REF542plus保護(hù)器速斷時間的整定和邏輯完善.doc

REF542plus保護(hù)器速斷時間的整定和邏輯完善REF542plus protecting devices speed time exactly makes and logic is complete摘要: ABB公司生產(chǎn)的REF542plus綜合保護(hù)器已在烏石化煉油廠電力系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。然而, 在將該保護(hù)器運(yùn)用于電動機(jī)保護(hù)時，我們發(fā)現(xiàn)該保護(hù)器會由于速斷時間整定在該保護(hù)器的最低時限而發(fā)生誤動作，同時，由于其邏輯程序存在的缺陷，往往導(dǎo)致速斷保護(hù)占用跳閘通道的現(xiàn)象，造成受控的電氣設(shè)備無法停機(jī)，本文就此問題提出解決辦法和改進(jìn)意見。Abstract：REF542plus protecting device synthetically that ABB Company produced has been already used widely in the power system of oil plant of the dark petrochemical industry. But, should person who protect apply to motor protect, we find should person who protect can fix on because of speed broken time should minimum time limit of the protecting device act by mistake exactly in, meanwhile, the defect existing because of its logic procedure, often cause the speed to protect the phenomenon which takes up and trips the passway brokenly, cause the controlled electric equipment unable to shut down, this text puts forward the solution and improves the suggestion on this question.關(guān)鍵詞: REF542plus；速斷保護(hù)；時間整定Key words：REF542plus; The speed is protected brokenly; Time is exactly fixed1 問題的提出2006年8月，烏石化公司煉油廠重催裝置6kV開關(guān)柜在更換改造后的單機(jī)試運(yùn)中，發(fā)現(xiàn)采用REF542plus綜合保護(hù)器的6210柜1號增壓機(jī)、6119柜2號增壓機(jī)屢屢發(fā)生速斷保護(hù)動作和不能停機(jī)的故障。保護(hù)器跳閘報警燈亮、開關(guān)不跳閘、機(jī)旁和保護(hù)器上均無法進(jìn)行分閘，只能在盤柜上進(jìn)行手動分閘。經(jīng)查，回路一次設(shè)備均完好。REF542plus綜合保護(hù)器的事件記錄菜單上顯示“OVER CURRENT HIGH”報警信息，為速斷保護(hù)單元保護(hù)起動，故障時速斷電流為1095A，而該增壓機(jī)的功率為800kW、額定電流為92.4A，起動電流已是額定電流的12倍，速斷保護(hù)的整定值為動作值6.6In動作時間15ms，故障電流記錄為1095A早已超過速斷保護(hù)定值的990A。從以上現(xiàn)象分析的確這兩臺電動機(jī)的速斷保護(hù)應(yīng)該動作。然而，我們再仔細(xì)分析一下，這兩臺電動機(jī)的空載啟動電流怎么會這么大呢？另外，即便是電流速斷保護(hù)動作了，那么該REF542plus保護(hù)器為何又沒有發(fā)出跳閘信號呢？由此，可以這樣判斷，REF542plus保護(hù)器的速斷保護(hù)和邏輯程序存在問題，這就是本文將重點(diǎn)闡述的問題。2 REF542plus綜合保護(hù)器簡述REF542plus型微機(jī)型綜合保護(hù)器是集測量、保護(hù)和控制于一體的自動化保護(hù)裝置，其具有較好的人機(jī)對話界面，并可通過通訊接口實(shí)現(xiàn)后臺的測量、保護(hù)和控制功能。其人機(jī)對話通過HMI控制單元的背光式液晶顯示器（LCD）實(shí)現(xiàn)。HMI控制單元如圖1所示。2.1 該保護(hù)器具有邏輯編程和保護(hù)定值任意變更功能。豐富的邏輯編程功能為其成為電動機(jī)保護(hù)裝置提供了良好的功能平臺。圖12.2 HMI的后照式LCD有一個圖塊顯示區(qū)用來顯示REF542plus所控制開關(guān)柜內(nèi)的開關(guān)裝置。根據(jù)需要可以對屏幕的亮度和圖像的持續(xù)時間進(jìn)行設(shè)置。單線圖表示所有開關(guān)裝置的現(xiàn)行狀態(tài)。2.3 LCD的右半部為文本區(qū)，它用來顯示測量值、主菜單和子菜單、保護(hù)信號和事件記錄等內(nèi)容。LCD顯示器可以顯示下列內(nèi)容：多達(dá)8個開關(guān)裝置的符號（當(dāng)選用機(jī)械式繼電器的開關(guān)量I/O板時，最多只能控制7個開關(guān)裝置）；電動機(jī)、變壓器、傳感器、變送器等幾種符號；多達(dá)40條獨(dú)立線段。2.4 狀態(tài)LED 可以顯示報警、通訊、運(yùn)行和聯(lián)鎖等狀態(tài)。2.5 就地PC機(jī)使用的光耦口上傳和下載設(shè)置文件可通過光耦口連接通常運(yùn)行Window NT軟件的個人電腦(PC機(jī))來實(shí)現(xiàn)。2.6 控制按鈕就地操作時，開關(guān)裝置的操作用控制按鈕來實(shí)現(xiàn)。共有八個按鈕可供使用。3 REF542plus綜合保護(hù)器的保護(hù)功能REF542plus綜合保護(hù)器具有很多保護(hù)功能，主要有電流保護(hù)功能、電壓保護(hù)功能、電動機(jī)保護(hù)功能、距離保護(hù)功能、差動保護(hù)功能和同期檢測等功能。這里著重討論電動機(jī)保護(hù)功能。電動機(jī)過載會導(dǎo)致溫升過高，從而因過分疲勞而加速老化。如果此狀態(tài)持續(xù)下去，將不排除絕緣材料發(fā)熱燒毀而導(dǎo)致絕緣擊穿。涉及到保護(hù)功能，必須對啟動和運(yùn)行時的過電流情況加以區(qū)別。啟動時，轉(zhuǎn)子和定子繞組上的電流均超出正常的額定電流。啟動期間如果發(fā)生異常狀態(tài)，則應(yīng)快速跳閘，如轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)或過重負(fù)載下的電動機(jī)啟動。為了避免過負(fù)荷狀態(tài)，需要對啟動次數(shù)予以限制。電動機(jī)運(yùn)行期間，過載將有可能作為工作負(fù)載形式出現(xiàn)。為了監(jiān)測這類運(yùn)行工況，就需要在熱模型基礎(chǔ)上計算溫度。為了對電動機(jī)進(jìn)行保護(hù)，REF542plus控制和保護(hù)裝置具有以下功 能：3.1 電流保護(hù)在上述兩臺電動機(jī)保護(hù)中，采用了電流速斷保護(hù)作為主保護(hù)。整定電流為6.6In，動作時間整定為15ms，這個時間是該REF542plus保護(hù)器所標(biāo)注的速斷保護(hù)最短動作時間。3.2 啟動期間3.3.1 轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)保護(hù)；3.3.2 電動機(jī)啟動保護(hù)；3.3.3 啟動次數(shù)保護(hù)。3.3 運(yùn)行期間3.3.1 熱過載保護(hù)；3.3.2 不平衡保護(hù)。4 這兩臺電動機(jī)的空載啟動為何觸發(fā)電流速斷保護(hù)啟動？4.1 實(shí)際電動機(jī)啟動電流如前所述，上述兩臺電動機(jī)保護(hù)中，采用了電流速斷保護(hù)作為主保護(hù)。整定電流為6.6In，動作時間整定為15ms，這個時間是該REF542plus保護(hù)器所標(biāo)注的速斷保護(hù)最短動作時間。實(shí)際測量這臺電動機(jī)啟動電流為612A和633A，均未超過電動機(jī)的整定電流990A。那么為何保護(hù)還會動作呢？4.2 誤動作原因在和ABB公司的探討中，了解到一個重要信息：REF542電流采集基準(zhǔn)是電流的有效值，在采集一個完整周波的情況下，REF542得出電流的有效值并加以分析、記錄。由于該工程選用了瞬時速斷模塊(I)，其最小響應(yīng)時間為20ms，REF542無法采集一個完整周波，只能采集電流峰值進(jìn)行分析，跳閘事件記錄中的電流值也即為電流峰值（Peak Curent）。在現(xiàn)場對6210柜進(jìn)行與SPAC320型保護(hù)器的對比試驗(yàn)時，第二次試驗(yàn)（5In/20ms的定值情況下）的跳閘電流記錄（800A）即為電機(jī)啟動時的電流峰值,后來將跳閘時間全部更改為40ms后記錄的電流值為實(shí)際電流有效值，與電機(jī)的實(shí)際啟動倍數(shù)相符。因此建議現(xiàn)場將I的延時全部改為40ms，REF542plus速斷跳閘時才能夠正確記錄跳閘故障電流。4.3 在排除接線錯誤后，疑點(diǎn)落到了該保護(hù)器的時間設(shè)定上，是否是由于時間設(shè)定太短，導(dǎo)致誤動作呢？針對ABB公司的回復(fù)，經(jīng)過數(shù)次的時間更改試驗(yàn)后，當(dāng)速斷時間改為30ms時，該電流速斷保護(hù)再未動作。可以肯定，REF542plus保護(hù)器的使用手冊中表明的速斷最短整定時間15ms存在嚴(yán)重的誤導(dǎo)作用，這個參數(shù)不應(yīng)該是15ms，而應(yīng)該至少為30ms。在征求公司電調(diào)所保護(hù)科專業(yè)人員的同意并下發(fā)定值通知單后，將REF542plus保護(hù)器的電流速斷保護(hù)時間整定值改為40ms，實(shí)際試驗(yàn)電動機(jī)每次均成功啟動。這種時限設(shè)定既滿足了保護(hù)速斷性的要求，又達(dá)到了可靠性的要求。5 電流速斷保護(hù)動作，REF542plus保護(hù)器為何沒有發(fā)出跳閘信號？5.1 REF542plus保護(hù)器拒發(fā)跳閘信號的原因在通過實(shí)時監(jiān)控程序的監(jiān)控下，發(fā)現(xiàn)，問題出在了圖2中速斷保護(hù)跳閘信號(138)/11 PROTECTION TRIP SIGNAL這條通道上，由于誤檢測的起動電流1095A瞬間達(dá)到了速斷保護(hù)整定值，但由于該起動電流發(fā)生的過程太短，在其信號還沒有經(jīng)過數(shù)字邏輯判斷后便已經(jīng)消失，導(dǎo)致最終速斷信號發(fā)出而跳閘回路并沒有信號輸出?？梢院唵蔚卣f，該電流速斷信號的持續(xù)時間還沒有跳閘回路中的數(shù)個邏輯電路判斷所要的時間長，使得雖然速斷保護(hù)模塊已經(jīng)起動、速斷信號發(fā)出而跳閘回路并沒有信號輸出。當(dāng)電流速斷跳閘信號2(138)/11PROTECTION TRIP SIGNAL動作后造成觸發(fā)器（2）信號通道堵塞，當(dāng)現(xiàn)場進(jìn)行停機(jī)操作即向REF542plus 發(fā)出分閘信號(40)/02 LOCALE OPEN指令發(fā)出時，跳閘通道E已被電流速斷跳閘信號(138)/11PROTECTION TRIP SIGNAL指令占用，觸發(fā)器（2）不能工作，也就無法向斷路器控制單元（CB）發(fā)出分閘指令。5.2 解決辦法同樣地，我們采用了延長速斷保護(hù)整定時間地方法，將REF542plus保護(hù)器的電流速斷保護(hù)時間整定值改為40ms，實(shí)際試驗(yàn)電動機(jī)每次均成功啟動。這樣，既躲過了對電動機(jī)啟動電流的誤判，又為真正的速斷電流來到時，不致使其發(fā)生返回而導(dǎo)致保護(hù)拒動。另外，還在具體編程過程中，對分合閘回路進(jìn)行了修改，使跳閘信號在消失后不再占用跳閘通道，徹底解決了通道占用問題。6 結(jié)論傳統(tǒng)繼電保護(hù)采用電磁型繼電器搭接而成，其二次接線復(fù)雜，且功能僵化不易更改和故障率高，尤其在饋線控制方式發(fā)生改變和眾多的繼電器接點(diǎn)接觸不良時，容易造成繼電保護(hù)裝置拒動或誤動作。采用REF542plus綜合保護(hù)器后，在運(yùn)行可靠性方面，是傳統(tǒng)繼電器所無法比擬的。通過這次對于該保護(hù)器存在的速斷時間的修正和邏輯的完善，取得了寶貴的實(shí)驗(yàn)資料，豐富了該保護(hù)器的實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，為該保護(hù)器