《厂用电保护讲义》PPT课件.ppt

一.厂用电保护 二.快切装置、同期装置、故障录波器、励磁柜,一.厂电保护 1.低厂变的保护装置 采用合肥合能电气有限公司生产的HN-2020型保护装置 1.1保护功能(因我厂的低厂变容量小于2MVA，所以不装差动保护） （1）三段复合电压闭锁过流保护 作为变压器外部相间短路、外部接地短路及变压器本身故障保护。 三段可分别通过控制字选择经或不经复合电压闭锁。 当复合电压过流的复合电压条件投入时动作电流的整定原则：段动作电流应按躲过变压器额定电流整定,当复合电压过流的复合电压条件不投入时动作电流的整定原则： 变压器段电流速断保护电流定值应该躲过变压器负荷侧母线上三相短路时流过保护的最大短路电流。 同时也应该躲过变压器空载投入时的励磁涌流 段和段分别作为变压器低压侧母线上相间短路以及外部故障的后备保护,（2）过负荷保护 主要是针对变压器过负荷的保护，判断三相电流中的最大相电流超过过负荷电流定值，经过一定时间延时，发出过负荷的告警信号。 （3）负序电流定时限保护 主要是高压侧相间电流不平衡的保护。可作为断相、反相等故障保护，以变压器运行电流中的负序分量作为保护的判断依据。 三相电流中负序电流分量大于整定值，且持续时间大于时间整定值，则负序保护动作。,（4）高压侧三段式零序定时限过流保护 作为高压侧母线接地故障的保护 （5）低压侧三段零序定时限过流保护和零序反时限保护作为低压侧接地故障的保护 零序I段(主保护）是按躲过变压器区外故障时流过变压器的最大零序电流来整定 零序段、段是逐级增加动作时间，作为零序I段的后备保护 （6）非电量保护 温度保护 （绕组超温报警或跳闸）,1.2装置主要特点 1.2.1装置为分板插件整面板式结构，封闭、加强型单元机箱，抗强振动、强干扰设计，适应于恶劣环境 1.2.2装置具有独立的交流电流电压输入、输出回路，及独立的具有防跳功能的操作回路（适用于断路器回路或FC回路） 1.2.3面板上有专用调试口，便于调试、整定和维护 1.2.4装置具有自检功能，菜单中带有开出试验选项，便于调试、检验,1.3装置结构 本装置由交流接口插件（互感器板） 、CPU插件（主板）、出口插件（继电器板）、电源和开入量插件（电源和开入量板）,2.高压电机的保护装置 采用合肥合能电气有限公司生产的HN-2001型保护装置 2.1保护功能（因我厂高压电机容量均小于2MW，所以不装差动保护） （1）二段过流保护 过流段（速断保护）作为电动机机端电流互感器以下的引线及定子绕组相间短路的主保护 过流段主要针对电动机转子处于停滞状态时，电流将急剧增大而造成电动机烧毁事故。为此将过流段配置为堵转保护，在电动机启动完毕后自动投入。 （2）过负荷保护 防止电动机长时间负荷运行导致电机绕组过热的保护，一般可以整定为1.05倍的额定电流。,（3）反时限过流保护 作为电动机机端电流互感器以下的引线及定子绕组相间短路的后备保护 （4）负序过流保护 当电动机三相电流不对称运行时，电动机会出现较大的负序电流，而负序电流将在转子中产生2倍工频的电流，使转子附加发热大大增加，危及电动机的安全运行， 定时限负序过流段保护，对电动机反相、断相，匝间短路以及较严重的电压不对称等异常运行工况提供保护。 负序过流段作为灵敏的不平衡电流保护。若采用定时限，其定值可按大于电动机长期允许的负序电流整定做为负序过负荷报警,（5） 零序过流保护 其零序电流应由零序电流互感器直接获得，是对电动机定子绕组及引出线单相接地的保护。可通过控制字选择投报警或跳闸,高压电机保护装置面板图,2.2装置说明 2.2.1本装置由交流接口插件（互感器板）、CPU插件（主板）、出口插件（继电器板）、电源和开入量插件（电源和开入量板）组成 2.2.2装置具有操作回路，由直流220V/110V提供电源，直接驱动断路器的跳闸、合闸线圈。 通过防跳继电器实现防跳功能，并通过合闸位置继电器和跳闸位置继电器对断路器分、合闸控制回路进行监视和闭锁，如果断路器发生异常，可以启动跳合闸位置继电器，从而可靠闭锁跳闸、合闸回路 2.2.3电源插件输出本装置所需四组直流电压：+5V，12V，+24V。,2.3投运前的检查及注意事项 2.3.1装置各插件可靠连接，各端子应牢固可靠连接； 2.3.2电流、电压各输入量接线正确，特别应注意极性是否正确； 2.3.3定值整定无误，未用保护应退出； 2.3.4运行中，不允许不按指示操作程序随意按动面板上的按键； 2.3.5运行中特别不允许随意进行如下操作： 1) 修改定值； 2) 投入其他定值； 3) 进行调试试验； 4) 修改系统信息。,3. 380V低压设备的保护 3.1保护功能： （1）瞬时速断 是通过空气断路器的热脱扣器来实现 （2）过负荷保护 是通过热继电器来实现,二.1.快切装置： 1.1我厂的快切装置是采用南自生产的WBKQ-01微机备用电源快速切换装置 1.2发电厂中，以往厂用电切换大都采用工作电源的辅助触点直接（或经低电压继电器、延时继电器）起动备用电源投入，这种方法未经同步检定，电动机易受到冲击，合上备用电源时，母线电压与备用电源之间的相角差已180度，将会对电动机受到巨大冲击，若经过延时待母线电压衰减到一定幅值后再投入备用电源，由于断电时间过长，母线电压和电动机转速均下过大，备用电源合上后，电动机组的自起动电流很大，母线电压将难以恢复，从而对电厂的锅炉系统的稳定性带来严重的危害。,采用该装置后，可避免备用电源电压与母线残压在相角、频率相差过大时合闸而对电机造成危害，如失去快速切换的机会，则装置自动转为同期判别或判残压及长延时的慢速切换，同时在电压跌落过程中，可按延时甩去部份非重要负荷，以利于重要辅机的自起动，提高厂用电切换的成功率。 快速切换：残压向量与母线电压向量夹角为25度以内时实现的快速切换对电机是安全的 切换条件：快速切换、同期判别、残压及长延时切换，快切不成功时自动转入同期判别、残压及长延时切换,1.2.切换原理 1.2.1正常手动切换功能 指电厂正常工况时，手动切换工作电源和备用电源，这种方式可由工作电源切换至备用电源，也可由备用电源切换至工作电源，它主要用于发电机起停机时的厂用电切换 该功能由手动起动，在控制台或装置面板上均可操作，手动切换分为并联切换及串联切换 1.2.2事故切换 事故切换指发变组、厂变保护（或跳工作电源开关的保护）接点起动，单向操作，只能由工作切向备用开关 事故串联切换,1.2.3非正常工况切换 指装置检测到不正常运行情况时自动起动，单向操作，只能由工作电源切向备用电源 母线低电压：当母线电压低于整定值且时间大于所整定延时定值时，装置根据选定方式进行串联或同时切换 工作电源开关偷跳 因各种原因（包括人为误操作）引起工作电源开关误跳开，装置可根据选定方式进行串联或同时切换,1.2.4下列条件之一满足，将出现“装置闭锁”，不能自动复归，可在“异常报告”中查询： 1 装置闭锁：PT 隔离开关断开或开关全合或开关全分。 2 装置异常：AD,EEPROM,RAM,CPU 等。 3 保护闭锁 4 PT 断线 5 后备失电,2.同期装置： 江苏国瑞自动化有限公司WX-98F型 2.1装置简介： 每单元机组设置一套微机型自动准同期装置，同期系统采用单相同期方式，自动准同期装置的正常工作和故障报警信号接入DCS，并与DCS具有通信接口。另设置手动准同期装置作为备用同期方式。 主要用于发电机和电网之间、母线和线路之间的并列，具有安全可靠、快速稳定、精度高、功能多的优点，在并网的过程中，装置本身对系统和机组电压过高过低、频率过高过低还具有一些保护功能 2.2装置特点 2.2.1双CPU结构，软件和硬件各自独立，两套出口串联构成装置总的合闸出口,2.2.2同期速度快、精度高 采用现代控制理论，引入人工智能思想，能正确预测合闸角，装置采用PID调节，能使发电机快速跟踪系统电压和频率，使之在最快速度进入给定区域，确保在第一个同期点时能准确无误地将断路器合上，实现并网。 2.2.3稳定性好，抗干扰能力强 装置所有的输入输出回路及电源回路均按抗浪涌设计 2.2.4电压回路断线和低电压保护功能 可以在各种原因引起的低电压下拒绝同期合闸 2.2.5装置支持线电压同期，也支持相电压同期 2.2.6装置具有自动补偿主变因Y/接线导致的相位差和电压差 2.2.7装置具有实时测试同期断路器的合闸时间,2.2.8频率异常保护功能 2.2.9过电压、过励磁保护功能 2.3装置外观,2.3装置的技术参数 2.3.1工作电源是直流220V 2.3.2TV的输入信号，取自同期点两侧TV的二次电压 2.3.3开关量输入输出信号全部为无源空接点 同期对象14个 2.3.4整定频差、整定压差、导前时间,3.故障录波器： 武汉哈德威电力监控有限公司研制的FTR-01 3.1装置用途： FTR-01型电力系统故障录波及分析装置广泛地应用于电力系统，记录发电机、变压器、电力输送线路、电站、电厂的瞬态、稳态模拟量与事件量信息，监视电力系统运行，保存试验数据，记录和捕捉故障信息。为研究运行方式及评价保护装置的性能提供依据。 3.2现场使用： 每单元机组设置一套微机型发电机-变压器-线路组故障录波装置，对发电机-变压器组和高压厂用电源系统故障或异常运行时的电压、电流等有关模拟量数据进行录波，并对有关保护及安全自动装置动作情况进行记录，完成对故障录波数据的综合分析。同时还应作为分析和评价保护及自动装置动作行为的依据。,3.3故障录波器外形,3.4输入信号 3.4.1交流电压、交流电流、直流电压以及开关量 3.4.2数据采集单元(RAU)采集的模拟量与开关量被转换成高速串行信号，经过光纤传输到核心主机，最大限度地隔离了各种冲击、扰动与干扰 3.4.3开关量通道数为模拟量通道数的2倍 3.5主要技术指标 3.5.1输入路数： FTR-01 32/64 32路模拟量、64路开关量 FTR-01 48/96 48路模拟量、96路开关量 FTR-01 64/128 64路模拟量、128路开关量FTR-01 80/160 80路模拟量、160路开关量 FTR-01 96192 96路模拟量、192路开关量 3.5.2采样率： 瞬态记录： 10kHz/ 5kHz/ 2.5kHz/ 1.25kHz可选。 触发式稳态记录：50Hz。 连续式稳态记录：50Hz。,3.5.3起动方式 （1）常规起动方式：基波或有效值的阀值、突变量、窗口门限起动。 （2）计算量起动方式：谐波、相角差、单相有功功率、单相无功功率、三相有功功率、三相无功功率、频率、正序、负序、零序、功率因素等的阀值、突变量、窗口门限起动。 （3）模拟保护动作量起动录波的方式 发电机比率制动式纵差、发电机纵匝间短路、发电机定子接地、发电机失磁、发电机定子铁芯过励磁、 发电机频率异常、发电机逆功率保护、变压器纵差保护、变压器低阻抗保护、空投变压器保护、启停机保护、失步保护,3.5.4试验功能： 发电机空载试验、发电机短路试验、发电机灭磁试验、同期试验 3.5.5测量精度：0.5%，16位A/D转换器 3.5.6开关量分辩率：0.1ms 3.5.7存储器容量：256M 3.5.8硬盘容量：20G 3.5.9 FTR-01后面板： FTR-01后面板主要分布有：光纤板，一个硬盘板，一个CPU板，一个告警对时板，和一个电源模块。,3.5.10RAU后面板 开关量1 公共端 开关量17 公共端 光纤接口 状态指示灯 电源模块,数字0132为模拟量通道和端子排的顺序对应关系 POWER指示灯为RAU的上电指示。 COMM 指示灯为RAU光纤通信指示,在运行状态下该灯常亮,3.6FTR瞬态波形组成和记录时段 3.6.1故障前时段、故障后时段、故障记录时限,3.6.2 FTR故障录波功能的起动既可以来自本身接入量的触发，也可以接收来自用户的手动触发信息 FTR被触发以后，即进入“故障录波状态”，数据开始存放到触发后的“故障数据缓存区”，只要存在任何一个有效的“触发条件”，这种状态将继续。 当所有的“触发条件”消失后，就进入到故障后时段录波状态，数据继续存放到“故障数据缓存区”，一直到故障后时段结束为止。 完成故障录波过程后，立刻在“故障录波目录”中进行登记，然后返回故障前时段录波状态，在“故障前缓存区”内数据循环刷新，以备迎接新的录波。,4.励磁柜： 功率柜（2面）、进线柜、灭磁柜、励磁调节柜 4.1励磁调节柜的特点： HWJT08D双通道励磁调节器是武汉洪山电工科技有限公司于2000年开发研制的新一代微机励磁调节器 4.1.1双通道微处理器（前台）+工业控制机（后台）+PLC（选项）混合结构 4.1.2双通道微处理器构成的励磁调节控制器互为热备用双通道并联运行方式 4.1.3HWJT-08DS微机励磁调节器的工作电源采用两路独立电源供电，其中一路取自厂用直流系统，另一路取自交流电源系统 4.1.4 HWJT-08DS配备有低励限制功能,4.1.5 HWJT-08DS微机励磁调节器配有PSS附加控制单元 4.2单个通道的微机励磁控制器主要构成部分为 采集板、主机板、接口板、控制电源板（两块：交流输入一块，直流输入一块，但两者间可以互换）、功放电源板（两种：一种用于可控硅励磁方式：输出为六个可控硅触发脉冲；一种用于IGBT开关式励磁方式，输出为脉宽调制方波PWM） 4.3 智能检测显示装置 通过对功率柜模拟信号、状态信息的检测和控制，实现功率柜、灭磁柜和励磁变压器的操作、控制、状态监视、信息传递、信息显示等智能化,4.4 熔断器 为监视调节器的工作电源输入回路上设置了小型熔断器，熔断器具备在发生过流时熔断，使电源回路的故障不致进一步扩大。 1RD #1调节器工作电源和脉冲驱动交流电源 2RD #2调节器工作电源和脉冲驱动交流电源 3RD #1调节器工作电源和脉冲驱动直流电源 4RD #2调节器工作电源和脉冲驱动直流电源 5RD 励磁监控单元交流电源 6RD 励磁装置直流操作回路电源（直流220V） 7RD 调节器检修电源，用于接烙铁、照明等,4.5励磁控制原理图,4.6装置操作 4.6.1开机操作 1）恢复励磁装置在检修期间被打开的各处接线，检查各电源保险处于切断位置，然后向调节器送直流操作电源。然后，送灭磁开关合闸电源和励磁装置起励电源。 2）合灭磁开关 3）测量电源保险原边的各电压值，确认无误后投上各保险 4）通过调节器插件面板上的电源指示灯确认调节器电源工作正常。励磁监控单元显示屏上无异常指示。（如果“灭磁”红灯亮，请检查灭磁开关是否未合，或停机令未复归） 5）若采用自起励，检查自动起励压板是否投入,6）投功率部分的交流刀闸，随后合直流开关，检查各开关位置指示正确 7）如果机组已处于运行状态，运行人员进行定期巡视时需检查第4项。除此之外，还应注意功率柜的均流状况，和每台功率柜励磁电流表的指示是否和平常位置接近 4.6.2起励建压必须满足的条件 1）FMK合上 2）发电机出口断路器未合上。（发电机处于空载状态） 3）起励失败继电器未动作，或已复归 4）机组转速达到95%，且调节器收到开机令，如果此时“自动起励压板”投入，励磁装置自动开始起励；否则，只有手动按下起励按扭，起励过程才会开始。,4.5.3停机操作 1）减有功负荷至零。 2）减发电机无功负荷至零。 3）发电机与系统解列，向励磁装置发“停机”命令，机端电压自动降为零（在机组停机降转速的过程中，调节器可能会由机端PT测得电压频率低于45HZ，引起“低频保护”动作。所以，中控室“励磁故障”光字牌会动作，此为正常现象。当PT电压足够低后，调节器的“低频保护”和中控室光字牌均会自行复归）,4.5.4投入和退出 1）投运励磁装置，那么励磁装置的开关、按钮必然处于如下状态： FMK合上，起励电源投入； 所有电源断路器1RD7RD投入 1KG、2KG、3KG投入 “切脉冲”按钮，“灭磁”按钮弹起 功率柜的交流侧刀闸、直流侧开关处于“合”位置,2）欲使励磁装置退出运行，则向其发出停机令，然后分断FMK。如有必要，切功率柜的交流刀闸、直流开关，使励磁装置的功率回路完全退出。如果欲在装置运行时退出某一台功率柜，一定要先切直流侧自动开关，然后切除交流侧刀闸；如果欲在装置运行时退出某一套调节器，一定要先按下此套调节器的“切脉冲”按钮，然后切相应的1KG或2KG。 3）如果使励磁装置完全停电，则需在完成措施“2）”的基础上，切1KG、2KG、3KG和QF1QF7。注意：在切3KG和QF4之前，一定要确认励磁监控单元（工控机）屏幕出现“可以安全关闭计算机”字样。为达成此目的，需在退出“XX电厂#X机励磁监控程序”之后，点击“开始”任务栏，然后点击“关闭计算机”。,4.5.5如果机组以自动方式开机、关机，其升压、灭磁过程均能自动完成。运行人员只需进行“增/减磁”操作来控制发电机机端电压或无功功率大小。一般不需要进行其它操作 4.7运行人员注意事项 1）不允许修改HWJT-08DS微机励磁调节器的工作参数 2）不允许在发电机空载建立电压后进行阶跃操作 3）不允许进行“手动”、“自动”切换操作（调节器的“手动”按钮和控制柜的“手动”投切开关） 4）不允许切除单套或双套的输出脉冲（调节器“切脉冲”按钮） 5）不允许在励磁监控单元正常运行时切除控制柜的3KG 6）除特殊情况外，在发电机正常工作（调节器有输出）不允许随意投切控制和功率柜的各种开关。,