发电厂厂用电整定计算分析

2011-08-18田丰源张延鹏

东北电力技术 2011年9期

田丰源,姜伟,张延鹏

(1.东科电力有限公司,辽宁沈阳 110016;2.神华国华绥中发电有限责任公司,辽宁绥中 125000;3.东北电力科学研究院有限公司,辽宁沈阳 110006)

随着微机保护的广泛应用,发电厂厂用电保护的种类日趋繁多。许多新出现的保护,如低厂变限时速断保护、低厂变负序保护,由于没有相应的规程标准,整定原则混乱。由于原有主设备保护的功能也在扩展,厂用电源进线保护存在的重复配置问题。因此,依照理论分析和现场实践,提出了相应的整定原则和解决办法。

1 低厂变限时速断保护

低厂变速断保护作为发电厂低压厂用变的后备保护,保护范围为低厂变及其低压出线。此处故障对于低厂变低压断路器保护由于是区外故障,不会动作;对于低厂变电压侧速断保护,由于灵敏度不够,也不会动作。因此,需要配置限时速断保护,断开低厂变高压侧断路器。整定原则为躲过低厂变低压断路器速断保护,同时低厂变低压出线电缆接地故障有灵敏度。延时应躲过低厂变高低压断路器保护速断时间和低厂变高低压断路器动作时间,一般取0.3 s。

低厂变低压侧出线短路灵敏度应整定为

式中 Ixssd——限时速断定值;

Ij400V——400 V系统基准电流;

Xs——系统折算到低厂变高压侧阻抗;

XT——低厂变阻抗;

KLM——灵敏度;

Isd——低厂变低压侧速断定值;

ntl——低厂变低压侧TA变比;

nT——低厂变变比;

nth——低厂变高压侧TA变比;

Krel——可靠系数。

需要说明的是与低厂变低压侧速断配合时,定值需除 3,主要原因为:低厂变低压侧为大电流接地系统,单相接地时电流接近三相故障时电流,大于两相相间短路电流。负序电流经过低厂变转角方向和正序电流相反。以低厂变低压侧A相短路为例,低厂变低压侧故障电流如图1所示,分为正序、负序和零序电流,经过低厂变后,零序电流被滤除,只剩下正序和负序,且转角方向相反,都转角30°(如图2所示)。设低厂变低压侧A相故障电流为IkA,低厂变高压侧B相电流为0,A相和C相电流为

2 低厂变负序保护

低厂变负序保护作为低压侧相间故障的后备保护,当低压侧母线发生相间故障,同时低压侧断路器保护拒动或断路器拒动,此时高压侧限时速断保护灵敏度不够,需要高压侧负序保护切除故障。整定原则为低压侧母线相间故障有足够灵敏度,延时应躲过低厂变高低压断路器保护速断时间和低厂变高低压断路器动作时间,一般取0.3 s。

低厂变低压侧母线相间短路灵敏度应整定为

式中 I2zd——保护负序定值;

Ij400V——380 V母线相间短路电流;

Xs——系统阻抗;

XT——低厂变阻抗;

nT——低厂变变比;

KLM——灵敏度系数。

低压母线发生相间短路时故障电流Ij400V除以3,除以 3的原因如图3所示,设低压侧BC相短路则有:

图3 低压母线相间故障时序分量图

3 厂用电电源进线保护

目前厂用电电源进线过流保护配置一般由启备变、低厂变低压侧过流、电源进线断路器配置过流保护、分段 (馈线)断路器过流保护等进行配合(如图4所示)。而每一处保护又配置过流Ⅰ段和过流Ⅲ段,这样造成了保护配合过于繁琐、重复。

图4 电厂厂用电保护配置示意图

启备变、高厂变保护中的低压侧过流保护(保护1)和厂用电备用、工作电源进线断路器保护 (保护2)中的过流保护所选用的TA都为低压侧进线TA,由于二者功能一致,可以退出保护2或保护1和保护2整定值一致。当保护1和保护2整定值一致时,要求备用电源进线断路器过流保护具备后加速功能,即工作电源进线过流动作启动快切,同时给备用电源进线保护一个保护动作接点,备用电源进线过流保护合闸于故障后会加速跳开。如果未配置后加速保护,则应退出保护2,采用快切装置中的加速过流保护。这种保护配置优点是在瞬时故障下,能保证供电可靠。此外,由于保护3和保护4之间一般配置了电缆差动保护,为了缩短级差配置,宜将保护3和保护4定值配置相同。

对于传统保护配置,按0.3 s级差配置,从保护5延时0 s起配,保护1延时1.2 s,厂用电故障电流很大,破坏力巨大,延时过长使后备保护失去意义。因此,建议按如下原则配合:对于保护1～5的延时配置,由于目前开关延时普遍在60～80 ms,保护动作在10 ms左右,较传统保护和断路器延时大大缩小,级差宜考虑为0.2 s,则保护5延时0 s,保护3和保护4延时0.2 s,保护1和保护2延时0.4 s。这样大大缩短了后备保护延时,保证了厂用电后备保护的快速性。