6kV廠用電快速切換系統(tǒng)裝置的誤動原因及處理

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

　　關(guān)鍵詞：快切系統(tǒng) 快切原理 誤動原因 處理方法

　　1.快切裝置介紹：

　　上海某熱電300MW×2燃機工程為兩臺236.3MW級的燃氣輪發(fā)電機組和兩臺92.5MW汽輪發(fā)電機組，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型微機廠用電快速切換裝置。#1機組的6kV工作段及公用段各設(shè)有一臺快速切換裝置。

　　SUE3000電快速切換系統(tǒng)裝置是基于現(xiàn)代多功能保護和控制的REF542plus平臺，配備有真實時間的微處理系統(tǒng)。模擬量的測量功能和計算由數(shù)字信號處理器（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。液晶顯示屏可以進行測量值顯示、功能投退、定值整定、就地手動切換操作等操作。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

　　對于不間斷的切換，快速切換裝置進行了快速切換，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行調(diào)整，廠家的默認設(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， 當頻差超過設(shè)定值，不允許進行快速切換。就切換過程來說，頻差反映了用電設(shè)備（如電機）啟動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行，它和相角和頻差一樣也被視為快切的一個條件，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，切換時候?qū)a(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行。

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

　　3.快切過程簡述

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

　　在快速切換和首次同相切換條件不滿足的時候，快速切換裝置進行殘壓切換，對這種切換，首先工作進線的斷路器分開，母線上的殘壓被監(jiān)視，而電動機的儲存的能量仍可以維持一段時間的母線殘壓，所以該電壓能在以秒計算的范圍內(nèi)以一定的時間常數(shù)進行衰減。 一旦其預(yù)先設(shè)置母線殘壓能夠被達到，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候，例如由于工作進線開關(guān)分閘使母線電壓降的很低，SUE3000運行一個延時的啟動，對于這種啟動，備用饋線開關(guān)在一個固定的時間內(nèi)合上。在廠內(nèi)設(shè)置該時間為Tdelay-time=2s,但它必須在任何情況下大于最大的殘壓切換時間，以保證殘壓切換總能被達到。

　　本次漕涇熱電公用段的保護啟動快切采用工作段至公用段的電纜差動保護啟動。而工作段保護啟動采用廠變保護、主變保護、發(fā)電機誤上電保護、發(fā)電機出口開關(guān)失靈保護啟動快切。當工作段低電壓啟動切換時，不采用快切啟動，而是執(zhí)行一次頻率相同期、殘壓或時間延遲等切換啟動快切?？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切換，如果當合上備用段開關(guān)后，快切裝置的DSP檢測到工作段開關(guān)未分開，則快切裝置在延時100ms后，跳備用進線開關(guān)。

　　4.調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題及快切誤動原因分析：

　　2005年5月17日，在做一號機組燃機主變沖擊試驗后，進行公用段快切裝置及工作段快切裝置的帶負荷快切試驗，試驗正常，快切動作時間均為74ms.

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

　　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點0.83ms，則前二次誤動快切的來自啟動快切的信號脈沖波長均小于0.83ms，而SUE 3000型微機廠用電快速切換裝置的輸入1/0模塊的輸入電壓為121V DC，當門檻電壓大于35V DC時，就啟動快切，通過對SUE 3000的故障錄波分析，二次快切的保護啟動信號均來自一個保護啟動脈沖，可以判斷為外部干擾信號，由于啟動快切的電纜從公用段到快切的控制屏有約290m長，而且設(shè)計時沒有考慮采用雙絞線屏蔽電纜，在有外界干擾下易產(chǎn)生誤動作。事實上，在不到的二天時間內(nèi)，快切裝置已經(jīng)誤動作二次。

　　5.解決的方法：

　　為消除快切誤動，將啟動快切的啟動信號波長設(shè)置為2 ms，這樣，只有在采樣點連續(xù)采樣到整2個啟動脈沖波，才啟動快切，以消除快切誤動。從故障錄波看，從啟動快切，到快切完成所需時間為74 ms，快切時的電壓波動只影響不到20 ms.將啟動波長設(shè)置為2 ms，不會影響快切效果。事實證明，在以后的快切投運中，快切裝置工作正常，效果良好。

　　6.結(jié)論：

　　對于用于特定的保護啟動信號，需采取一些措施以防止保護誤動：

　?。?）如國電纜過長，可以用雙絞線的屏蔽電纜。

　　（2）在進保護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的門檻電壓以下。

　?。?）如裝置門檻電壓可以設(shè)置的話，將啟動保護的門檻電壓提高。

　　附圖：

　　5.18及5.20快切誤動啟動信號波形分析圖

　　5.18誤動波形錄波圖

　　5.20誤動波形錄波圖