低电压保护配置.doc

6kv电机低电压保护分析

一.低电压保护的用途
1.保护重要电动机的自启动
当电压消失或降低时，电动机的转速下降，当电压恢复时，在电动机绕组内开始流过比额定电流大好几倍的自启动电流，这样大的自启动电流将使电网的电压降加大，使电压恢复的过程延长，增加了电动机达到正常转速的困难，严重时甚至不能自启动，必须切除一部分不重要的电动机，使电网的电压降减少。因此，在不重要的和次要的电动机上可装设低电压保护，当电压消失或降低时动作，将电动机从电网上断开。
发电厂中重要的电动机，是指那些短时将它们断开也不会引起发电厂出力降低甚至停电的厂用机械的电动机，如给水泵、凝结水泵、送风机、吸风机、排粉机等的电动机。
当电动机断开时，并不影响发电厂出力的，为不重要电动机，如具有中间煤仓的磨煤机及灰渣浆等的电机。
2.保证技术安全及工艺过程的特点
在某些情况下，当电压长期消失时（如10S左右）根据技术安全的条件及生产工艺过程的特点，需将某些电动机切除。因为在这段时间内锅炉已熄灭，自启动已经没有必要了。为了保证工艺联锁动作，应装设低电压保护动作于跳闸。另外，还有一些带恒定阻力矩机械的电动机，如磨煤机等，在电压降低时不可能自启动，这些电动机也应在电压降低时切除。
二.低电压保护的装设原则
见厂用电动机低电压保护装设原则表。
厂用电动机低电压保护装设原则表
序号
机械名称
厂用机械的电动机分类
低电压保护装置
1
给水泵
不易遭受过负荷的电动机
I 类电动机
当有备用设备投入时，装设低电压保护装置，以9~10S时限动作于跳闸，否则，不装设低电压保护装置
2
凝结水泵
3
循环水泵
4
送风机
装设低电压保护，以9~10S时限动作于跳闸
5
备用励磁机
不装设低电压保护装置
6
除尘器洗涤装置
7
消防水泵
8
排粉机
易遭受过负荷的电动机
9
吸风机
10
直吹炉闸粉系统的磨煤机
装设低电压保护，以9~10S时限动作于跳闸
11

有中间煤仓闸粉系统的磨煤机

II、III 类电动机
装设低电压保护，以0.5S时限动作于跳闸
12
灰渣机
13
灰浆泵
14
碎煤机
15
扒煤机绞车
16
空气压缩机
17
热网水泵
不易遭受过负荷的电动机
18
热网凝结水泵
19
冲灰水泵
20
软化水泵
21
喷射水泵
注： 1.当吸风机与送风机不接在同一电压母线时，吸风机所接母线上的低电压保护装置以9～10S时限动作于送风机断路器跳闸。此外，尚应装设防止送风机继续运转造成炉膛正压的保护装置。
2.当排粉机与送风机不接在同一电压母线时，排粉机应装设低电压保护装置，以9～10S时限动作于跳闸。
三.低电压保护装置的接线要求
无论是在电压完全消失时，或处于电网内的短路故障引起电动机制动时，低电压保护的接线方式，应当能够保证将电动机断开。为此，低电压保护的接线应满足以下几点要求：
1.能反映对称的和不对称的电压下降。因为在不对称短路时的电动机也可能被制动，因而当电压恢复时也会出现自启动问题。
2.电压互感器一次侧一相或两相断线，二次侧各相断线时（例如熔断时），保护装置不应误动作，并且发出信号。但在二次回路断线故障期间，如果这时厂用母线真正失去电压（或电压降到规定值时），低电压保护仍应正确动作。
3.电压互感器一次侧的隔离开关或隔离触头因误操作而被断开时，保护装置不应该误动作，并应发出信号。
4.0.5与9s的低电压保护的动作电压应分别整定。在电压消失时，用接在线电压上的一只电压继电器构成的保护就能达到目的，并能可靠的反应三相短路。但当两相短路时，用一只电压继电器构成的保护，只有在接继电器的两相间发生短路时才能起作用，因而不能完全反应不对称的电压下降。为了保证在所有两相短路的情况下保护都能动作，可采用三相继电器接线方式。
在同一段厂用母线供电的若干台电动机，通常共同装一套低电压保护装置。电压继电器接在厂用母线的互感器上。
四.兆光电厂低压400V系统的低电压保护装置
兆光电厂低压400V系统的低电压保护装置采用常规的低电压保护装置，其工作原理与高压电动机的常规低电压保护的工作原理相同，下面做详细讲解，这里不再介绍。需要说明一点，低压系统电压互感器二次侧用电磁小开关代替熔断器；其作用是电压互感器二次侧如果用熔断器，当二次回路短路时，熔断器熔断的时间较长，某些保护由于电压降低要动作，而且动作时间较快，断线闭锁需要等熔断后才能动作，不能可靠地起闭锁作用，保护要误动作。改用快速的电磁小开关后，即使在电压互感器二次回路最远处短路时，也能保证快速跳开，使断线闭锁迅速动作，可靠闭锁保护。
高压电动机的常规低电压保护接线如图:11-21所示，图中电压继电器1YJ、2YJ、3YJ及时间继电器1SJ作为次要电动机的低电压保护，以0.5秒跳闸，并兼作断线信号。电压继电器4YJ和时间继电器2SJ作为重要电动机的低电压保护，以9～10秒跳闸。
图:11-21 6KV厂用电动机低电压保护接线图
（a）交流回路；（b）直流回路；（c）信号回路
接线中的电压继电器1YJ～4YJ均应接在线电压上，3YJ、4YJ的专用熔断器（4RD）的额定电流比1RD~3RD熔断器的大两级，且应有熔断与否的明显标志。
当被保护电动机电源电压消失或对称地下降至低电压继电器的动作值时，1YJ、2YJ、3YJ均动作，其常开接点断开，1ZJ不动作，常闭接点闭合，起动1SJ，经过0.5秒时限后1SJ延时接点闭合，将直流电流“+”极加至1DBM（1~3DBM为低电压保护跳闸小母线）上，把次要电动机切除。若电源母线电压仍不能恢复，而4YJ又动作时，则起动2SJ，经9秒时限后2SJ延时接点闭合，将直流电源“+”极加至2DBM上，把不允许自起动的重要电动机切除。
当电压互感器一次侧或二次侧断线时，1YJ、2YJ、3YJ中相应的低电压继电器动作，闭合其常闭接点，但其中有一个电压继电器仍在相间电压作用下，其常开接点处于闭合状态，从而起动了中间继电器1ZJ，1ZJ的常开接点闭合，1GP发亮，发出电压回路断线信号。与此同时，1ZJ的常闭接点打开，断开了1SJ、2SJ的操作电源，将低电压保护闭锁，防止了因电压回路断线而误将电动机切除。
当电压互感器一次侧隔离开关因误操作被断开时，在直流回路中的隔离开关常开辅助接点G被断开，低电压保护的操作电源消失，从而防止了保护装置的误动作，这时监察继电器JJ失磁，其延时闭合的常闭接点返回，使2GP发亮，发出低电压闭合直流回路断线信号，同样，当熔断器5RD与6RD熔断器熔断时，亦会发出保护直流回路断线信号。
保护装置动作电压的整定：
(1).电压继电器4YJ的动作电压，在高温高压电厂可选用0.45倍的电动机的额定线电压；在中温中压电厂可选用0.4倍的电动机的额定线电压。
(2).电压继电器1YJ～3YJ的动作电压，应考虑次要电动机被切除后，能保证重要电动机的自起动，通常在中温中压电厂母线电压为0.55倍的电动机的额定线电压高温高压电厂母线电压为0.65倍的电动机的额定线电压。因此，1YJ～3YJ的动作电压，对中温中压电厂可取为（0.6～0.7）倍的电动机的额定线电压，对高温高压电厂可取为（0.7～0.75）倍的电动机的额定线电压。
五. 兆光电厂高压6KV系统的低电压保护装置
兆光电厂高压厂用电动机均装有WDZ-430 电动机综合保护测控装置，对电动给水泵电机还装有WDZ-431 电动机差动保护装置。
6KV低压保护装置采用WDZ—491电压互感器保护测控装置，下面重点介绍WDZ—491电压互感器保护测控装置。
WDZ—491电压互感器保护测控装置：
1.装置概述
WDZ-491电压互感器保护测控装置主要用于发电厂6kV或380VPT 柜中电压互感器监测和电压保护。它可提供保护、测控、通讯功能,如下表所示：
保护功能
测控功能
通讯功能
低电压一段保护
10路遥信开入采集、装置内部遥信、事故遥信
智能通讯卡；常规配置高速RS485 现场总线，通讯速率可达115.2Kbps，并支持双网。也可选配工业以太网
低电压二段保护
遥测量：三相电压，频率，零序电压

低电压三段保护

母线过电压告警

零序过电压告警

PT 断线告警

三路开关量保护（其中第一路为小车工作位置异常或二次插头未插入，告警并闭锁低电压保护）

直流电源监视告警

故障录波

2.装置保护性能及原理
保护原理框图见图:11-26。
图:11-26 WDZ—491保护原理框图
说明：图中Uab、Ubc取自PT 小母线，Uca‘取自熔丝前端。
Ud1、Ud2、Ud3，t1、t2、t3分别为第一、二、三时段低电压定值和时间定值。ACT为动作信号继电器，BTJ1～3 为三时段低电压跳闸出口继电器，GYJ、 UoJ分别为母线过压和零序过压告警继电器DIJ，为开关量告警继电器。
(1).PT 断线
三相电压中如果有1～2相电压低于低电压一段定值，则认为发生了PT 断线，此时闭锁低电压保护，并延时15 秒后报警。为防止PT 二次侧三相熔丝同时熔断时低电压保护误动作，本装置的Uca’需从熔丝前端引入。
动作判据为:
Umax＞Ud1
Umin＜Ud1
式中: Umax=max(Uab，Ubc，Uca’)
Umin=min(Uab，Ubc，Uca’)
Ud1：第一时段低电压整定值（V）
(2).低电压一段保护
动作判据为：
Uab＜Ud1
Ubc＜Ud1
Uca’ ＜Ud1
t＞t1
PT未断线
开关量1接点闭合
式中: Ud1：第一时段的低电压整定值（V）
t1：整定的第一时段的保护动作时间（s）
(3).低电压二段保护
动作判据为：
Uab＜Ud2
Ubc＜Ud2
Uca’＜Ud2
t＞t2
PT未断线
开关量1接点闭合
式中: Ud2：第二时段的低电压整定值（V）
t2：整定的第二时段保护动作时间（s）
(4). 低电压三段保护
动作判据为：
Uab＜Ud3
Ubc＜Ud3
Uca’＜Ud3
t＞t3
PT未断线
开关量1接点闭合
式中: Ud3：第三时段的低电压整定值（V）
t3：整定的第三时段保护动作时间（s）
(5).母线过电压报警
动作判据为:
Umin＞Ugydz
t＞tgydz
式中，Ugydz：母线过电压整定值（V）
tgydz：整定的母线过电压保护动作时间（s）
(6).零序过电压报警
动作判据为：
3U0＞U0dz
t＞t0dz
式中: U0dz：零序过电压整定值（V）
t0dz：整定的零序过电压保护动作时间（s）
(7).开关量保护
本装置提供3路开关量保护。均作为空接点的开关量输入，驱动电源由本装置提供(+24V)。其中第一路为小车工作位置异常或二次插头未插入，常闭接点输入，即接点断开后告警并闭锁低电压保护。第二、三路则为常开空接点，接点闭合后就启动相应的保护告警。
每路开关量保护均可通过控制字投入和退出，并可独立整定其动作时间。
六. 兆光电厂高压6KV系统的低电压保护配置：
1.1#、2#机6KV系统低电压保护动作电压为0.55倍、延时9秒的设备有：电泵、凝泵、引风机、送风机、一次风机、磨煤机。
2．1#、2#机6KV系统低电压保护动作电压为0.70倍、延时0.5秒的设备有：辅机冷却水泵、输灰空压机、消防栓消防水泵、自喷洒消防水泵、密封风机、碎煤机、斗轮堆取料机.
3．脱硫6KV系统低电压保护动作电压为0.55倍、延时9秒的设备有：增压风机。
4. 脱硫6KV系统低电压保护动作电压为0.70倍、延时0.5秒的设备有：循环泵、氧化风机、湿式球磨机。