流达到几千安培时，熔断器的熔断时间约为0.05～0.1 s。如某电厂闭式循环水泵采用FC回路供电，采用的是型号参数为WKNH0 315/200 A的西安熔断器，电源近区短路时的短路电流为7.8 kA，图2是该品牌熔断器的熔断特性，查图可知在电源近区短路时该熔断器的熔断时间小于0.06 s，取0.1 s，时间级差取0.3 s，则该电机电流速断保护的动作时间应该取0.4 s。有一些继电保护人员认为，FC回路发生短路时完全靠熔断器的熔断来切断短路电流，而不投电流速断保护。当短路电流介于I2与I1之间时，应该由电流速断保护动作切除短路电流，不投速断保护只靠熔断器熔断来切断短路电流显然是错误的。这样做只会延长保护的动作时间，使故障扩大，进而造成更大的损失，应该引起整定计算人员的注意。

图1 FC回路电流保护配置原则

图2 西安熔断器的熔断特性

3 电动机堵转保护整定计算

当电动机在启动过程中或运行中发生堵转时，电流将急剧增大，容易造成电动机烧毁。目前，电动机的堵转保护一般都是电流保护，采用正序电流构成，动作时间按躲过电动机的启动时间整定。堵转保护当不引入转速开关触点时，正序动作电流取(1.3～1.5)In，动作时间取1.2×(20～25)=24～30 s；当引入转速开关触点时，正序动作电流值可取(1.5～2)In，动作时间取0.8×(20～25)=16～20 s。目前很多电厂没有安装电动机转速开关，给电动机的安全运行埋下了隐患，当电动机发生堵转时，常常是保护正常动作了，电动机也烧坏了。鉴于此，应引入电动机转速信号，与动作电流相配合，共同实现电动机的堵转保护。

4 结语

本文主要针对发电厂厂用电系统中一些重要的保护配置和定值计算展开研究，通过参考一些专业书籍和教材，结合笔者近年来从事继电保护工作的亲身经历和工作经验，本着实事求是、认真细致的原则，归纳出厂用电系统在整定计算中应该注意的一些问题，希望能为发电厂继电保护整定人员提供一些技术参考。

[1] 许正亚.发电厂继电保护整定计算及其运行技术[M].中国水利水电出版社，2009

[2] 高春如.大型发电机组继电保护整定计算与运行技术[M].中国电力出版社，2006

[3] 王朗珠，将燕.发电厂电气设备及运行[M].中国电力出版社，2008

[4] 许建安，王风华.电力系统继电保护整定计算[M].中国水利水电出版社，2007

2014-09-03

周玉萍(1987—)，女，江苏常州人，助理工程师，研究方向：电气二次继电保护。