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电厂的厂用电和电动机保护
时间:2018-06-04 08:48:24

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1、厂用变压器的故障和不正常运行状况

1.外部故障

主要是套管和引出线上发生的短路,导致变压器引出线的相间短路或一相绕组对变压器的外壳短路接地。

(1)在大接地电流系统中,变压器绕组发生单相接地短路时,将产生很大的短路电流而破坏厂用电系统的正常运行,保护装置应尽快地动作于它的断路器跳闸。

(2)在小接地电流系统中,按具体情况可装设或不装设专用的单相接地保护装置。

当变压器的外壳损坏,引起变压器油箱严重漏油时,也将导致变压器发生故障。

2、内部故障

主要有绕组相间短路、匝间短路和单相接地以及高低压侧线圈击穿性故障和铁芯损坏等。内部绕组相间短路可能性很小,最常见、最严重的内部故障是绕组的匝间短路。

3、不正常运行状态

有外部短路引起的过电流、油箱内油面的过度降低和变压器中性点电压的升高等。

在厂用变压器中不易发生过负荷现象,不考虑配置保护。由于外部短路引起的过电流将使厂用变压器的绕组过热,从而加速绕组绝缘的老化,甚至引起内部故障。温度显著下降、油量不足和外壳漏油等,都会产生油面过低的现象。根据油面降低的程度,保护装置应动作于信号或跳闸。

2、厂用变压器保护的配置原则

1.高压厂用变压器保护

(1)纵联差动保护

6300kVA及以上高压厂用变压器,应装设纵联差动保护,用于防御绕组内部及引出线上的相间短路故障。

16000kVA及以上时,保护宜采用三相三继电器的接线方式,安装有困难时,低压侧可用两相TA。

16000kVA以下时,如果保护灵敏度足够,则可采用两相三继电器的接线方式。

保护瞬时动作于跳变压器两侧断路器。大容量发变组,高厂变高压侧无断路器,保护则应动作于跳低压侧断路器和发变组总出口断路器,灭磁开关跳闸。

(2)瓦斯保护

800kVA及以上的油浸式变压器,应装设瓦斯保护,用于防御变压器油箱内部故障和油面降低。

油箱内部故障时,若产生轻微瓦斯或引起油面降低,则保护应瞬时动作于信号;当产生大量瓦斯时,保护应瞬时动作于变压器各侧断路器跳闸。

变压器高压侧未装设断路器时,动作于低压侧断路器和发变组总出口断路器及灭磁开关跳闸。

(3)过电流保护

用于防御外部相间短路所引起的过电流,并作为瓦斯保护和纵联差动保护的后备保护。

对于Y,y0、D,d0接线组别以及已装设纵联差动保护的Y,dll接线组别变压器,保护一般采用两相两继电器的接线方式,带时限动作于各侧断路器跳闸。当厂用变压器供给两个分段时,还应在低压侧各分支上分别装设过电流保护,保护采用两相两继电器的接线方式,带时限动作于本分支断路器跳闸。

(4)单相接地保护(零序保护)

厂变高压侧用电缆接至发电机电压系统,且该系统中各出线装有单相接地保护时,则变压器回路也需装设单相接地保护,选择性地指示厂变高压侧单相接地故障。

保护由一个接至零序电流互感器上的电流继电器所构成。接至变压器高压侧的电缆为两根或两根以上,若每根电缆分别装设零序电流互感器,则应将零序电流互感器的二次绕组串联后,接至电流继电器。电缆终端盒的接地线应穿过零序电流互感器,以保证能瞬时动作于信号。

厂变高压侧用硬母线或软导线接至发电机电压系统,由于其距离较近,且硬母线或软导线发生单相接地的可能性很少,因此,即使各出线装有单相接地保护,厂变不需装设单相接地的保护。

(5)低压侧分支差动保护

高厂变低压侧带两个分段时,如变压器至厂用配电装置间的电缆两端均装设断路器,且各分支的故障会引起发变组的断路器动作时,则在每一分支上应分别装设纵联差动保护。

保护由两相两继电器的接线方式构成,瞬时动作于本分支两侧的断路器跳闸。

2、高压厂用备用变压器及起动变压器的保护

(1)纵联差动保护

16000kVA及以上高压厂用备用(或起动)变压器,或6300kVA及以上经常带一部分负荷运行的起动变压器,应装设纵联差动保护。

(2)瓦斯保护、过流保护和高压侧接于小接地电流系统的变压器接地保护。

(3)零序差动保护。

高压侧接于大接地电流系统的备用变压器,其高压侧的接地保护可采用零序电流速断保护。如高压侧的保护对接地短路的灵敏度不够,则可装设零序差动保护,瞬时动作于变压器各侧的断路器跳闸。

(4)低压侧备用分支的过电流保护。

带时限动作于本分支断路器跳闸。当备用电源投入永久性故障时,备用分支的过电流保护应加速跳闸。

3、低压厂用工作和备用变压器的保护

(1)电流速断保护。

用于防御绕组内部及引出线上的相间短路。保护由两相两继电器的接线方式构成,瞬时动作于跳高压侧断路器及低压侧具有备用自投装置的所有空开跳闸。对于2000kVA及以上用电流速断保护灵敏性不符合要求时,应装设纵联差动保护,保护宜采用三相三继电器接线,瞬时动作于变压器各侧断路器跳闸。

(2)瓦斯保护。

用于防御变压器油箱内部故障及油面降低。对于800kVA及以上或设在主厂房内的400kVA及以上低厂变应装设瓦斯保护。轻瓦斯动作于信号,重瓦斯瞬时动作于高压侧断路器及低压侧具有备用自投装置的所有空开跳闸。变压器远离高压厂用配电装置时,重瓦斯可以不跳闸,仅发信号。

(3)过电流保护。

用于防御相间短路所引起的异常过电流。采用两相两继电器的接线方式,且带时限动作于高压侧断路器及低压侧具有备用自投装置的所有空开跳闸。当变压器供给两个以上分段时,还应在低压侧各分支上分别装设过电流保护及零序过电流保护。保护采用两相两继电器的接线方式,且带时限动作于本分支空气开关跳闸。当备用变压器低压侧分支线自动投入永久性故障时,该分支的过电流保护应加速跳闸。

(4)单相接地保护。

变压器所引接的高压厂用电系统中均装有单相接地保护时,则在低压厂用变压器的高压侧也应装设单相接地保护。

(5)零序过电流保护。

用于防御变压器低压侧单相接地短路所引起的异常过电流。由接于变压器低压侧中性线TA的反时限电流继电器构成,且带时限动作于高压侧断路器及低压侧具有备用自投装置的所有空气开关跳闸。

3、厂用电动机保护

电动机的主要故障:

定子绕组的相间短路、单相接地故障及一相绕组匝间短路

1、定子绕组的相间短路保护

危害:使绕组绝缘损坏、铁芯烧毁,甚至导致供电网络电压显著降低,破坏其他负荷正常工作,是电动机最严重的故障。

设置:装设相间短路保护,无时限地切除故障电动机。

2000kW及以上的电动机或容量虽在2000kw以下但有6个引出线的电动机,当装设电流速断保护不能满足灵敏度要求时,应装设纵联差动保护,作为相间短路的主保护。

2、单相接地保护

危害程度取决于供电网络中性点的接地方式。

小接地电流系统中的高压电动机,当单相接地电容电流大于5A时,应装设接地保护。当接地电流大于10A时,有可能烧坏线圈和铁芯,保护装置一般动作于跳闸;当接地电流小于10A时,保护装置可以动作于跳闸或信号。

3、一相绕组的匝间短路保护

破坏电动机的对称运行,并使相电流增大。

最严重的情况是电动机的一相绕组全部短接,此时,非故障相的两个绕组将承受线电压,使电动机遭到损坏。目前还没有简单而又完善的方法来保护匝间短路,因此一般不装设专门的匝间短路保护。

电动机的不正常状态:主要是过负荷。

原因:

电动机所带机械过负荷,供电网络电压和频率的降低而使转速下降,熔断器一相熔断造成两相运行及起动或自起动时间过长,所带机械发生故障等。

危害:

长时间的过负荷运行,将使电动机过热,其绕组的温升超过允许值,将使绝缘迅速老化,大大降低电动机的使用寿命,甚至烧坏电动机。

配置:

易发生过负荷的电动机应装设过负荷保护,带时限动

作于信号或跳闸。

其他:

低电压保护:

电动机电源电压因某种原因降低时,电动机的转速将下降;当电压恢复时,由于电动机自起动,将从系统中吸取大量的无功功率,造成电源电压不能恢复。为了保证重要电动机的自起动,应装设低电压保护,用其断开次要的电动机。对于运行中不允许和不需要自起动的电动机,也要装设低电压保护,动作于跳闸。

采用熔断器来保护相间短路和单相接地故障:

500V以下电动机,特别是75kw及以下的电动机。

当不能采用熔断器时,才装设专用的保护。


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