6kV厂用系统零序保护接线方式及定值整定

6kV厂用系统零序保护接线方式及定值整定

蔡振

（吉林省辽源市大唐辽源发电厂吉林省辽源136200）

摘要：厂用系统的安全运行，是发电厂及电网系统安全运行的重要保证。厂用系统接地保护动作的可靠性主要在于接地保护接线的正确性及定值整定的合理性。本文对厂用系统的接地方式及现场实际问题进行了分析，可供同行们参考。

关键词：6kV厂用系统；接地保护；接线方式；定值整定

厂用电系统是发电厂的重要组成部分，它对于发电厂安全、经济、环保运行有着直接的影响。厂用电发生事故，不仅会造成电厂减负荷，甚至可能引起机组非停和全厂停电造成电力生产的重大事故，所以对厂用电的安全运行应给予极高的重视。

1.中性点的接地方式

常用的中性点接地方式一共有四种：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点直接接地、中性点经电阻或电抗接地。其中中性点经阻抗接地按接地电流大小又分经高阻抗接地和低阻抗接地。

（1）中性点不接地（绝缘、小电流）的三相系统

各相对地电容电流的数值相等而相位相差120°，其向量和等于零，地中没有电容电流通过，中性点对地电位为零，即中性点与地电位一致。

在中性点不接地的三相系统中，当一相发生接地时：一是未接地两相的对地电压升高到√3倍，即等于线电压，所以，这种系统中，相对地的绝缘水平应根据线电压来设计。二是各相间的电压大小和相位仍然不变，三相系统的平衡没有遭到破坏，因此可继续运行一段时间，这是这种系统的最大优点。但不许长期接地运行，尤其是发电机直接供电的电力系统，因为未接地相对地电压升高到线电压，一相接地运行时间过长可能会造成两相短路。一相接地系统允许继续运行的时间，最长不得超过2h。三是接地点通过的电流为电容性的，其大小为原来相对地电容电流的3倍，这种电容电流不容易熄灭，可能会在接地点引起弧光接地，周期性的熄灭和重新发生电弧。弧光接地的持续间歇性电弧较危险，可能会引起线路的谐振现场而产生过电压，损坏电气设备或发展成相间短路。故在这种系统中，若接地电流大于5A时，发电机、变压器和电动机都应装设动作于跳闸的接地保护装置。

（2）中性点直接接地（大电流）的三相系统

中性点直接接地的系统属于较大电流接地系统，一是发生单相接地时，故障电流不在是电容电流，而是单相短路电流，通过接地点的电流很大，可能会烧坏电气设备。二是为了避免故障后设备发生严重损坏，继电保护装置应立即动作，使开关跳闸，切除故障；三是发生单相接地时，非故障相对地电压不升高，相对地绝缘水平决定于相电压，因此对系统绝缘性能要求相应降低，有利于制造及降低造价。

近年来，单机容量在300MW及以上机组的高压厂用系统，为保证单相接地时零序过电流保护同时满足选择性和灵敏性的要求，采用高压厂用变压器中性点经小电阻接地方式，其接地电阻值应遵循各级零序过电流保护既有高压选择性又有足够的灵敏度，同时单相接地电流在短时间内不导致加重一次设备破坏程度的原则。

2.现场零序保护应用及保护定值计算

如某厂6kV系统接地方式为厂高变低压侧中性点通过9.09Ω电阻接地，此时6.3kV单相接地时，单相接地电流400A，根据这一单相接地短路电流情况，整定各级零序过电流保护均有很好的选择性和足够的灵敏度，同时一次设备一旦发生由于零序过电流保护在0～1s时间内切除单相接地短路，基本上不会加重设备损坏程度。如某厂曾发生过电动机接线端子上单相接地都由0s的零序过流保护动作切除故障，经检查发现，短路点仅有用肉眼看到的一小麻点。

（1）零序过流保护配置情况

厂高变保护一般配置分支零序过流I、II段保护，厂用系统高压电动机、低压厂用变压器配置高压侧零序过流保护。

（2）厂高变零序保护的整定方案

●零序动作电流计算

a按与6kV厂用馈线零序过电流保护最大动作电流配合计算；可靠系数取K——可靠系数1.15～1.2。

b高压厂变分支零序电流保护一般可取30-40％最大接地电流。

●零序动作时间计算

I段保护按与6kV厂用馈线零序过电流保护最大动作时间配合计算，t=Δt+0.3S；

II段保护按与I段保护动作时间配合计算，t=Δt+0.3S；

●零序保护作用开关

I段跳分支启动快切；

II段全停发电机组。

（3）厂用电动机或变压器零序保护的整定方案

●零序动作电流计算

按躲过区外单相接地保护计算；

单相接地零序过电流一次动作电流按躲过电动机起动时最大不平衡流电流计算，由于三相电流漏磁通不一致而产生不平衡电流，根据不同条件实测结果，三相不平衡电流小于0.005平衡三相相电流，根据经验可取0.05-0.15倍电动机额定电流；

●零序动作时间计算

保护固有动作时间一般为0.04-0.06s，动作时间可取0s-0.1s，动作于跳闸方式；

●零序保护灵敏度

零序动作灵敏度应大于2。

3.存在问题

设备运行中曾发生的问题有：

①保护定值设置不合理，未充分考虑极差配合，引起保护误动。

②保护配置存在缺失，引起保护越级动作。

③某厂机组正常运行时，6千伏I段母线负荷给水泵电动机开关合闸时，电缆C相接地，零序保护动作出口，由于开关故障未跳闸，故障未切除，此时本应厂高变I分支零序保护作为后备保护动作切除故障，由于零序保护接线错误，引起厂高变II分支零序保护动作，造成机组非计划停运。

4.问题的解决

针对厂高变II分支零序保护动作误动作，从以下几方面进行查找分析：

①检查保护定值设置情况。

给水泵电动机零序保护配置正确，零序过流保护整定值按0.1倍额定电流整定，动作时间0s，动作方式跳闸。由于开关机构卡涩造成拒动，经过调整后传动试验正常；

②检查零序电流互感器特性。

对给水泵、厂高变零序电流互感器励磁特性进行测试，试验数据正常；

③检查零序保护回路接线情况。

检查给水泵零序保护回路接线正确，电缆屏蔽层接地方式正确。检查厂高变零序电流互感器接线，I分支、II分支零序保护接线错误，电流回路二次电缆在保护屏端子排处交叉接引，改正接线后经过一次通流试验验证接线正确，机组投入运行。

5.结论

随着我国社会经济、文化、政治的全速发展，零序保护技术已经逐年提高，并且对我国电力行业的经济发展也产生了巨大的促进作用，但是在产生这种作用的同时也会遇到很多麻烦，因此为了保持电力行业的稳定发展，同时也为了使我们利用新技术、新理论对6kV厂用系统接地保护接线方式及定值整定的方式

参考文献：

[1]王学峰，周俊宇.用小波变换技术定位输电线路故障，高压电器，2006，32（1）：84-崔锦泰.小波分析导论.程正兴译.西安：西安交通大学出版社，l995.

[2]李加波，于瑞红，戴玉松，等.基于小波变换的输电线路行波测距研究.湖南电力，2005，25（1）：15-18.

[3]高春如.大型发电机组继电保护整定计算与运行技术第二版.