變電所電機(jī)保護(hù)回路現(xiàn)狀及對策分析
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【論文關(guān)鍵詞】電機(jī) 差流 閃光
【論文摘要】探討了薩南油田變電所電機(jī)保護(hù)回路中的存在問題及原因，并提出了改進(jìn)意見。結(jié)果表明，設(shè)置二次諧波特性可防止勵(lì)磁涌流引起保護(hù)誤動(dòng)作，在微機(jī)保護(hù)變電所中加一閃光繼電器完成閃光要求，采用切斷反向電流的方法避免信號異常現(xiàn)象，電機(jī)回路加裝機(jī)械程序鎖或電磁鎖等防誤裝置，避免走錯(cuò)星點(diǎn)柜的危險(xiǎn)，為電力安全生產(chǎn)提供了指導(dǎo)作用。
1.電機(jī)保護(hù)回路中的發(fā)現(xiàn)問題
?。?）電動(dòng)機(jī)起機(jī)差流現(xiàn)象；
?。?）微機(jī)保護(hù)變電所無閃光裝置；
?。?）在做電機(jī)低電壓信號時(shí)，位置信號燈有異常閃光現(xiàn)象。
?。?）在檢修中檢修人員有誤入運(yùn)行星點(diǎn)柜的危險(xiǎn)
2.原因分析
2.1電機(jī)差流故障主要是由于電動(dòng)機(jī)起機(jī)時(shí)躲不過勵(lì)磁涌流而動(dòng)作
起機(jī)差流有兩種情況：一是差流動(dòng)作不能合閘；二是合閘成功差流發(fā)信號。正常情況下（見圖1），泵房按下合閘按鈕后，合閘接觸器帶電，電機(jī)合閘。原理上如果電機(jī)本身沒有問題并不會(huì)出現(xiàn)差流信號動(dòng)作。而在合閘瞬間，由于電機(jī)繞組中的出現(xiàn)勵(lì)磁涌流，使其電流急劇增大，再加上電纜及開關(guān)的影響，產(chǎn)生了一個(gè)復(fù)雜的電磁暫態(tài)過程，而在電流保護(hù)中的差流保護(hù)由于靈敏度等要求，動(dòng)作電流值往往取得較小，特別在系統(tǒng)阻抗大時(shí)合閘涌流現(xiàn)象更為明顯。合閘涌流可能會(huì)大于裝置整定值，使保護(hù)誤動(dòng)，電流繼電器接點(diǎn)閉合，動(dòng)作過程為：+2KM→1LJ（2LJ）→1XJ→1ZJ→-2KM從而發(fā)出差流信號。
2.2微機(jī)變電所無閃光，由于回路設(shè)計(jì)造成
6kV微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)包括線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、電容器保護(hù)、電機(jī)保護(hù)、母聯(lián)保護(hù)等組成。在系統(tǒng)發(fā)生事件或運(yùn)行設(shè)備工作異常時(shí)，能自動(dòng)投入音響報(bào)警，后臺(tái)機(jī)監(jiān)控畫面上相應(yīng)塊閃光報(bào)警，指出事件的性質(zhì)和異常參數(shù)值。除電機(jī)保護(hù)外，其它保護(hù)不存在兩地控制完全可以滿足要求。而電機(jī)保護(hù)需要電崗與注水崗的配合來完成，先由注水發(fā)出要求合閘信號，電崗看到信號后將操作把手放預(yù)合位，注水合閘。而微機(jī)保護(hù)變電所沒有設(shè)計(jì)閃光裝置。
2.3位置信號燈異常發(fā)光的現(xiàn)象是由兩個(gè)回路交替接通造成的
正常情況下，斷路器跳閘后，綠燈回路接通閃光，綠燈閃光，發(fā)出音響信號（見圖2）。但是在做電機(jī)的低電壓后，常會(huì)出現(xiàn)斷路器跳閘后，紅燈和綠燈都進(jìn)入了閃光狀態(tài)，擾亂了信號。從閃光繼電器的的原理中可知，變電所的閃光繼電器是靠電容充放電來完成的，這樣閃光小母線一會(huì)帶正電源，一會(huì)兒帶負(fù)電源，它的頻率和閃光頻率相同。當(dāng)閃光小母線帶正電源時(shí)，綠燈閃光，回路是這樣的：SM—KK（9）（12）--1LD—HC—DL-- -2KM。當(dāng)閃光小母線帶負(fù)電源時(shí)，就有了寄生回路。在做低電壓試驗(yàn)時(shí)，6kV電壓互感器的刀閘是合著的，中間繼電器2ZJ接點(diǎn)閉合，這樣通過+2KM--2ZJ—1LP壓板—1HD—KK⒁⒂--KK⑼⑿ --1LD—DL --2KM帶電，因此紅燈又亮了，這樣通過閃光繼電器就出現(xiàn)了綠燈閃光紅燈也閃光的異?，F(xiàn)象。
2.4電機(jī)星點(diǎn)柜側(cè)無防誤裝置，造成柜門隨意打開
在變電所檢修中，電機(jī)房星點(diǎn)柜內(nèi)部的檢修是個(gè)安全隱患。因?yàn)橛袝r(shí)變電所運(yùn)行電機(jī)的星點(diǎn)柜柜門打開，極易發(fā)生誤入運(yùn)行電機(jī)星點(diǎn)柜的危險(xiǎn)。主要是因?yàn)殡姍C(jī)星點(diǎn)柜都是普通掛鎖，沒有聯(lián)鎖及自鎖等防誤裝置，隨時(shí)可以打開，這樣很不安全。
3.改進(jìn)意見
3.1為了保證可靠的躲過勵(lì)磁涌流，保護(hù)裝置中的差流回路加入適當(dāng)?shù)难訒r(shí)
勵(lì)磁涌流有一明顯的特征，就是它含有大量的二次諧波，在變壓器主保護(hù)中就利用這個(gè)特性，設(shè)置了二次諧波特性來防止勵(lì)磁涌流引起保護(hù)誤動(dòng)作，但如果應(yīng)用在6kV保護(hù)，必須對保護(hù)裝置進(jìn)行改造，會(huì)大大增加裝置軟件的復(fù)雜性，因此實(shí)用性很差。勵(lì)磁涌流的另一特征就是它的大小隨時(shí)間而衰減，一開始涌流峰值很大，對于小型電機(jī)，經(jīng)過7～10個(gè)工頻周波后涌流幾乎衰減為零，利用涌流這個(gè)特點(diǎn)，在差流保護(hù)中加入一短時(shí)間延時(shí)，就可以防止勵(lì)磁涌流引起的誤動(dòng)作，這種方法最大優(yōu)點(diǎn)是不用改造保護(hù)裝置，雖然會(huì)增加故障時(shí)間，但對于象6kV這些對統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行影響較小的地方還是適用。03年，對于有差流現(xiàn)象的電機(jī)，將部分原電磁型中間繼電器更換上一個(gè)新型JZS-13B的繼電器，這種新型中間繼電器時(shí)間可調(diào)，時(shí)間較老式中間稍大一些，從而使差流現(xiàn)象有所緩解。更換新型中間繼電器后，電機(jī)差流現(xiàn)象有所緩解，但沒有真正得到解決，因?yàn)樵姶判屠^電器的延時(shí)為0.06-0.07S，而新型繼電器的時(shí)間調(diào)整為0.08S，時(shí)間只延時(shí)了0.01S左右，所以部分電機(jī)還是躲不過勵(lì)磁電流，差流現(xiàn)象還時(shí)常出現(xiàn)，如杏八注、杏二十、杏二十三變電所等。將新更換的中間繼電器時(shí)間再調(diào)大一些（0.1S），這樣就可以躲過勵(lì)磁涌流，不會(huì)出現(xiàn)差流現(xiàn)象。然而，如果將這個(gè)時(shí)間調(diào)大，就又出現(xiàn)一個(gè)問題，那就是電機(jī)起機(jī)帶有0.1S的延時(shí)，故障時(shí)也帶有0.1S的延時(shí)，這樣就增加了故障時(shí)對電機(jī)本身的損傷。將原電機(jī)回路進(jìn)行改進(jìn)，讓電機(jī)在起機(jī)時(shí)帶有延時(shí)，故障時(shí)不帶有延時(shí)，迅速切斷故障，這樣就避免了上述的情況。
3.2為了保證閃光裝置正常，在微機(jī)保護(hù)變電所中加一閃光繼電器完成閃光要求
為保證閃光裝置正常，可以在變電所的直流盤加裝一塊閃光繼電器即可（見圖3）。
3.3采用切斷反向電流的方法來避免信號異?，F(xiàn)象
針對位置信號燈指示異常，可采用切斷反向電流的方法來解決。一是在紅綠燈回路的燈泡與電阻間串接一個(gè)止逆二極管，（見圖4，耐壓不小于600V）。二是使用帶極性的節(jié)能燈。這樣在做低電壓信號時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)紅燈回路也接通的現(xiàn)象。
3.4電機(jī)回路加裝機(jī)械程序鎖或電磁鎖等防誤裝置，避免走錯(cuò)星點(diǎn)柜的危險(xiǎn)
針對電機(jī)星點(diǎn)柜的不安全問題，安裝一種防止高壓開關(guān)柜設(shè)備誤操作的電控機(jī)械聯(lián)鎖裝置?？梢詫W(wǎng)門及高壓開關(guān)柜柜門等需要安全聯(lián)鎖的地方實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖，防止誤入帶電間隔及誤操作現(xiàn)象的發(fā)生，有效地保護(hù)了人身和設(shè)備的安全
4.結(jié)束語
對變電所中電機(jī)回路出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析和研究，提出了相關(guān)的解決辦法，但隨著新技術(shù)的提高，供電的可靠性明顯提高，但也有不同情況的問題出現(xiàn)，只有不斷的改善了變電所設(shè)備的工作性能，提高了電力系統(tǒng)的供電可靠性，才能改善供電水平，減少了供電設(shè)備的電氣事故的發(fā)生。
參考文獻(xiàn)：
[1]高鳳崗 孫金鈺.發(fā)電廠變電所電氣設(shè)備[M].水利電力出版社，1989
【論文摘要】探討了薩南油田變電所電機(jī)保護(hù)回路中的存在問題及原因，并提出了改進(jìn)意見。結(jié)果表明，設(shè)置二次諧波特性可防止勵(lì)磁涌流引起保護(hù)誤動(dòng)作，在微機(jī)保護(hù)變電所中加一閃光繼電器完成閃光要求，采用切斷反向電流的方法避免信號異常現(xiàn)象，電機(jī)回路加裝機(jī)械程序鎖或電磁鎖等防誤裝置，避免走錯(cuò)星點(diǎn)柜的危險(xiǎn)，為電力安全生產(chǎn)提供了指導(dǎo)作用。
1.電機(jī)保護(hù)回路中的發(fā)現(xiàn)問題
?。?）電動(dòng)機(jī)起機(jī)差流現(xiàn)象；
?。?）微機(jī)保護(hù)變電所無閃光裝置；
?。?）在做電機(jī)低電壓信號時(shí)，位置信號燈有異常閃光現(xiàn)象。
?。?）在檢修中檢修人員有誤入運(yùn)行星點(diǎn)柜的危險(xiǎn)
2.原因分析
2.1電機(jī)差流故障主要是由于電動(dòng)機(jī)起機(jī)時(shí)躲不過勵(lì)磁涌流而動(dòng)作
起機(jī)差流有兩種情況：一是差流動(dòng)作不能合閘；二是合閘成功差流發(fā)信號。正常情況下（見圖1），泵房按下合閘按鈕后，合閘接觸器帶電，電機(jī)合閘。原理上如果電機(jī)本身沒有問題并不會(huì)出現(xiàn)差流信號動(dòng)作。而在合閘瞬間，由于電機(jī)繞組中的出現(xiàn)勵(lì)磁涌流，使其電流急劇增大，再加上電纜及開關(guān)的影響，產(chǎn)生了一個(gè)復(fù)雜的電磁暫態(tài)過程，而在電流保護(hù)中的差流保護(hù)由于靈敏度等要求，動(dòng)作電流值往往取得較小，特別在系統(tǒng)阻抗大時(shí)合閘涌流現(xiàn)象更為明顯。合閘涌流可能會(huì)大于裝置整定值，使保護(hù)誤動(dòng)，電流繼電器接點(diǎn)閉合，動(dòng)作過程為：+2KM→1LJ（2LJ）→1XJ→1ZJ→-2KM從而發(fā)出差流信號。
2.2微機(jī)變電所無閃光，由于回路設(shè)計(jì)造成
6kV微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)包括線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、電容器保護(hù)、電機(jī)保護(hù)、母聯(lián)保護(hù)等組成。在系統(tǒng)發(fā)生事件或運(yùn)行設(shè)備工作異常時(shí)，能自動(dòng)投入音響報(bào)警，后臺(tái)機(jī)監(jiān)控畫面上相應(yīng)塊閃光報(bào)警，指出事件的性質(zhì)和異常參數(shù)值。除電機(jī)保護(hù)外，其它保護(hù)不存在兩地控制完全可以滿足要求。而電機(jī)保護(hù)需要電崗與注水崗的配合來完成，先由注水發(fā)出要求合閘信號，電崗看到信號后將操作把手放預(yù)合位，注水合閘。而微機(jī)保護(hù)變電所沒有設(shè)計(jì)閃光裝置。
2.3位置信號燈異常發(fā)光的現(xiàn)象是由兩個(gè)回路交替接通造成的
正常情況下，斷路器跳閘后，綠燈回路接通閃光，綠燈閃光，發(fā)出音響信號（見圖2）。但是在做電機(jī)的低電壓后，常會(huì)出現(xiàn)斷路器跳閘后，紅燈和綠燈都進(jìn)入了閃光狀態(tài)，擾亂了信號。從閃光繼電器的的原理中可知，變電所的閃光繼電器是靠電容充放電來完成的，這樣閃光小母線一會(huì)帶正電源，一會(huì)兒帶負(fù)電源，它的頻率和閃光頻率相同。當(dāng)閃光小母線帶正電源時(shí)，綠燈閃光，回路是這樣的：SM—KK（9）（12）--1LD—HC—DL-- -2KM。當(dāng)閃光小母線帶負(fù)電源時(shí)，就有了寄生回路。在做低電壓試驗(yàn)時(shí)，6kV電壓互感器的刀閘是合著的，中間繼電器2ZJ接點(diǎn)閉合，這樣通過+2KM--2ZJ—1LP壓板—1HD—KK⒁⒂--KK⑼⑿ --1LD—DL --2KM帶電，因此紅燈又亮了，這樣通過閃光繼電器就出現(xiàn)了綠燈閃光紅燈也閃光的異?，F(xiàn)象。
2.4電機(jī)星點(diǎn)柜側(cè)無防誤裝置，造成柜門隨意打開
在變電所檢修中，電機(jī)房星點(diǎn)柜內(nèi)部的檢修是個(gè)安全隱患。因?yàn)橛袝r(shí)變電所運(yùn)行電機(jī)的星點(diǎn)柜柜門打開，極易發(fā)生誤入運(yùn)行電機(jī)星點(diǎn)柜的危險(xiǎn)。主要是因?yàn)殡姍C(jī)星點(diǎn)柜都是普通掛鎖，沒有聯(lián)鎖及自鎖等防誤裝置，隨時(shí)可以打開，這樣很不安全。
3.改進(jìn)意見
3.1為了保證可靠的躲過勵(lì)磁涌流，保護(hù)裝置中的差流回路加入適當(dāng)?shù)难訒r(shí)
勵(lì)磁涌流有一明顯的特征，就是它含有大量的二次諧波，在變壓器主保護(hù)中就利用這個(gè)特性，設(shè)置了二次諧波特性來防止勵(lì)磁涌流引起保護(hù)誤動(dòng)作，但如果應(yīng)用在6kV保護(hù)，必須對保護(hù)裝置進(jìn)行改造，會(huì)大大增加裝置軟件的復(fù)雜性，因此實(shí)用性很差。勵(lì)磁涌流的另一特征就是它的大小隨時(shí)間而衰減，一開始涌流峰值很大，對于小型電機(jī)，經(jīng)過7～10個(gè)工頻周波后涌流幾乎衰減為零，利用涌流這個(gè)特點(diǎn)，在差流保護(hù)中加入一短時(shí)間延時(shí)，就可以防止勵(lì)磁涌流引起的誤動(dòng)作，這種方法最大優(yōu)點(diǎn)是不用改造保護(hù)裝置，雖然會(huì)增加故障時(shí)間，但對于象6kV這些對統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行影響較小的地方還是適用。03年，對于有差流現(xiàn)象的電機(jī)，將部分原電磁型中間繼電器更換上一個(gè)新型JZS-13B的繼電器，這種新型中間繼電器時(shí)間可調(diào)，時(shí)間較老式中間稍大一些，從而使差流現(xiàn)象有所緩解。更換新型中間繼電器后，電機(jī)差流現(xiàn)象有所緩解，但沒有真正得到解決，因?yàn)樵姶判屠^電器的延時(shí)為0.06-0.07S，而新型繼電器的時(shí)間調(diào)整為0.08S，時(shí)間只延時(shí)了0.01S左右，所以部分電機(jī)還是躲不過勵(lì)磁電流，差流現(xiàn)象還時(shí)常出現(xiàn)，如杏八注、杏二十、杏二十三變電所等。將新更換的中間繼電器時(shí)間再調(diào)大一些（0.1S），這樣就可以躲過勵(lì)磁涌流，不會(huì)出現(xiàn)差流現(xiàn)象。然而，如果將這個(gè)時(shí)間調(diào)大，就又出現(xiàn)一個(gè)問題，那就是電機(jī)起機(jī)帶有0.1S的延時(shí)，故障時(shí)也帶有0.1S的延時(shí)，這樣就增加了故障時(shí)對電機(jī)本身的損傷。將原電機(jī)回路進(jìn)行改進(jìn)，讓電機(jī)在起機(jī)時(shí)帶有延時(shí)，故障時(shí)不帶有延時(shí)，迅速切斷故障，這樣就避免了上述的情況。
3.2為了保證閃光裝置正常，在微機(jī)保護(hù)變電所中加一閃光繼電器完成閃光要求
為保證閃光裝置正常，可以在變電所的直流盤加裝一塊閃光繼電器即可（見圖3）。
3.3采用切斷反向電流的方法來避免信號異?，F(xiàn)象
針對位置信號燈指示異常，可采用切斷反向電流的方法來解決。一是在紅綠燈回路的燈泡與電阻間串接一個(gè)止逆二極管，（見圖4，耐壓不小于600V）。二是使用帶極性的節(jié)能燈。這樣在做低電壓信號時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)紅燈回路也接通的現(xiàn)象。
3.4電機(jī)回路加裝機(jī)械程序鎖或電磁鎖等防誤裝置，避免走錯(cuò)星點(diǎn)柜的危險(xiǎn)
針對電機(jī)星點(diǎn)柜的不安全問題，安裝一種防止高壓開關(guān)柜設(shè)備誤操作的電控機(jī)械聯(lián)鎖裝置?？梢詫W(wǎng)門及高壓開關(guān)柜柜門等需要安全聯(lián)鎖的地方實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖，防止誤入帶電間隔及誤操作現(xiàn)象的發(fā)生，有效地保護(hù)了人身和設(shè)備的安全
4.結(jié)束語
對變電所中電機(jī)回路出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析和研究，提出了相關(guān)的解決辦法，但隨著新技術(shù)的提高，供電的可靠性明顯提高，但也有不同情況的問題出現(xiàn)，只有不斷的改善了變電所設(shè)備的工作性能，提高了電力系統(tǒng)的供電可靠性，才能改善供電水平，減少了供電設(shè)備的電氣事故的發(fā)生。
參考文獻(xiàn)：
[1]高鳳崗 孫金鈺.發(fā)電廠變電所電氣設(shè)備[M].水利電力出版社，1989