6kV廠用電快速切換系統(tǒng)裝置的誤動(dòng)原因及處理

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　摘要：速切換系統(tǒng)裝置是基于現(xiàn)代多功能保護(hù)和控制的REF542plus平臺(tái)，配備有真實(shí)時(shí)間的微處理系統(tǒng)。速切換系統(tǒng)裝置是基于現(xiàn)代多功能保護(hù)和控制的REF542plus平臺(tái)，配備有真實(shí)時(shí)間的微處理系統(tǒng)。

　　關(guān)鍵詞：快切系統(tǒng) 快切原理 誤動(dòng)原因 處理方法

　　1.快切裝置介紹：

　　上海某熱電300MW×2燃機(jī)工程為兩臺(tái)236.3MW級(jí)的燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組和兩臺(tái)92.5MW汽輪發(fā)電機(jī)組，其6kV廠用電快速切換系統(tǒng)裝置，是由廈門公司生產(chǎn)的SUE3000型微機(jī)廠用電快速切換裝置。#1機(jī)組的6kV工作段及公用段各設(shè)有一臺(tái)快速切換裝置。

　　SUE3000電快速切換系統(tǒng)裝置是基于現(xiàn)代多功能保護(hù)和控制的REF542plus平臺(tái)，配備有真實(shí)時(shí)間的微處理系統(tǒng)。模擬量的測(cè)量功能和計(jì)算由數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）執(zhí)行，控制功能和通訊界面由微處理器（MC）執(zhí)行。

　　此切換裝置硬件主要由以下幾部分組成：CPU面板、電源裝置、二位輸入輸出板、模擬量輸入板、通訊板、內(nèi)部插件、背板端子。液晶顯示屏可以進(jìn)行測(cè)量值顯示、功能投退、定值整定、就地手動(dòng)切換操作等操作。液晶顯示廠用母線三相電壓、工作電源線電壓、備用電源線電壓、廠用母線電壓與備用電源/工作電源電壓間相角差；工作、備用開關(guān)及廠用母線分合閘狀態(tài)、開關(guān)連接位置狀態(tài)。

　　輸入1/0模塊的輸入電壓為121V DC，門檻電壓35V DC.

　　2.快速切換的原理

　　對(duì)于不間斷的切換，快速切換裝置進(jìn)行了快速切換，在母線和備用饋線同步的情況下，合分閘命令同時(shí)被快速切換裝置發(fā)出到斷路器。

　　在母線和備用饋線同步的條件有：

　　1 jlt；jmax（相角判據(jù)）

　　該相角指母線電壓和備用饋線電壓之間的相角差，構(gòu)成同步判據(jù)的角度差限值，可以根據(jù)超前或滯后的母線電壓進(jìn)行調(diào)整，廠家的默認(rèn)設(shè)定值是jmax =20°

　　2 Dflt；DfMax（頻差判據(jù)）

　　母線電壓和備用饋線電壓的頻率差，典型的設(shè)置值是DfMax = 1 H Z， 當(dāng)頻差超過設(shè)定值，不允許進(jìn)行快速切換。就切換過程來說，頻差反映了用電設(shè)備（如電機(jī)）啟動(dòng)特性和承受電氣和暫態(tài)沖擊的能力。

　　3 Ustndbygt；Umin1（備用電壓正常判據(jù)）

　　備用饋線電壓的最低值Umin被整定為正常電壓Unormal的80％Un，只有在備用饋線的電壓正常，SUE3000才可以進(jìn)行快速切換。

　　4 Ubusbargt；Umin2（母線電壓判據(jù)）

　　母線電壓監(jiān)視來判斷快切是否可以正常進(jìn)行，它和相角和頻差一樣也被視為快切的一個(gè)條件，Umin2的限值廠內(nèi)被設(shè)置為70%Un 如果母線電壓低于設(shè)定值，切換時(shí)候?qū)?huì)產(chǎn)生暫態(tài)效應(yīng)，母線和備用電壓的差值將超過限值，快速切換操作將不能被進(jìn)行。

　　如果一個(gè)斷路器固有的合閘時(shí)間大于分閘時(shí)間，將有一段的無電流時(shí)間發(fā)生，其時(shí)間長(zhǎng)度由斷路器的操作時(shí)間決定；同樣如果斷路器的分閘時(shí)間大于合閘時(shí)間，在兩個(gè)進(jìn)線中將產(chǎn)生一個(gè)短時(shí)間的耦合時(shí)間，其時(shí)間長(zhǎng)度由相應(yīng)的斷路器動(dòng)作的時(shí)間差決定。SUE3000的快速切換裝置，可以設(shè)置最大30ms的時(shí)間，使斷路器操作命令延時(shí),其目的為了縮短無流時(shí)間（或耦合時(shí)間），該設(shè)置在斷路器分合閘的時(shí)候。分別補(bǔ)償分合閘時(shí)間。

　　3.快切過程簡(jiǎn)述

　　首次同相切換發(fā)生在快切啟動(dòng)時(shí)，在備用進(jìn)線及工作母線沒有同步的時(shí)候，對(duì)于這種切換，分閘命令是立刻發(fā)生的，合閘命令在備用進(jìn)線和母線電壓差值最小的時(shí)候發(fā)出。由于SUE3000裝置運(yùn)行及斷路器合閘操作需要一定的時(shí)間，為了補(bǔ)償固定過程的時(shí)間，快速切換裝置決定首次同相點(diǎn)合閘命令在實(shí)際的最小差壓發(fā)生前的一個(gè)固定的超前時(shí)間窗口發(fā)出。為了使首次同相切換可能，快速斷路器總的合閘時(shí)間小于100ms（SUE3000的快切裝置的動(dòng)作時(shí)間加上斷路器的操作時(shí)間）

　　在快速切換和首次同相切換條件不滿足的時(shí)候，快速切換裝置進(jìn)行殘壓切換，對(duì)這種切換，首先工作進(jìn)線的斷路器分開，母線上的殘壓被監(jiān)視，而電動(dòng)機(jī)的儲(chǔ)存的能量仍可以維持一段時(shí)間的母線殘壓，所以該電壓能在以秒計(jì)算的范圍內(nèi)以一定的時(shí)間常數(shù)進(jìn)行衰減。 一旦其預(yù)先設(shè)置母線殘壓能夠被達(dá)到，備用饋線將不被考慮相角和頻差馬上被合上，殘壓判據(jù)為：

　　Ubasburlt；Uresidual

　　這個(gè)判據(jù)，執(zhí)行了殘壓切換，出廠的缺省值設(shè)為Uresidual ＝40%.

　　如果在監(jiān)視到母線電壓不可能的時(shí)候，例如由于工作進(jìn)線開關(guān)分閘使母線電壓降的很低，SUE3000運(yùn)行一個(gè)延時(shí)的啟動(dòng)，對(duì)于這種啟動(dòng)，備用饋線開關(guān)在一個(gè)固定的時(shí)間內(nèi)合上。在廠內(nèi)設(shè)置該時(shí)間為Tdelay-time=2s,但它必須在任何情況下大于最大的殘壓切換時(shí)間，以保證殘壓切換總能被達(dá)到。

　　本次漕涇熱電公用段的保護(hù)啟動(dòng)快切采用工作段至公用段的電纜差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)。而工作段保護(hù)啟動(dòng)采用廠變保護(hù)、主變保護(hù)、發(fā)電機(jī)誤上電保護(hù)、發(fā)電機(jī)出口開關(guān)失靈保護(hù)啟動(dòng)快切。當(dāng)工作段低電壓?jiǎn)?dòng)切換時(shí)，不采用快切啟動(dòng)，而是執(zhí)行一次頻率相同期、殘壓或時(shí)間延遲等切換啟動(dòng)快切?？烨醒b置的閉鎖快切采用工作段電流過流閉鎖。切換的方式采用同時(shí)切換，如果當(dāng)合上備用段開關(guān)后，快切裝置的DSP檢測(cè)到工作段開關(guān)未分開，則快切裝置在延時(shí)100ms后，跳備用進(jìn)線開關(guān)。

　　4.調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題及快切誤動(dòng)原因分析：

　　2005年5月17日，在做一號(hào)機(jī)組燃機(jī)主變沖擊試驗(yàn)后，進(jìn)行公用段快切裝置及工作段快切裝置的帶負(fù)荷快切試驗(yàn)，試驗(yàn)正常，快切動(dòng)作時(shí)間均為74ms.

　　5月18日，在投入公用段快切后，于13：50.48秒，快切動(dòng)作。在5月20日14點(diǎn)47分59秒，快切又動(dòng)作過一次。

　　根據(jù)快切裝置SUE 3000的故障錄波功能分析：錄波的掃描頻率為每個(gè)點(diǎn)0.83ms，則前二次誤動(dòng)快切的來自啟動(dòng)快切的信號(hào)脈沖波長(zhǎng)均小于0.83ms，而SUE 3000型微機(jī)廠用電快速切換裝置的輸入1/0模塊的輸入電壓為121V DC，當(dāng)門檻電壓大于35V DC時(shí)，就啟動(dòng)快切，通過對(duì)SUE 3000的故障錄波分析，二次快切的保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)均來自一個(gè)保護(hù)啟動(dòng)脈沖，可以判斷為外部干擾信號(hào)，由于啟動(dòng)快切的電纜從公用段到快切的控制屏有約290m長(zhǎng)，而且設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮采用雙絞線屏蔽電纜，在有外界干擾下易產(chǎn)生誤動(dòng)作。事實(shí)上，在不到的二天時(shí)間內(nèi)，快切裝置已經(jīng)誤動(dòng)作二次。

　　5.解決的方法：

　　為消除快切誤動(dòng)，將啟動(dòng)快切的啟動(dòng)信號(hào)波長(zhǎng)設(shè)置為2 ms，這樣，只有在采樣點(diǎn)連續(xù)采樣到整2個(gè)啟動(dòng)脈沖波，才啟動(dòng)快切，以消除快切誤動(dòng)。從故障錄波看，從啟動(dòng)快切，到快切完成所需時(shí)間為74 ms，快切時(shí)的電壓波動(dòng)只影響不到20 ms.將啟動(dòng)波長(zhǎng)設(shè)置為2 ms，不會(huì)影響快切效果。事實(shí)證明，在以后的快切投運(yùn)中，快切裝置工作正常，效果良好。

　　6.結(jié)論：

　　對(duì)于用于特定的保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)，需采取一些措施以防止保護(hù)誤動(dòng)：

　?。?）如國電纜過長(zhǎng)，可以用雙絞線的屏蔽電纜。

　?。?）在進(jìn)保護(hù)的端子排上加裝濾波裝置（平行于電纜的電容電阻回路，以濾掉短脈沖波，將脈沖的幅值降至啟動(dòng)的門檻電壓以下。

　　（3）如裝置門檻電壓可以設(shè)置的話，將啟動(dòng)保護(hù)的門檻電壓提高。

　　附圖：

　　5.18及5.20快切誤動(dòng)啟動(dòng)信號(hào)波形分析圖

　　5.18誤動(dòng)波形錄波圖

　　5.20誤動(dòng)波形錄波圖