高壓廠用電動機(jī)二次線設(shè)計(jì)探討

于樹輝

(山東電力工程咨詢院有限公司，山東濟(jì)南 250013)

高壓廠用電動機(jī)二次線設(shè)計(jì)探討

于樹輝

(山東電力工程咨詢院有限公司，山東濟(jì)南 250013)

電動機(jī)是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，按用途分為驅(qū)動式和控制式;按電能種類分為直流和交流;從電動機(jī)的轉(zhuǎn)速與電網(wǎng)電源頻率之間的關(guān)系分為同步和異步;按電源相數(shù)來分為單相和三相;按防護(hù)型式分為開啟式、防護(hù)式、封閉式、隔爆式、防水式、潛水式;按安裝結(jié)構(gòu)型式分為臥式、立式、帶底腳、帶凸緣;按絕緣等級分為E級、B級、F級、H級等。對于發(fā)電廠廠用電動機(jī)來說，起主導(dǎo)作用的是泵類和風(fēng)機(jī)類高壓廠用電動機(jī)。這兩類電動機(jī)應(yīng)用廣泛，在發(fā)電廠內(nèi)幾乎隨處可見，且在鍋爐、汽機(jī)輔機(jī)系統(tǒng)占據(jù)重要位置。本文從高壓廠用電動機(jī)二次接線設(shè)計(jì)角度，探討各種高壓廠用電動機(jī)的保護(hù)和控制接線方式的問題。

1 設(shè)計(jì)依據(jù)及內(nèi)容

高壓廠用電動機(jī)二次線設(shè)計(jì)依據(jù):行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程、規(guī)定等;設(shè)備廠家資料;專業(yè)負(fù)荷資料(包括控制地點(diǎn)要求)和聯(lián)鎖要求;系統(tǒng)要求。

設(shè)計(jì)的內(nèi)容:根據(jù)一次設(shè)備配置和控制方式(程控、就地)的不同、在高壓廠用電動機(jī)控制電源均為110V、220V直流時(shí)，設(shè)計(jì)各種類型電動機(jī)二次接線(包括保護(hù)、控制接線)。

2 高壓廠用電動機(jī)二次線設(shè)計(jì)

對于高壓廠用電動機(jī)而言，一般一次線的配置方式有兩種，即接觸器+高壓熔斷器接線方式和真空斷路器接線方式?！痘鹆Πl(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》(DL/T 5153－2002)中對于采用何類保護(hù)措施沒有具體規(guī)定。對上述兩種配置方式的安全、經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，小于1000kW的泵類電機(jī)和小于800kW的風(fēng)機(jī)類電動機(jī)由接觸器+高壓熔斷器回路構(gòu)成主回路較適宜;大于等于1000kW的泵類電機(jī)和大于等于800kW的風(fēng)機(jī)類電動機(jī)由真空斷路器回路構(gòu)成主回路是安全、合理的。隨著電動機(jī)綜合保護(hù)裝置的大量應(yīng)用和日益完善，高壓廠用電動機(jī)保護(hù)的大部分功能都可以實(shí)現(xiàn)。改變了以往利用中間繼電器、電壓繼電器、時(shí)間繼電器等多種繼電器及其線圈和開閉觸點(diǎn)的特性進(jìn)行復(fù)雜組合搭配以實(shí)現(xiàn)多種保護(hù)的狀況，使二次接線變得簡單、可靠，提高了設(shè)計(jì)效率。

2.1 接觸器+高壓熔斷器(FC)方式

當(dāng)高壓廠用電動機(jī)保護(hù)由高壓熔斷器+接觸器回路(FC)構(gòu)成主回路時(shí):電流速斷保護(hù)由高壓熔斷器來實(shí)現(xiàn);過電流保護(hù)有兩種方式當(dāng)短路電流小于4kA時(shí)，保護(hù)由電動機(jī)綜合保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)，當(dāng)短路電流大于4kA時(shí)，保護(hù)由高壓熔斷器實(shí)現(xiàn);過負(fù)荷保護(hù)由電動機(jī)綜合保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn);單相接地保護(hù)由電動機(jī)綜合保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn);低電壓保護(hù)由電動機(jī)綜合保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)。根據(jù)規(guī)定，I類電機(jī)裝設(shè)9～10s時(shí)限的低電壓保護(hù)，II、III類電機(jī)裝設(shè)0.5s時(shí)限的低電壓保護(hù)。

2.2 真空斷路器方式

當(dāng)高壓廠用電動機(jī)保護(hù)由真空斷路器回路構(gòu)成主回路時(shí)，其電流速斷、過電流、過負(fù)荷、單相接地、低電壓保護(hù)由電動機(jī)綜合保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)，縱聯(lián)差動保護(hù)由電動機(jī)差動保護(hù)裝置來實(shí)現(xiàn)。單相接地保護(hù)由電動機(jī)綜合保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)，單相接地保護(hù)廠用電系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式按DL/T 5153－2002第4.2條規(guī)定，高壓廠用系統(tǒng)分不接地、高阻接地、低阻接地3種接地方式。按接地方式的不同，單相接地保護(hù)配置由接于母線上的電壓互感器二次側(cè)開口三角形繞組的電壓繼電器構(gòu)成，動作后主控室發(fā)接地信號。I類電機(jī)裝設(shè)9～10s時(shí)限的低電壓保護(hù)，II、III類電機(jī)裝設(shè)0.5s時(shí)限的低電壓保護(hù)。2MW及以上的電動機(jī)應(yīng)裝設(shè)本保護(hù)，裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)時(shí)可不裝設(shè)電流速斷保護(hù)。

以WDZ－430EX電動機(jī)為例，綜合保護(hù)測控裝置為:電流速斷保護(hù)(反相功率閉鎖)反相功率閉鎖是為了防止外部短路故障或電動機(jī)到送大電流引起電流速斷保護(hù)誤動作設(shè)置了反相功率閉鎖，當(dāng)電流和電壓同向時(shí)，開放保護(hù);當(dāng)電流和電壓反向時(shí)，閉鎖保護(hù);負(fù)序過流一、二段保護(hù);過負(fù)荷保護(hù);單相接地保護(hù);低電壓保護(hù);電動機(jī)堵轉(zhuǎn)保護(hù)等保護(hù)。對FC回路，還配有大電流閉鎖出口功能，就是當(dāng)電流大于接觸器額定開斷電流，如果通過接觸器跳閘，則可能燒毀接觸器，閉鎖跳閘出口。

2.3 高壓廠用饋線保護(hù)

高壓廠用饋線保護(hù)主要包括電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)和單相接地保護(hù)，保護(hù)由開關(guān)柜內(nèi)的綜合保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)，保護(hù)動作為跳閘。

3 高壓廠用電動機(jī)的控制方式

3.1 控制方式

高壓廠用電動機(jī)控制電源為220V(110V)直流，控制地點(diǎn)為PLC或DCS;開關(guān)柜上設(shè)啟動/停止按鈕，I類電機(jī)另設(shè)一個(gè)事故即停按鈕;監(jiān)視控制電源和跳閘回路的完好性，在跳合閘回路分別接有跳合閘位置繼電器。具有防止斷路器跳躍的電氣閉鎖回路。斷路器防跳回路有并聯(lián)、串聯(lián)兩種方式。一般情況下，斷路器所帶防跳多為并聯(lián)防跳，綜合保護(hù)測控裝置內(nèi)的防跳為串聯(lián)防跳。斷路器串聯(lián)防跳即防跳繼電器電流線圈串接在跳閘回路，電壓線圈并接在合閘回路的防跳接線。斷路器并聯(lián)防跳:如ABB的VD4開關(guān)本身帶的并聯(lián)防跳繼電器電流線圈并接在合閘回路。

向DCS或PLC輸入以下信號(硬接點(diǎn)):A為斷路器合位;B為斷路器分位;C為選擇開關(guān)在遠(yuǎn)方/就地位置;D為控制電源消失總信號。

向DCS輸入以下信號(通訊量):A為斷路器位置(試驗(yàn)/工作);B為斷路器接地開關(guān)位置;C為功率因數(shù);D為斷路器保護(hù)動作、保護(hù)裝置故障;E為有功功率;F為無功功率;G為三相電流;H為電度量;I為頻率;J為三相電壓。

3.2 注意事項(xiàng)

高壓廠用電動機(jī)保護(hù)在電動機(jī)應(yīng)用綜合保護(hù)裝置后，由于其裝置本身擁有防跳功能，如果工程師沒有做相應(yīng)的調(diào)整，會出現(xiàn)防跳保護(hù)由于相互干擾不能動作，導(dǎo)致斷路器不能正常動作。實(shí)際上，兩套防跳功能有一個(gè)起到作用就能滿足要求。為了保持保護(hù)動作的完整性和可靠性，一般要求解除斷路器防跳回路，應(yīng)用電動機(jī)綜合保護(hù)裝置中的防跳回路。

4 結(jié)語

高壓廠用電動機(jī)在發(fā)電廠鍋爐、汽機(jī)輔機(jī)系統(tǒng)以及水工、上煤等環(huán)節(jié)占據(jù)重要的位置，其運(yùn)行的可靠和穩(wěn)定性是電廠安全生產(chǎn)的保障。高壓廠用電動機(jī)二次線控制和保護(hù)設(shè)計(jì)不容忽視，隨著綜合保護(hù)裝置日益完善，經(jīng)過十幾年實(shí)踐檢驗(yàn)，已成為高壓廠用電動機(jī)控制保護(hù)的重要組成部分，且FC回路的成熟應(yīng)用也降低了成本。隨著大容量FC設(shè)備的出現(xiàn)，高壓廠用電動機(jī)控制接線可能會呈現(xiàn)大型FC和斷路器兩個(gè)方向的發(fā)展。無論用哪種方式，安全、可靠和經(jīng)濟(jì)是其能長期發(fā)展的保證。

［1］劉川青.高壓電動機(jī)綜保裝置的功能及應(yīng)用中需要注意的幾點(diǎn)問題［EB/OL］.電力自動化信息網(wǎng)，http://www.epapi.com/news/detail/9703.html，2010-11-09.

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Discussion on small wiring design of HV motor

根據(jù)一次設(shè)備配置及控制方式的不同，探討了各種高壓廠用電動機(jī)的保護(hù)和控制接線方式，完善高壓廠用電動機(jī)二次接線設(shè)計(jì)。

真空斷路器;FC;綜合保護(hù);二次接線

According to a device configuration and the different ways of control，a variety of high － pressure auxiliary motor protection and control wiring were discussed，which improved the small wiring design of HV motor.Key words:vacuum circuit breaker;FC;comprehensive protection devices;small wiring

TM771

B

1674－8069(2011)02－061－02

2010-11-15;

2011-02-21

于樹輝(1976-)，男，山東汶上人，工程師，主要從事電氣設(shè)計(jì)工作。E－mail:sdyushuhui@yahoo.com.cn