浅谈发电厂厂用电继电保护研究及应用

2019-07-22高荣春

商品与质量 2019年50期

关键词：厂用电零序中性点

高荣春

南京保合太和电力科技有限公司江苏南京 210000

1 发电厂厂用电继电保护的现状分析

厂用电系统一般由厂用电源配电装置（母线和开关等设备、厂用馈线和负荷）组成。通常分为高压厂用电系统和低压厂用电系统。高压厂用电系统电压一般为3-10kV，低压厂用电系统电压一般380/220V。常用的厂用电接线方式如下图所示。

图1 厂用电基本接线方式

厂用电系统的基本任务是满足机组启动、正常运行和停机等工况下供电的需要，并保证发电厂安全、连续、稳定运行。其运行特点是用电负荷多、分布广、操作频繁和工作环境恶劣等。据统计，厂用电事故在电厂事故中占有较大比重。因此，厂用配电装置要求运行安全可靠、适合频繁操作并且便于检修。

近年来，由于对厂用电的认识普遍不够深入，尤其对于低压厂用系统的保护采用单一的保护方式，同时继电保护专业人员的专业素质参差不齐，已经在很多电厂发生过保护拒动，误动事故，严重时甚至造成发电机“非停”和人身伤害。所以有必要对发电厂厂用电继电保护进行研究，以求最大限度的合理化配置厂用电保护，确保厂用电的可靠运行，从而保证机组的安全、稳定运行[1]。

2 厂用电继电保护运行中存在的问题

2.1 保护用电流互感器CT选择不合理存在的问题

高低压厂用系统，在厂用母线近区域或出线出口发生金属性短路时，短路电流通常高达20-30kA，而由于设计时CT变比按负载额定电流选择取，高压电动机及低压厂用变压器高压侧保护用CT变比普遍采用200/5A及以下，最小的甚至会采用50/5A，额定功耗≤25VA，准确等级为5P20或10P20，因此，在短路故障时，实际短路电流倍数超过100以上，》20，此时CT已极度饱和，CT二次反应的故障电流已远非正弦波，实际是非常狭窄的尖顶波。此时，即使是瞬时动作的保护亦拒动。

2.2 0.4kV低压厂用电系统存在上下级零序定值无法配合和错误整定的问题

（1）0.4kVMCC段所带负荷未设置单相接地零序过电流保护。一般75KW以下的低压电动机和200A以下的静止负荷由MCC供电，其保护为第一级，通常配置可整定的电子脱扣器或不可整定电磁脱扣器，这类脱扣器普遍普遍不设置单相接地零序过电流保护，其瞬时动作电流一般为10-12倍的脱扣器额定电流，在这样大电流的情况下，其上级保护配置的零序过电流与之无法配合，只能将零序过电流保护全部退出运行。

（2）中性点直接接地的低压厂用变压器中性点零序定值整定错误。现在运行的大多数低压厂用电系统采用中性点直接接地方式，其零序保护定值通常简单地按躲正常最大不平衡电流整定，一般整定3I0=25%IT.N，动作方式为定时限，动作时间整定0.5-0.7s的整定方法。当发生出线单相接地时，中性点零序过电流保护将无选择性动作[2]。

3 厂用电继电保护的应对措施

3.1 保护用电流互感器CT饱和

首先，我们知道功耗与电流的平方成正比，因此在负载阻抗不变的情况下，我们尽可能选用二次额定电流为1A的电流互感器，相应的二次回路功耗降为1/25，这样CT就不容易出现饱和的现象。

其次，还可以选择采用抗饱和能力强的继电保护装置，利用电流互感器饱和时的暂态特性，例如在发生短路的开始阶段，即短路的第一或第二个周波之内，由于铁芯尚未饱和，二次电流有可能正确传变一次电流，这样在短路开始的数毫秒以内就能够判断出故障的类型和性质。还有当一次电流的瞬时值由负半波趋向正半波时，电流互感器二次能正确反映一次电流，在过零点上电流互感器的一二次电流的相位是一致的[3]。