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变电所电机保护回路现状及对策分析

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    【论文关键词】电机 差流 闪光
【论文摘要】探讨了萨南油田变电所电机保护回路中的存在问题及原因,并提出了改进意见。结果表明,设置二次谐波特性可防止励磁涌流引起保护误动作,在微机保护变电所中加一闪光继电器完成闪光要求,采用切断反向电流的方法避免信号异常现象,电机回路加装机械程序锁或电磁锁等防误装置,避免走错星点柜的危险,为电力安全生产提供了指导作用。
  1.电机保护回路中的发现问题
  (1)电动机起机差流现象;
  (2)微机保护变电所无闪光装置;
  (3)在做电机低电压信号时,位置信号灯有异常闪光现象。
  (4)在检修中检修人员有误入运行星点柜的危险
  2.原因分析
  2.1电机差流故障主要是由于电动机起机时躲不过励磁涌流而动作
  起机差流有两种情况:一是差流动作不能合闸;二是合闸成功差流发信号。正常情况下(见图1),泵房按下合闸按钮后,合闸接触器带电,电机合闸。原理上如果电机本身没有问题并不会出现差流信号动作。而在合闸瞬间,由于电机绕组中的出现励磁涌流,使其电流急剧增大,再加上电缆及开关的影响,产生了一个复杂的电磁暂态过程,而在电流保护中的差流保护由于灵敏度等要求,动作电流值往往取得较小,特别在系统阻抗大时合闸涌流现象更为明显。合闸涌流可能会大于装置整定值,使保护误动,电流继电器接点闭合,动作过程为:+2KM→1LJ(2LJ)→1XJ→1ZJ→-2KM从而发出差流信号。
  2.2微机变电所无闪光,由于回路设计造成
  6kV微机保护系统包括线路保护、变压器保护、电容器保护、电机保护、母联保护等组成。在系统发生事件或运行设备工作异常时,能自动投入音响报警,后台机监控画面上相应块闪光报警,指出事件的性质和异常参数值。除电机保护外,其它保护不存在两地控制完全可以满足要求。而电机保护需要电岗与注水岗的配合来完成,先由注水发出要求合闸信号,电岗看到信号后将操作把手放预合位,注水合闸。而微机保护变电所没有设计闪光装置。
  2.3位置信号灯异常发光的现象是由两个回路交替接通造成的
  正常情况下,断路器跳闸后,绿灯回路接通闪光,绿灯闪光,发出音响信号(见图2)。但是在做电机的低电压后,常会出现断路器跳闸后,红灯和绿灯都进入了闪光状态,扰乱了信号。从闪光继电器的的原理中可知,变电所的闪光继电器是靠电容充放电来完成的,这样闪光小母线一会带正电源,一会儿带负电源,它的频率和闪光频率相同。当闪光小母线带正电源时,绿灯闪光,回路是这样的:SM—KK(9)(12)--1LD—HC—DL-- -2KM。当闪光小母线带负电源时,就有了寄生回路。在做低电压试验时,6kV电压互感器的刀闸是合着的,中间继电器2ZJ接点闭合,这样通过+2KM--2ZJ—1LP压板—1HD—KK⒁⒂--KK⑼⑿ --1LD—DL --2KM带电,因此红灯又亮了,这样通过闪光继电器就出现了绿灯闪光红灯也闪光的异常现象。
  2.4电机星点柜侧无防误装置,造成柜门随意打开
  在变电所检修中,电机房星点柜内部的检修是个安全隐患。因为有时变电所运行电机的星点柜柜门打开,极易发生误入运行电机星点柜的危险。主要是因为电机星点柜都是普通挂锁,没有联锁及自锁等防误装置,随时可以打开,这样很不安全。
  3.改进意见
  3.1为了保证可靠的躲过励磁涌流,保护装置中的差流回路加入适当的延时
  励磁涌流有一明显的特征,就是它含有大量的二次谐波,在变压器主保护中就利用这个特性,设置了二次谐波特性来防止励磁涌流引起保护误动作,但如果应用在6kV保护,必须对保护装置进行改造,会大大增加装置软件的复杂性,因此实用性很差。励磁涌流的另一特征就是它的大小随时间而衰减,一开始涌流峰值很大,对于小型电机,经过7~10个工频周波后涌流几乎衰减为零,利用涌流这个特点,在差流保护中加入一短时间延时,就可以防止励磁涌流引起的误动作,这种方法最大优点是不用改造保护装置,虽然会增加故障时间,但对于象6kV这些对统稳定运行影响较小的地方还是适用。03年,对于有差流现象的电机,将部分原电磁型中间继电器更换上一个新型JZS-13B的继电器,这种新型中间继电器时间可调,时间较老式中间稍大一些,从而使差流现象有所缓解。更换新型中间继电器后,电机差流现象有所缓解,但没有真正得到解决,因为原电磁型继电器的延时为0.06-0.07S,而新型继电器的时间调整为0.08S,时间只延时了0.01S左右,所以部分电机还是躲不过励磁电流,差流现象还时常出现,如杏八注、杏二十、杏二十三变电所等。将新更换的中间继电器时间再调大一些(0.1S),这样就可以躲过励磁涌流,不会出现差流现象。然而,如果将这个时间调大,就又出现一个问题,那就是电机起机带有0.1S的延时,故障时也带有0.1S的延时,这样就增加了故障时对电机本身的损伤。将原电机回路进行改进,让电机在起机时带有延时,故障时不带有延时,迅速切断故障,这样就避免了上述的情况。
  3.2为了保证闪光装置正常,在微机保护变电所中加一闪光继电器完成闪光要求
  为保证闪光装置正常,可以在变电所的直流盘加装一块闪光继电器即可(见图3)。
  3.3采用切断反向电流的方法来避免信号异常现象
  针对位置信号灯指示异常,可采用切断反向电流的方法来解决。一是在红绿灯回路的灯泡与电阻间串接一个止逆二极管,(见图4,耐压不小于600V)。二是使用带极性的节能灯。这样在做低电压信号时就不会出现红灯回路也接通的现象。
  3.4电机回路加装机械程序锁或电磁锁等防误装置,避免走错星点柜的危险
  针对电机星点柜的不安全问题,安装一种防止高压开关柜设备误操作的电控机械联锁装置。可以对网门及高压开关柜柜门等需要安全联锁的地方实现联锁,防止误入带电间隔及误操作现象的发生,有效地保护了人身和设备的安全
  4.结束语
  对变电所中电机回路出现的问题进行了分析和研究,提出了相关的解决办法,但随着新技术的提高,供电的可靠性明显提高,但也有不同情况的问题出现,只有不断的改善了变电所设备的工作性能,提高了电力系统的供电可靠性,才能改善供电水平,减少了供电设备的电气事故的发生。
  参考文献:
  [1]高凤岗 孙金钰.发电厂变电所电气设备[M].水利电力出版社,1989

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