6kV高压柜继电器保护系统微机化改造

吴章国

福建三钢闽光股份有限公司棒材厂， 福建三明 365000

0 引言

三钢棒材厂6kV 高压进线柜使用少油断路器作为线路分合开关，其保护采用国内早期电磁式继电器组成的线路保护系统，主要含过流保护和速断保护。由于线路复杂，继电器种类和数量繁多，造成非故障时误动作，或发生故障时指示不清，严重影响生产，同时给故障判断带来难度。为避免类似情况继续发生，经研究决定，对高压进线柜继电器保护系统进行微机化改造。

1 原继电器保护系统结构

原系统由母线、控制、保护、信号、测量等回路组成。其中：

母线回路含控制母线、信号母线、合闸母线，电压：DC220V；

控制回路含试验/远程合/分闸、合/分闸指示；

保护回路含过流/速断延时跳闸；

信号回路含延时过流/速断保护、掉牌未复归、跳闸回路断线、事故跳闸；

测量回路含电流回路（测量表计和过流保护）、电压回路（测量表计）；

其它回路包括音响报警回路、照明回路、与母联柜连锁等。

2 微机保护系统结构

微机保护系统仍然保留原有母线结构，将控制、保护、信号、测量等功能集成在微机中，预留各回路接口与原系统进行对接。为向下兼容，保留原有的分/合闸开关及试验按钮、测量表计、指示灯等其它回路。出于性价比的考虑，选用天正STS361L 微机保护装置，已能满足要求。其中分闸原理如图1所示：

图1 分闸原理图

说明：+/-KM：直流控制母线，TQ：跳闸线圈(外部)，DL-2：断路器位置辅助点(外部)，TBJA、TBJC：跳闸保持继电器，HWJA：合闸位置继电器，TZJB：跳闸保护控制继电器，IN8X*：微机保护装置外部输入接口，1LP1：跳闸压板，1D**：外部接线端子。

合闸原理如图2 所示：

说明：+/-KM：直流控制母线，HQ：合闸接触器线圈(外部)，DL-2：断路器位置辅助点(外部)，HBJA～HBJC：合闸保持继电器，TBJB：跳闸保持继电器，TWJA：跳闸位置继电器，TBJVA、TBJVC：防跳继电器，HZJB：合闸保护控制继电器，IN8X*：微机保护装置外部输入接口，1LP2：合闸压板，1D**：外部接线端子。

3 天正STS361L 微机保护系统主要功能

过电流保护：装置实时计算并进行三段过流判别，当任一相电流大于I 段电流定值1.2 倍时跳闸。

动作条件：

1）I 相电流＞In 段电流定值；

2）T＞Tn 段延时定值；

3）满足过流相的方向及低电压条件。

零序过电流保护：当零序电流3I0 大于1.2 倍的I 段定值时跳闸。

动作条件：

1）3I0＞I0 接地N 段定值；

2）T＞T0 接地N 段延时定值；

3）相应的方向条件满足（若需要）。

反时限保护：即标准反时限、非常反时限、极端反时限。通过设置控制字的相关位可选择定时限或反时限方式。

过负荷保护：监视三相的电流过负荷，时间延时到，过负荷报警与跳闸的选择由控制字选定。

PT 断线检测：三相失压、两相或单相PT 断线、两相或单相PT 断线，满足上述条件之一，装置报发“PT 断线”信息并点亮告警灯。

小电流接地选线：小电流接地选跳系统由STS361L 装置和主站构成。无主站系统时，单装置接地试跳判据为：合位时3U0 大于18V，试跳分位后3U0 小于18V，即判为本线路接地。

数据记录：可记录的模拟量为Ia、Ib、Ic、3I0、Ua、Ub、Uc、Ux、Ii0，状态量为断路器位置、保护跳闸合闸命令。除记录系统扰动数据外，还记录装置的操作事件、状态输入量变位事件、更改定值事件及装置告警事件等。

其它保护有方向保护、低电压保护、加速保护、三相重合闸保护、低频保护、低压解列保护等。

4 装置的设定

为延续原系统的保护功能，对一些关键参数进行设定，其余参数均使用出厂设定值。

I 段电流(速断)：7A(对应一次电流2100A)，时间：0.2S；II 段电流(过流)：5.5A(对应一次电流1750A)，时间：0.5S；

CT 变比：1500/5/1000=0.3；

PT 变比：6000/100/1000=0.06；

软压板的设定：

电流I 段：投入；电流II 段：投入。电流III 段、零序I/II/III、加速、过负荷、低周减载、重合投入均退出。

5 结论

STS361L 微机保护装置改造自投入以来一直保持良好运行状态。由于取消了继电器，系统可靠性大为增加。其人机界面采用液晶面板显示，对在线数据观察、历史故障追踪都起到了极大的帮助。装置本身带通讯功能，能方便地将系统进行联网，提供给后台计算机远程监控。高压进线柜继电器保护系统微机化的改造，为进一步推广至其他设备奠定了基础。

[1]齐相波.高压开关柜二次保护微机化改造.电站系统工程，2009(3).