變電所電機(jī)保護(hù)回路現(xiàn)狀及對策分析
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【論文關(guān)鍵詞】電機(jī) 差流 閃光
【論文摘要】探討了薩南油田變電所電機(jī)保護(hù)回路中的存在問題及原因,并提出了改進(jìn)意見。結(jié)果表明,設(shè)置二次諧波特性可防止勵磁涌流引起保護(hù)誤動作,在微機(jī)保護(hù)變電所中加一閃光繼電器完成閃光要求,采用切斷反向電流的方法避免信號異常現(xiàn)象,電機(jī)回路加裝機(jī)械程序鎖或電磁鎖等防誤裝置,避免走錯星點(diǎn)柜的危險,為電力安全生產(chǎn)提供了指導(dǎo)作用。
1.電機(jī)保護(hù)回路中的發(fā)現(xiàn)問題
?。?)電動機(jī)起機(jī)差流現(xiàn)象;
?。?)微機(jī)保護(hù)變電所無閃光裝置;
?。?)在做電機(jī)低電壓信號時,位置信號燈有異常閃光現(xiàn)象。
(4)在檢修中檢修人員有誤入運(yùn)行星點(diǎn)柜的危險
2.原因分析
2.1電機(jī)差流故障主要是由于電動機(jī)起機(jī)時躲不過勵磁涌流而動作
起機(jī)差流有兩種情況:一是差流動作不能合閘;二是合閘成功差流發(fā)信號。正常情況下(見圖1),泵房按下合閘按鈕后,合閘接觸器帶電,電機(jī)合閘。原理上如果電機(jī)本身沒有問題并不會出現(xiàn)差流信號動作。而在合閘瞬間,由于電機(jī)繞組中的出現(xiàn)勵磁涌流,使其電流急劇增大,再加上電纜及開關(guān)的影響,產(chǎn)生了一個復(fù)雜的電磁暫態(tài)過程,而在電流保護(hù)中的差流保護(hù)由于靈敏度等要求,動作電流值往往取得較小,特別在系統(tǒng)阻抗大時合閘涌流現(xiàn)象更為明顯。合閘涌流可能會大于裝置整定值,使保護(hù)誤動,電流繼電器接點(diǎn)閉合,動作過程為:+2KM→1LJ(2LJ)→1XJ→1ZJ→-2KM從而發(fā)出差流信號。
2.2微機(jī)變電所無閃光,由于回路設(shè)計造成
6kV微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)包括線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、電容器保護(hù)、電機(jī)保護(hù)、母聯(lián)保護(hù)等組成。在系統(tǒng)發(fā)生事件或運(yùn)行設(shè)備工作異常時,能自動投入音響報警,后臺機(jī)監(jiān)控畫面上相應(yīng)塊閃光報警,指出事件的性質(zhì)和異常參數(shù)值。除電機(jī)保護(hù)外,其它保護(hù)不存在兩地控制完全可以滿足要求。而電機(jī)保護(hù)需要電崗與注水崗的配合來完成,先由注水發(fā)出要求合閘信號,電崗看到信號后將操作把手放預(yù)合位,注水合閘。而微機(jī)保護(hù)變電所沒有設(shè)計閃光裝置。
2.3位置信號燈異常發(fā)光的現(xiàn)象是由兩個回路交替接通造成的
正常情況下,斷路器跳閘后,綠燈回路接通閃光,綠燈閃光,發(fā)出音響信號(見圖2)。但是在做電機(jī)的低電壓后,常會出現(xiàn)斷路器跳閘后,紅燈和綠燈都進(jìn)入了閃光狀態(tài),擾亂了信號。從閃光繼電器的的原理中可知,變電所的閃光繼電器是靠電容充放電來完成的,這樣閃光小母線一會帶正電源,一會兒帶負(fù)電源,它的頻率和閃光頻率相同。當(dāng)閃光小母線帶正電源時,綠燈閃光,回路是這樣的:SM—KK(9)(12)--1LD—HC—DL-- -2KM。當(dāng)閃光小母線帶負(fù)電源時,就有了寄生回路。在做低電壓試驗(yàn)時,6kV電壓互感器的刀閘是合著的,中間繼電器2ZJ接點(diǎn)閉合,這樣通過+2KM--2ZJ—1LP壓板—1HD—KK⒁⒂--KK⑼⑿ --1LD—DL --2KM帶電,因此紅燈又亮了,這樣通過閃光繼電器就出現(xiàn)了綠燈閃光紅燈也閃光的異?,F(xiàn)象。
2.4電機(jī)星點(diǎn)柜側(cè)無防誤裝置,造成柜門隨意打開
在變電所檢修中,電機(jī)房星點(diǎn)柜內(nèi)部的檢修是個安全隱患。因?yàn)橛袝r變電所運(yùn)行電機(jī)的星點(diǎn)柜柜門打開,極易發(fā)生誤入運(yùn)行電機(jī)星點(diǎn)柜的危險。主要是因?yàn)殡姍C(jī)星點(diǎn)柜都是普通掛鎖,沒有聯(lián)鎖及自鎖等防誤裝置,隨時可以打開,這樣很不安全。
3.改進(jìn)意見
3.1為了保證可靠的躲過勵磁涌流,保護(hù)裝置中的差流回路加入適當(dāng)?shù)难訒r
勵磁涌流有一明顯的特征,就是它含有大量的二次諧波,在變壓器主保護(hù)中就利用這個特性,設(shè)置了二次諧波特性來防止勵磁涌流引起保護(hù)誤動作,但如果應(yīng)用在6kV保護(hù),必須對保護(hù)裝置進(jìn)行改造,會大大增加裝置軟件的復(fù)雜性,因此實(shí)用性很差。勵磁涌流的另一特征就是它的大小隨時間而衰減,一開始涌流峰值很大,對于小型電機(jī),經(jīng)過7~10個工頻周波后涌流幾乎衰減為零,利用涌流這個特點(diǎn),在差流保護(hù)中加入一短時間延時,就可以防止勵磁涌流引起的誤動作,這種方法最大優(yōu)點(diǎn)是不用改造保護(hù)裝置,雖然會增加故障時間,但對于象6kV這些對統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行影響較小的地方還是適用。03年,對于有差流現(xiàn)象的電機(jī),將部分原電磁型中間繼電器更換上一個新型JZS-13B的繼電器,這種新型中間繼電器時間可調(diào),時間較老式中間稍大一些,從而使差流現(xiàn)象有所緩解。更換新型中間繼電器后,電機(jī)差流現(xiàn)象有所緩解,但沒有真正得到解決,因?yàn)樵姶判屠^電器的延時為0.06-0.07S,而新型繼電器的時間調(diào)整為0.08S,時間只延時了0.01S左右,所以部分電機(jī)還是躲不過勵磁電流,差流現(xiàn)象還時常出現(xiàn),如杏八注、杏二十、杏二十三變電所等。將新更換的中間繼電器時間再調(diào)大一些(0.1S),這樣就可以躲過勵磁涌流,不會出現(xiàn)差流現(xiàn)象。然而,如果將這個時間調(diào)大,就又出現(xiàn)一個問題,那就是電機(jī)起機(jī)帶有0.1S的延時,故障時也帶有0.1S的延時,這樣就增加了故障時對電機(jī)本身的損傷。將原電機(jī)回路進(jìn)行改進(jìn),讓電機(jī)在起機(jī)時帶有延時,故障時不帶有延時,迅速切斷故障,這樣就避免了上述的情況。
3.2為了保證閃光裝置正常,在微機(jī)保護(hù)變電所中加一閃光繼電器完成閃光要求
為保證閃光裝置正常,可以在變電所的直流盤加裝一塊閃光繼電器即可(見圖3)。
3.3采用切斷反向電流的方法來避免信號異?,F(xiàn)象
針對位置信號燈指示異常,可采用切斷反向電流的方法來解決。一是在紅綠燈回路的燈泡與電阻間串接一個止逆二極管,(見圖4,耐壓不小于600V)。二是使用帶極性的節(jié)能燈。這樣在做低電壓信號時就不會出現(xiàn)紅燈回路也接通的現(xiàn)象。
3.4電機(jī)回路加裝機(jī)械程序鎖或電磁鎖等防誤裝置,避免走錯星點(diǎn)柜的危險
針對電機(jī)星點(diǎn)柜的不安全問題,安裝一種防止高壓開關(guān)柜設(shè)備誤操作的電控機(jī)械聯(lián)鎖裝置。可以對網(wǎng)門及高壓開關(guān)柜柜門等需要安全聯(lián)鎖的地方實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖,防止誤入帶電間隔及誤操作現(xiàn)象的發(fā)生,有效地保護(hù)了人身和設(shè)備的安全
4.結(jié)束語
對變電所中電機(jī)回路出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析和研究,提出了相關(guān)的解決辦法,但隨著新技術(shù)的提高,供電的可靠性明顯提高,但也有不同情況的問題出現(xiàn),只有不斷的改善了變電所設(shè)備的工作性能,提高了電力系統(tǒng)的供電可靠性,才能改善供電水平,減少了供電設(shè)備的電氣事故的發(fā)生。
參考文獻(xiàn):
[1]高鳳崗 孫金鈺.發(fā)電廠變電所電氣設(shè)備[M].水利電力出版社,1989
【論文摘要】探討了薩南油田變電所電機(jī)保護(hù)回路中的存在問題及原因,并提出了改進(jìn)意見。結(jié)果表明,設(shè)置二次諧波特性可防止勵磁涌流引起保護(hù)誤動作,在微機(jī)保護(hù)變電所中加一閃光繼電器完成閃光要求,采用切斷反向電流的方法避免信號異常現(xiàn)象,電機(jī)回路加裝機(jī)械程序鎖或電磁鎖等防誤裝置,避免走錯星點(diǎn)柜的危險,為電力安全生產(chǎn)提供了指導(dǎo)作用。
1.電機(jī)保護(hù)回路中的發(fā)現(xiàn)問題
?。?)電動機(jī)起機(jī)差流現(xiàn)象;
?。?)微機(jī)保護(hù)變電所無閃光裝置;
?。?)在做電機(jī)低電壓信號時,位置信號燈有異常閃光現(xiàn)象。
(4)在檢修中檢修人員有誤入運(yùn)行星點(diǎn)柜的危險
2.原因分析
2.1電機(jī)差流故障主要是由于電動機(jī)起機(jī)時躲不過勵磁涌流而動作
起機(jī)差流有兩種情況:一是差流動作不能合閘;二是合閘成功差流發(fā)信號。正常情況下(見圖1),泵房按下合閘按鈕后,合閘接觸器帶電,電機(jī)合閘。原理上如果電機(jī)本身沒有問題并不會出現(xiàn)差流信號動作。而在合閘瞬間,由于電機(jī)繞組中的出現(xiàn)勵磁涌流,使其電流急劇增大,再加上電纜及開關(guān)的影響,產(chǎn)生了一個復(fù)雜的電磁暫態(tài)過程,而在電流保護(hù)中的差流保護(hù)由于靈敏度等要求,動作電流值往往取得較小,特別在系統(tǒng)阻抗大時合閘涌流現(xiàn)象更為明顯。合閘涌流可能會大于裝置整定值,使保護(hù)誤動,電流繼電器接點(diǎn)閉合,動作過程為:+2KM→1LJ(2LJ)→1XJ→1ZJ→-2KM從而發(fā)出差流信號。
2.2微機(jī)變電所無閃光,由于回路設(shè)計造成
6kV微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)包括線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、電容器保護(hù)、電機(jī)保護(hù)、母聯(lián)保護(hù)等組成。在系統(tǒng)發(fā)生事件或運(yùn)行設(shè)備工作異常時,能自動投入音響報警,后臺機(jī)監(jiān)控畫面上相應(yīng)塊閃光報警,指出事件的性質(zhì)和異常參數(shù)值。除電機(jī)保護(hù)外,其它保護(hù)不存在兩地控制完全可以滿足要求。而電機(jī)保護(hù)需要電崗與注水崗的配合來完成,先由注水發(fā)出要求合閘信號,電崗看到信號后將操作把手放預(yù)合位,注水合閘。而微機(jī)保護(hù)變電所沒有設(shè)計閃光裝置。
2.3位置信號燈異常發(fā)光的現(xiàn)象是由兩個回路交替接通造成的
正常情況下,斷路器跳閘后,綠燈回路接通閃光,綠燈閃光,發(fā)出音響信號(見圖2)。但是在做電機(jī)的低電壓后,常會出現(xiàn)斷路器跳閘后,紅燈和綠燈都進(jìn)入了閃光狀態(tài),擾亂了信號。從閃光繼電器的的原理中可知,變電所的閃光繼電器是靠電容充放電來完成的,這樣閃光小母線一會帶正電源,一會兒帶負(fù)電源,它的頻率和閃光頻率相同。當(dāng)閃光小母線帶正電源時,綠燈閃光,回路是這樣的:SM—KK(9)(12)--1LD—HC—DL-- -2KM。當(dāng)閃光小母線帶負(fù)電源時,就有了寄生回路。在做低電壓試驗(yàn)時,6kV電壓互感器的刀閘是合著的,中間繼電器2ZJ接點(diǎn)閉合,這樣通過+2KM--2ZJ—1LP壓板—1HD—KK⒁⒂--KK⑼⑿ --1LD—DL --2KM帶電,因此紅燈又亮了,這樣通過閃光繼電器就出現(xiàn)了綠燈閃光紅燈也閃光的異?,F(xiàn)象。
2.4電機(jī)星點(diǎn)柜側(cè)無防誤裝置,造成柜門隨意打開
在變電所檢修中,電機(jī)房星點(diǎn)柜內(nèi)部的檢修是個安全隱患。因?yàn)橛袝r變電所運(yùn)行電機(jī)的星點(diǎn)柜柜門打開,極易發(fā)生誤入運(yùn)行電機(jī)星點(diǎn)柜的危險。主要是因?yàn)殡姍C(jī)星點(diǎn)柜都是普通掛鎖,沒有聯(lián)鎖及自鎖等防誤裝置,隨時可以打開,這樣很不安全。
3.改進(jìn)意見
3.1為了保證可靠的躲過勵磁涌流,保護(hù)裝置中的差流回路加入適當(dāng)?shù)难訒r
勵磁涌流有一明顯的特征,就是它含有大量的二次諧波,在變壓器主保護(hù)中就利用這個特性,設(shè)置了二次諧波特性來防止勵磁涌流引起保護(hù)誤動作,但如果應(yīng)用在6kV保護(hù),必須對保護(hù)裝置進(jìn)行改造,會大大增加裝置軟件的復(fù)雜性,因此實(shí)用性很差。勵磁涌流的另一特征就是它的大小隨時間而衰減,一開始涌流峰值很大,對于小型電機(jī),經(jīng)過7~10個工頻周波后涌流幾乎衰減為零,利用涌流這個特點(diǎn),在差流保護(hù)中加入一短時間延時,就可以防止勵磁涌流引起的誤動作,這種方法最大優(yōu)點(diǎn)是不用改造保護(hù)裝置,雖然會增加故障時間,但對于象6kV這些對統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行影響較小的地方還是適用。03年,對于有差流現(xiàn)象的電機(jī),將部分原電磁型中間繼電器更換上一個新型JZS-13B的繼電器,這種新型中間繼電器時間可調(diào),時間較老式中間稍大一些,從而使差流現(xiàn)象有所緩解。更換新型中間繼電器后,電機(jī)差流現(xiàn)象有所緩解,但沒有真正得到解決,因?yàn)樵姶判屠^電器的延時為0.06-0.07S,而新型繼電器的時間調(diào)整為0.08S,時間只延時了0.01S左右,所以部分電機(jī)還是躲不過勵磁電流,差流現(xiàn)象還時常出現(xiàn),如杏八注、杏二十、杏二十三變電所等。將新更換的中間繼電器時間再調(diào)大一些(0.1S),這樣就可以躲過勵磁涌流,不會出現(xiàn)差流現(xiàn)象。然而,如果將這個時間調(diào)大,就又出現(xiàn)一個問題,那就是電機(jī)起機(jī)帶有0.1S的延時,故障時也帶有0.1S的延時,這樣就增加了故障時對電機(jī)本身的損傷。將原電機(jī)回路進(jìn)行改進(jìn),讓電機(jī)在起機(jī)時帶有延時,故障時不帶有延時,迅速切斷故障,這樣就避免了上述的情況。
3.2為了保證閃光裝置正常,在微機(jī)保護(hù)變電所中加一閃光繼電器完成閃光要求
為保證閃光裝置正常,可以在變電所的直流盤加裝一塊閃光繼電器即可(見圖3)。
3.3采用切斷反向電流的方法來避免信號異?,F(xiàn)象
針對位置信號燈指示異常,可采用切斷反向電流的方法來解決。一是在紅綠燈回路的燈泡與電阻間串接一個止逆二極管,(見圖4,耐壓不小于600V)。二是使用帶極性的節(jié)能燈。這樣在做低電壓信號時就不會出現(xiàn)紅燈回路也接通的現(xiàn)象。
3.4電機(jī)回路加裝機(jī)械程序鎖或電磁鎖等防誤裝置,避免走錯星點(diǎn)柜的危險
針對電機(jī)星點(diǎn)柜的不安全問題,安裝一種防止高壓開關(guān)柜設(shè)備誤操作的電控機(jī)械聯(lián)鎖裝置。可以對網(wǎng)門及高壓開關(guān)柜柜門等需要安全聯(lián)鎖的地方實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖,防止誤入帶電間隔及誤操作現(xiàn)象的發(fā)生,有效地保護(hù)了人身和設(shè)備的安全
4.結(jié)束語
對變電所中電機(jī)回路出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析和研究,提出了相關(guān)的解決辦法,但隨著新技術(shù)的提高,供電的可靠性明顯提高,但也有不同情況的問題出現(xiàn),只有不斷的改善了變電所設(shè)備的工作性能,提高了電力系統(tǒng)的供電可靠性,才能改善供電水平,減少了供電設(shè)備的電氣事故的發(fā)生。
參考文獻(xiàn):
[1]高鳳崗 孫金鈺.發(fā)電廠變電所電氣設(shè)備[M].水利電力出版社,1989