对发电厂厂用电保护配置及定值整定探究_王守燊

工程技术

科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald

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发电厂在投入运行过程中会出现启动、运转、检修等过程，对电动机等设备的维护在发电厂电气系统中具有重要的作用。厂用电系统是电厂在正常运营的过程中需要的工艺设备和辅助设备供电的系统，主要包括发电机、主变压器和升压站等上端主系统和相关设备。电路的保护和控制功能是由厂用电的二次系统来实现，对设备的正常使用

起到决定性作用。厂用电保护装置及定值整定对厂用设备的使用起到不容忽视的作用。发电厂的用电系统较为复杂，给继电保护的整定计算带来一定的难度。传统的继电保护多是基于手算且工程量大，但随着微机和网络的发展，逐渐实现了电力系统的一体化和自动化发展。继电保护整定软件的应用

可以减少人工整定计算的工作量，可以节约大量的时间成本。

1 继电保护装置

目前，发电厂厂用电系统的电压等级不高，网络结构也简单，保护配置和整定算的相关文献较少，在具体的实践过程中也出现了一些问题。例如，由于对现场装置实际整定的指导性不高，导致继电保护的可操作性较低，相关的执行标准或者设计手册只对一些常规的保护配置和取值范围进行设置，但是不能满足目前较为普遍的微机综合保护系统。通过统一图形系统、整定计算以及人工干预等，实现可视化的操作系统，如图1所示。相比传统模式的保护配置及定值计算较简单、方便，目前是较为普遍的应用方法。

目前，发电厂使用的设备种类较多，所需要应用的保护原理不同，采用的设备也不一样。发电机和电动机都是通过转子的旋转运动来工作的，它们的运行状况较为复杂，需要保护的方面较多，该文章主要是通过两个设备进行继电保护分析。现在电厂采用的发电机组的规模逐渐变大，厂用电的主线接线形式跟以往相比也有所变化。继电保护的整定计算中也会遇到一些难点问题，在实际的厂用电中各个馈线出口短路电流过大，与TA电流变比不匹配，当它变比较小时会使馈线出口短路TA出现过饱和现象，TA 二次输出的尖顶波较窄，导致各个馈线出口短路时发生保护拒动现象。

发电厂的网络结构差异较大，大型机组多采用结构简单的单元接线，中小型机组的接线形式较为复杂，其保护配置也各不相同。保护配置多样性导致相应保护装置多样化。在厂用电的二次系统中，线路接口较多，设计完成后修改较为困难，在进行设计时需要深思熟虑，避免后期修改。高压厂用电的微机保护系统实现方法较多，保护装置的不同会导致外部接口和通信方式不一样，因而在进行设计时就需要对二次设备

采购情况进行了解，依据厂家的产品资料和

对发电厂厂用电保护配置及定值整定探究

王守燊

（大唐景泰发电厂 甘肃白银 730408）

摘 要：随着近些年来我国社会经济的飞速发展，国家用电量急剧增加，随之发电厂的任务也越来越艰巨。发电厂厂用电是用电系统正常工作的关键环节，确保发电厂厂用电的用电安全是维护用电安全的基本保障。在发电厂运行过程中，经常需要对设备进行启动、运转、检修等操作，这就需要对各供电设备采取用电保护措施。该文对发电厂厂用电保护的配置原则和定值整定分析，结合用电设备的相关类型和参数，探究发电厂厂用电保护需要关注的一些问题，旨在确保发电厂的用电安全。关键词：发电厂 厂用电 保护配置 定值整定中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2015)08(b)-0099-02

图1 可视化操作系统

图2 整定通知单状态转移

DOI:10.16660/https://www.wendangku.net/doc/49977091.html,ki.1674-098x.2015.23.054

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样品，进行相关工作，避免后期的修改。

继电保护的定值整定计算是继电保护运行技术的重要组成部分，对系统的电气设备具有重大作用。继电保护定值计算出现问题会引起继电保护的拒动或者误动，使得电气故障扩大化，导致电气设备受损，甚至引起更大的安全事故。在对发电厂进行继电保护时，需要进行定值整定计算，通过计算来检验保护装置是否符合现有设备，不符合实际情况时，需要进行方案改进，确保系统的安全运行。

2 保护装置的设备选型

（1）600MW发电机组的主接线形式。厂用电的电压等级通常是根据发电机的额定电压、电动机的电压和厂用电供电网络等因素共同决定，除此之外还需要考虑经济性。为了简化厂用电接线，方便维护，本单位采用的厂用电电压为10kV 的高压电，电压等影响电动机的机械选型，在满足技术要求的前提下，需要选择较为合适的电动机，以便于获得更高经济效益。600M W 的发电机组通常经升压变压后接入500 kV 或750 kV系统，但是也存在经升压后接入其他电压等级系统的情况，大型电厂和变电所330 kV及以上，进出线回路数较多的高压、超高压配电装置中通常采用一个半断路器接线。

在高压电动机的保护装置中，由于异步电动机具有结构简单、成本较低的优点，并且它能够满足大多数生产机械需求，因此在轧钢、机床、矿山机械等工况行业得到越来越广泛的应用。随着科技的进步，保护装置由机电式向微机型过渡，保护装置的自动化程度越来越高。当使用的电动机的数量较多时，需要消耗大量的人力资源和物力资源，这会导致电动机使用的复杂性。电动机的恶劣运行环境或者长期运行不当会引起电动机内部绕组出现故障，出现匝间短路或者单相接地等问题。因此，电动机的保护问题较为复杂，在具体的使用过程中需要对电动机等选择合理的保护装置和启动装置。

现阶段，高压厂变分支复合电压过电流保护的整定计算，是通过动作电流决定的。低电压动作值，由躲过电动机自启动的最低残压来决定，负序电压动作值由躲过正常运行时出现的不平衡电压进行定值整定计算，动作电流取决于躲过电流对应分支的额定电流。这种方式的保护电流较低，灵敏度较高。

3 保护装置中电动机的整定问题

针对一些高压电动机使用要求，可以参

考相关规程对此进行了整定计算，确保保护装置正常运转。针对10 kV的出线主要考虑电流速断保护、过流保护、过负荷保护、接地故障保护、PT断线保护。

（1）电流速断保护。《D L -T 5153-2002火电厂厂用电设计技术规定》要求在一些情况下，需要进行电流速断保护整定计算等。动作电流整定是通过启动电流来确定，电流速断保护装置动作电流整定值与电流继电器的可靠系数、接线系数，电动机启动电流成正比，与电流互感器变比成反比。电动机处于供电网络的末端，不需要对电流速断保护进行动作时限设置。根据电动机的工作状况，电流速断保护和过电流保护应该根据相关公式进行整定计算。以汽机变为例，躲过外部短路时电流保护的最大短路电流为(3)

.max dz k d I K I =?，式中为k K 为

可靠系数,.max d I 为最大运行方式下变压器

低压侧母线三相短路时流过电流互感器的电流值。

（2）过热保护。过热保护功能是建立在对电动机进行发热模型的基础上进行散热计算分析，因此实现较为精确的过热保护，主要是通过发热时间常数和散热时间来确定。根据所采购的电动机的相关数据计算发热时间，发热时间的计算有4种方法，(1)可以通过电动机过负荷能力计算;(2)可以通过电动机的温升值和电流密度计算;(3)也可以由电动机启动电流下定子温升的发热时间常数计算;(4)还可以通过电动机运行规程对发热时间常数进行估算。散热时间，是由电机过热后从高温降至常温时的时间来确定。

（3）堵转保护。电动机的转子在运转时会出现机械卡塞、电压过低等堵转情况。堵转时转速较低，电路中的电流过大，甚至会超过额定电流，导致电动机温度上升，容易烧坏。在堵转保护中，可以采用失压-恢复的方式进行保护，即电压跌落后恢复至正常值，实现失压后的重启，采用这种逻辑方式可以调整电流定值到较小的范围，使灵敏度大大提高。

4 保护装置的静态调试

继电保护装置的选型和定值整定计算的选型和定值整定计算是否适合发电厂的实际情况，可以通过现场实际运行结果和相关的数据来验证。首先，需要确定系统整体的继电保护装置方案；其次，对其进行相关的定值整定计算，将对应的发变组和线路中的保护装置启用试运行模式，对试运行模式中的相关数据进行采集和统计分析，对故障情况和保护动作的发生情况进行记录和分析；最后，根据故障信息和保护

动作的统计情况进行分析，查找故障类型，确保系统安全稳定的运转。

在发电厂厂用电保护系统中，通过建立定值单模块来实现整定计算模块的配合应用，定值单的流转过程具体实现方式如图2所示。通过生成定制单后进入管理程序进行定值单的计算管理，也可以通过手动输入定值项的定值和CT、PT等信息到定值单管理程序中，实现定值单的生成。继电保护管理是通过通知单的管理过程来反映的。生成的通知单通过审核人员批准后下发执行，通知原来的通知单作废。通知单的使用，对发电厂厂用电保护的管理可以实现一体化的系统管理方式，具有较高的实用价值。

5 结语

随着电力科学技术的发展，目前关于继电保护整定的研究日益增多，保护定值的整定已经成为电力系统正常工作的重要过程，是做好继电保护配置工作，满足电网正常运行的基本保障。目前我国电力系统主设备生产厂家较多并且复杂，发电厂厂用电保护的方案也会各不相同，目前微机保护的定值整定的工作量较大，需要依赖相关的工作人员进行整定系统的研发和应用工作。

参考文献

[1] 王慧敏,刘沪平,郭伟,等.可视化发电厂

继电保护整定计算系统的研究[J].继电器，2005(21)：19-22.

[2] 王海燕.发电厂继电保护的定值整定及

其管理系统的研究[D].保定：华北电力大学（河北）,2005.

[3] 肖正强.继电保护组态平台的设计与实

现[D].北京：中国科学院大学（工程管理与信息技术学院）,2014.