高壓電機(jī)應(yīng)用變頻調(diào)速后機(jī)電保護(hù)整定的討論

PAGEPAGE1高壓電機(jī)應(yīng)用變頻調(diào)速后繼電保護(hù)整定的探討浙江天馬熱電有限公司宋華隨著高壓變頻器的生產(chǎn)技術(shù)的日趨成熟,因其具有良好的控制特性和非常顯著的節(jié)能效果,在熱電企業(yè)的泵類及風(fēng)機(jī)類負(fù)載中得到廣泛的應(yīng)用。在節(jié)能降耗的同時(shí),保證機(jī)組安全可靠地運(yùn)行成為電氣技術(shù)人員十分關(guān)心的問題,因此對應(yīng)用高壓變頻器后的電機(jī)繼電保護(hù)的配置和整定成為新的討論熱點(diǎn)。現(xiàn)就變頻器的兩種運(yùn)行方式下探討一下保護(hù)配置及整定方法。一、電動(dòng)機(jī)工頻運(yùn)行時(shí)目前電動(dòng)機(jī)加裝變頻器所采用的改造方式多為工變頻互切方式，其系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。工頻頻運(yùn)行時(shí)QS1QS3閘刀在分位、QS3在合位。圖1QF真空斷路器采用微機(jī)保護(hù)作為高壓電機(jī)的保護(hù)，其主要功能如下：1、速斷保護(hù)。作為定子繞組和供電電纜相間短路故障的保護(hù)，應(yīng)用在2MW以下的高壓電機(jī)上。電流速斷保護(hù)動(dòng)作與跳閘。電流速斷保護(hù)有高、低兩個(gè)定值，其中低定值在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)結(jié)束后才投入。1）動(dòng)作電流高值Iop.H。Iop.H應(yīng)躲過電動(dòng)機(jī)的最大起動(dòng)電流，即Iop.H=KrelKstIn式1式中Krel可靠系數(shù)，取Krel=1.4；電流的80%計(jì)，則有躲過外部短Iop.L=Krel（80%KstIn）式中Krel可靠系數(shù)，取Krel=1.2；計(jì)及式1，得到Iop.L=EQ\F(1.2,1.4)*80%=68.6%Iop.H式2Kst電動(dòng)機(jī)的最大起動(dòng)電流倍數(shù)，一般可取Kst=6.5；In電動(dòng)機(jī)二次額定電流。2）動(dòng)作電流低值Iop.L。Iop.L應(yīng)躲過供電母線三相短路時(shí)電動(dòng)機(jī)的反饋電流；同時(shí)要路故障切除電壓恢復(fù)過程中電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)電流。電動(dòng)機(jī)的反饋電流按起動(dòng)按式2整定，可躲過電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)電流。3）動(dòng)作時(shí)限。動(dòng)作時(shí)限取0s。2、負(fù)序電流保護(hù)負(fù)序電流保護(hù)作電動(dòng)機(jī)匝間短路、斷相、相序搞錯(cuò)、供電電壓較大不平衡的保護(hù)，對電動(dòng)機(jī)不對稱短路故障起后備保護(hù)作用。負(fù)序保護(hù)動(dòng)作于跳閘。當(dāng)負(fù)序電流保護(hù)為兩段式時(shí)，=1\*ROMANI段負(fù)序動(dòng)作電流I2op=1\*ROMANI、=2\*ROMANII段負(fù)序動(dòng)作電流I2op=2\*ROMANII分別為：I2op=1\*ROMANI=（50%-100%）InI2op=2\*ROMANII=（30%-35%）In當(dāng)負(fù)序電流保護(hù)為三段式時(shí)，=1\*ROMANI段、=2\*ROMANII段、=3\*ROMANIII段負(fù)序動(dòng)作電流I2op=1\*ROMANI、I2op=2\*ROMANII、I2op=3\*ROMANIII分別為I2op=1\*ROMANI=（50%-100%）InI2op=2\*ROMANII=（30%-35%）InI2op=3\*ROMANIII=20%In（告警段）3）當(dāng)負(fù)序電流保護(hù)為一段式時(shí)，動(dòng)作電流為I2op=（35%-80%）In。對于兩段式負(fù)序電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限可?。坏?1\*ROMANI段0.05s，第=2\*ROMANII段0.4s。對=3\*ROMANIII段式負(fù)序電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限可取第=1\*ROMANI段0.05s，第=2\*ROMANII段0.4s，第=3\*ROMANIII段0.8s，一段式負(fù)序電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限取0.4S。3、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間過長保護(hù)整定原則，按測到的實(shí)際起動(dòng)時(shí)間整定。4、正序過流動(dòng)作電流Iop；取Iop=（1.3-1.5）In。動(dòng)作時(shí)限：取t=0.7tst.max.二．變頻運(yùn)行變頻運(yùn)行時(shí)QS1QS3閘刀在合位、QS3在分位，此時(shí)開關(guān)QF保護(hù)高壓變頻器的移相變壓器，即此時(shí)保護(hù)配置按保護(hù)變壓器原則整定,變頻器至電動(dòng)機(jī)的電纜保護(hù)由變頻器自帶保護(hù)承擔(dān)，開關(guān)柜至變頻器電纜、變頻器的輸入變壓器保護(hù)由開關(guān)柜保護(hù)裝置承擔(dān)。變壓器電流保護(hù)一般情況下為兩段,第=1\*ROMANI段為電流速斷保護(hù),第=2\*ROMANII段為過流保護(hù).第=2\*ROMANII段為過流保護(hù)可以設(shè)為定時(shí)限,也可以設(shè)為正常反實(shí)限、非常反時(shí)限、超常反時(shí)限.1、速斷保護(hù)（=1\*ROMANI段）1）動(dòng)作電流Iopl。Iopl按以下兩個(gè)條件整定選取：a、Iopl按躲過變壓器低壓側(cè)最大三相短路條件整定，Iopl為Iopl=KrelEQEQ式3式中Xs變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)處最大運(yùn)行方式時(shí)折算到SB基準(zhǔn)容量的系統(tǒng)阻抗標(biāo)幺值；XTL折算到SB基準(zhǔn)容量的變壓器阻抗標(biāo)幺值；UB變壓器高壓側(cè)的平均額定電壓;nTA變壓器高壓側(cè)電流互感器變比；Krel可靠系數(shù)，取Krel=1.2-1.3.b、按躲過變壓器勵(lì)磁涌流條件整定，Iopl可取Iopl=（10-12）EQ式4In變壓器高壓側(cè)額定電流。Iopl取式3、式4較大者2、過流保護(hù)移向變壓器與傳統(tǒng)變壓器既有類似的地方，也有不同的地方。由于移相變壓器副邊至少有15個(gè)以上的的繞組，而移相變壓器的阻抗一般為8%左右。當(dāng)有一個(gè)副邊繞組短路時(shí)，其短路電流折算到原邊，只有整個(gè)變壓器短路電流的;而整臺變壓器所有副邊繞組短路時(shí)才是額定電流的12.5倍，所以，當(dāng)一個(gè)副邊繞組短路時(shí)，其原邊電流僅為額定電流的，還達(dá)不到額定電流。因此，在高壓變頻器中針對變壓器副邊繞組短路設(shè)計(jì)的過流保護(hù)是沒有意義的。此時(shí)變壓器副邊繞組短路有變頻器模塊來檢測保護(hù)。3、過載保護(hù)高壓變頻器輸出側(cè)有過載保護(hù)功能，變頻器把變壓器從電網(wǎng)接收的所有功率（除變壓器內(nèi)部損耗）輸給電機(jī)，只要電機(jī)不過載，變壓器也不會(huì)過載。當(dāng)然在QF處也可以設(shè)置過載保護(hù)。4、接地保護(hù)應(yīng)躲過外部接地故障時(shí)流過保護(hù)的零序電流（3IO）=Krel3ωCoj式5Krel可靠系數(shù)，當(dāng)保護(hù)帶一定延時(shí)時(shí)取Krel=2得（3IO）=Krel動(dòng)作時(shí)限。取to=1s,動(dòng)作與發(fā)信。5、過熱保護(hù)變頻器帶有完備的溫度測控裝置，在A，B,C三相高低壓線圈之間預(yù)埋3只鉑熱電阻，用數(shù)顯溫控儀巡回顯示A,B,C三相的溫度值，并可以對它們進(jìn)行過熱保護(hù)。當(dāng)測溫裝置的檢測值超過了設(shè)定的“變壓器超溫值”和“變壓器過熱值”時(shí)，都會(huì)向高壓變頻器的控制系統(tǒng)發(fā)出信號，由控制系統(tǒng)實(shí)施“聲光報(bào)警”或“緊急停機(jī)”的處理。因此不必考慮過熱保護(hù)。三、結(jié)束語高壓變頻器在電廠中一般為非常重要的設(shè)備。技術(shù)人員在積極采用這一先進(jìn)的節(jié)能設(shè)備的同時(shí)，一定要關(guān)注由于變頻器的應(yīng)用帶來的對廠用電各方面的影響，關(guān)注保護(hù)配置和整定問題對高壓變頻器