地鐵車站低壓整定值匹配問題

1、廣州地鐵四號線車站低壓開關柜整定值匹配問題地鐵系統(tǒng)中每隔幾公里設置一個變電所，變電所配置有動力低壓 系統(tǒng)，主要用于給本站照明、動力負荷供電。動力系統(tǒng)供電方式是將 35kV電壓通過動力變饋線柜給動力變壓器供電，再經(jīng)過動力變壓降 壓為400V后給0.4kV進線柜、饋線柜及下級一、二、三級負荷供電。0.4kV開關柜作為地鐵車站動力系統(tǒng)電能的主要配電設備，在地 鐵動力配電部分起著至關重要的作用，具根據(jù)負荷特性、設置長延時 保護、短延時保護、接地保護等。為了確保地鐵車站動力設備的運行 安全，0.4kV開關設備與下級大負荷保護定值的匹配性設定成為了保 證車站動力系統(tǒng)可靠運行的重要條件。一、設定值原則及保護

2、范圍對于0.4 kV進線柜是與動力變壓器低壓母排連接，將0.4 kV電壓 傳輸?shù)金伨€柜，設置的保護有長延時保護、短延時保護等，具保護范 圍為下級電機等級負荷的短路故障等，整定值設置需躲過其啟動電流 最大值。2014年4月13日11:42,值班主任報車陂南站三類負荷 808開關跳閘，要求專業(yè)人員到車陂南站參加搶修。人員開啟1#泠水機組恢復車站供冷。次日0:20房環(huán)人員檢查設備，并嘗試啟動 2蛤水機 組，機組能正常啟動。原理分析如圖1是發(fā)生故障的808開關。型號為 ABB SACE PR122/P-L斷 路器。斷路器的保護有設有3段保護，分別是長延時保護，短延時保 護，速斷保護。其中長延時保護整定

3、值為 800A,動作時間6秒。短 延時保護整定值2400A,動作時間0.2秒，速斷保護4800A。圖一：808開關圖2是808開關的系統(tǒng)圖。由圖可知 808開關下接車陂南站2# 冷水機的相關設備。從供電人員處得到的消息指，808開關在11:26發(fā)生脫扣，保護 動作為長延時保護。速斷和短延時沒有跳閘。其中808開關在跳閘當 時記錄的電流值為 A相520A, B相1672A, C相534A。初步判斷為B 相負載電流過大導致長延時保護動作脫扣。808ABB SACEPR122/P-LSI1 Lfl M Shsierp：LCitmiKXl 7!(126Udgtut pct WT06NPMIC 2 M薩

4、控柜椎履4MV-W2. 4. 7、 電動欽相環(huán)控柜抽屜38 CI-2W 環(huán)控柜抽 屜2 修 IWP - 2 冷卻水泵環(huán)控拒揀國1CWP-2冷潦水泵MasteipactNS530 般夫斯路器軟啟動器ABB PST250VWCC-22#冷水機圖2: 808開關系統(tǒng)圖保護特性由系統(tǒng)圖可知該ABBF關采用PR121/P呆護脫扣器，具保護特性如 下（圖三）：1）過載保護（L）反時限長延時的過載保護（L）的特性為I2t = k; 25個電流設定及8條曲線可供選擇，每條曲線均已標明電流為3倍門限值電流時（1=3x的脫扣時間（I1為設定門限）。2）選擇性短路保護（S）選擇性短路保護 S可設定兩種不同的曲線，其

5、中一條脫扣時間與電流無關（定日t限）（亦即t = k）,另一條為將允通能量定為常數(shù)的反 時限（亦即t = k /I2）曲線。15個電流設定值及8條曲線可供選擇, 可進行精確設定，但每條曲線都是基于下列條件定義的：對（t = k）曲線，當I I2時的脫扣時間。對（t = k/I2）曲線，當I =10 x In （In =斷路器的額定電流）時的脫扣時間。3）短延時短路的保護功能（S）可將DIP開關置于“OFF即可使其功能關閉。瞬時短路保護 保護功能 提供15個門限值電流，同時亦可設定將本功能關閉（將DIP開關置于“ OFF位置）圖3: L-S-I保護功能如上圖所示，長延時保護首先保護時間可以在一定

6、范圍內(nèi)設定， 也就是說，在此設定時間內(nèi)，如果設備電流（一般情況下應該是電流） 達到了動作值，該保護不會動作，一旦超過了這個時間范圍，設備的 電流仍然達到動作值，這時候，保護會馬上動作。如果電流在這個設 定的時間范圍內(nèi)降下來了，在時間到達的時候已經(jīng)降到達不到保護定 值了，這時候保護不會動作，設備會繼續(xù)運行。根據(jù)繼電保護原則，出現(xiàn)故障時，應當下級保護先動作。上級保 護靈敏度應小于下級靈敏度以減小故障影響范圍。但本次808開關故障中，L2& L25開關均未保護動作。只有808開關保護動作。查得開關保護動作設定值如下:開關號長延時短延時速斷電流（A）時間（S）電流（A）時間（S）電流（A）808800

7、624000.248008071800624000.24800L2572085760L2472085760L2615041814032L2350484032從上表可知，808開關靈敏度高于L25開關。因此當出現(xiàn)大電流觸發(fā)808開關動作時，L25可能不動作。故障原因分析據(jù)分析可能造成808開關跳閘的原因有兩種：一種是808開關誤 作；一種是大電流造成開關跳閘。808開關測試14日凌晨，供電人員對808進行倒閘試驗。808開關合閘、分閘正常。用編程器模擬大電流沖擊，開關正常報警初步排除808開關誤動作可能。2)設備絕緣檢測(1)CWP-2冷凍水泵、CHWP-2冷卻水泵、CT-2冷卻塔均斷開接線，

8、測量線路及電機各相對地及相間電阻，均大于 200MQ。(2)電動蝶閥斷開負載，測量連接線線間電阻，均大于 200MQ。鑒于電動蝶閥電機功率較小，最大電流僅為3A,且其閥體過熱保護裝置沒有動作，排除電動蝶閥電機短路造成超高電流可能。(3)冷水機組壓縮機斷開三相接線，測量相間電阻，阻值為3M Q , 符合說明書要求。(4)搖出808開關，L25開關，斷開已知的設備，測開關間連線三 相對地絕緣阻值，阻值約 1.2MQ。現(xiàn)場判斷二次回路檢測設備影響 測試結(jié)果，降低阻值。因為三相阻值相同，且目測線梢、母排無破損， 初步判斷可嘗試送電。綜上所述，初步排除設備對地短路或相間短路造成大電流導致808開關跳閘的

9、可能。3)開機測試重新設置保護整定值后，環(huán)電人員啟動 2#冷水機。冷水機在軟 啟動器控制下穩(wěn)定緩慢加載，電流無波動。冷水機開關L26顯示電流 從0A開始經(jīng)過650秒力口載，三相分別達到492A、500A、490A。房間 有冷感，判斷啟動成功。此時L25開關三相電流分別是 570A, 579A, 567A。因此，排除冷水機動組啟動電流過大可能性。為了縮小此類故障的影響范圍，同時方便進一步判斷故障點，根據(jù)設計方的建議，對 807、808開關、L25 L24開關、L26 L23開關 進行整定值變更。變更后，參數(shù)如下：開關號長延時短延時速斷電流（A）時間（S）電流（A）時間（S）電流（A）808800

10、1232000.264008078001232000.26400L257202-5760L247202-5760L2615042-4032L235042-4032理論上說，如果冷機電流過大導致跳閘的假設成立， 整定后不會 再出現(xiàn)只跳808開關，不跳下級開關的現(xiàn)象。經(jīng)證明整定值調(diào)整以后 未再次出現(xiàn)此故障。三、整改措施為進一步保證0.4kV開關設備與下級大負荷保護定值的匹配性，結(jié)合設計原則及設備運行情況確定了以下四號線0.4kV低壓開關保護定值的整定原則：1）長延時：動作電流Ir按照1.2倍工作電流整定，動作延時 Tr 與母聯(lián)開關長延時保護動作時限配合整定。當長延時動作特性與母聯(lián)開關長延時動作特性相同時，動作時限不大于母聯(lián)開關動作時限即可。2）短延時：動作電流Isd取為6倍正常工作負荷電流；對泵類 負荷較多的饋線回路可取為7倍正常負荷工作電流；對照明類負荷的 饋線回路取為4倍正常負荷工作電流。動作延時 Tsd取為0.2s。3）速斷：動作電流Ii 一般取值為10倍12倍正常負荷工作電流或者額定工作電流。4）接地保護：當IrA1600A,接地故障整定電流為0.3Ir,且不超過1200A時間為0.2S;當IrWl600A,接地故障整定電流為 0.4Ir,時間為0.2S,不超過1200,動作時間為0.4s。接地保護僅在變電所至環(huán)控電控室的變電所饋線開關中設置。目前四號線已