微機(jī)型電動(dòng)機(jī)保護(hù)WDZ—430在娘子關(guān)發(fā)電廠實(shí)際使用中的分析

段建軍

【摘 要】本文首先對(duì)WDZ-430型裝置的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、功能和原理做了簡(jiǎn)單介紹，并對(duì)裝置在娘子關(guān)發(fā)電廠實(shí)際整定、調(diào)試、運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題以及對(duì)此作出的對(duì)策做了詳細(xì)的探討和分析。

【關(guān)鍵詞】微控制器模塊；信號(hào)采集；各序分量；接口

0.概述

娘子關(guān)發(fā)電廠從2004年開(kāi)始，逐漸將廠用電電動(dòng)機(jī)的保護(hù)更換為南京東大金智電氣自動(dòng)化有限責(zé)任公司的WDZ-430型電動(dòng)機(jī)微機(jī)保護(hù)裝置，現(xiàn)只將該裝置在調(diào)試和運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生的一些問(wèn)題，對(duì)該保護(hù)的應(yīng)用做一些分析。

1.WDZ-430型微機(jī)保護(hù)裝置的原理

1.1 WDZ-430型微機(jī)保護(hù)裝置的基本原理

裝置在通電后，首先進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)，然后再進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)或運(yùn)行狀態(tài)。在調(diào)試狀態(tài)，通過(guò)裝置面板整定參數(shù)值，并將整定值送入存儲(chǔ)器。在運(yùn)行狀態(tài)，由兩個(gè)CT同時(shí)將A相與C相電流分別變比成零序電流信號(hào)，這三個(gè)電流信號(hào)通過(guò)各自的轉(zhuǎn)換電阻轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)電壓信號(hào)，這三個(gè)電壓值經(jīng)濾波后，在中央處理器控制下，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)每路進(jìn)行定時(shí)間、定次數(shù)模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到相應(yīng)數(shù)字量，再經(jīng)過(guò)軟件運(yùn)算取得二相電流，正序電流、負(fù)序電流、零序電流值，然后與存儲(chǔ)器中的設(shè)定值進(jìn)行比較，最后判斷是否執(zhí)行出口。

1.2微機(jī)保護(hù)裝置的動(dòng)作判據(jù)

速斷保護(hù)：I3>Iset且T>Tset。

正序保護(hù)：I1>I1set且T1>T1set。

負(fù)序保護(hù)：I2>I2set且T2>T2set。

零序保護(hù)：I0>I0set且T0>T0set。

啟動(dòng)保護(hù)：I3>Iqset或I1>I1qset且T1>T1set或I2>I2qset。

且T2>T2set或I0>I0qset且T0>T0set。

（其中：set含義為整定值，q為啟動(dòng)。）。

2.WDZ-430型微機(jī)保護(hù)裝置的整定計(jì)算及新安裝校驗(yàn)

2.1速斷保護(hù)

a.定值整定：考慮到電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中電流有瞬時(shí)由低到高的跳變現(xiàn)象，且電流值很大，所以在整定時(shí)按6倍電動(dòng)機(jī)額定值來(lái)計(jì)算。速斷整定值=可靠系數(shù)×起動(dòng)倍數(shù)×額定電流/CT變比（計(jì)算出來(lái)的定值取整，時(shí)間為0秒）。

b.性能校驗(yàn)：同時(shí)接通A、B、C三相電流，調(diào)節(jié)電阻，使其中一相或二相電流超過(guò)速斷保護(hù)整定定值1.02倍，出口繼電器應(yīng)出口閉合，出口指示燈亮，速斷指示燈亮，動(dòng)作時(shí)間為0秒。

2.2正序過(guò)電流保護(hù)

a.定值整定：正序過(guò)流定值=可靠系數(shù)×額定電流/（返回系數(shù)×CT變比）。

b.性能校驗(yàn)：同時(shí)接通A、B、C三相電流，調(diào)節(jié)角度和電阻，使正序電流加大到保護(hù)整定值的1.02倍，且時(shí)間調(diào)整到整定值，出口繼電器應(yīng)出口閉合，出口指示燈亮，正序指示燈亮。正序與A、C相電流以及相間夾角（Ic落后Ia的角度）的關(guān)系見(jiàn)下圖。單位：安培、角度。

2.3負(fù)序過(guò)電流保護(hù)

同時(shí)接通A、B、C三相電流，調(diào)節(jié)角度和電阻，使負(fù)序電流加大到保護(hù)整定值的1.02倍，且時(shí)間調(diào)整到定值，出口繼電器應(yīng)閉合，出口指示燈亮，負(fù)序指示燈亮。負(fù)序與A、C相電流以及相間夾角（Ic落后Ia的角度）的關(guān)系見(jiàn)下圖。單位：安培、角度。

2.4零序保護(hù)

接通零序電流，升零序電流值超過(guò)整定值1.02倍，并延時(shí)到定值時(shí)間，出口繼電器應(yīng)出口閉合，出口指示燈亮，零序指示燈亮。當(dāng)A、C二相均無(wú)電流時(shí)，自動(dòng)退出零序保護(hù)。

2.5啟動(dòng)保護(hù)

調(diào)好定值以及時(shí)間為大于0秒，進(jìn)行電流沖擊試驗(yàn)，因?yàn)檠b置的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)狀態(tài)的判定依據(jù)是A、C二相電流中的一相或二相，在瞬時(shí)有由低到高的跳變現(xiàn)象。

3.試運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及對(duì)策

（1）正常運(yùn)行中電流突增或機(jī)械超載均會(huì)引起速斷電流保護(hù)的動(dòng)作，可適當(dāng)?shù)母淖冋ㄖ祦?lái)消除速斷保護(hù)誤動(dòng)。

（2）微機(jī)保護(hù)的抗干擾性能也需提高。

a.由于PT諧振等因素的存在，保護(hù)出現(xiàn)過(guò)誤動(dòng)，可以通過(guò)使用屏蔽電纜來(lái)加強(qiáng)保護(hù)裝置的屏蔽，或增加抗干擾裝置來(lái)提高本保護(hù)的抗干擾能力。

b.高壓系統(tǒng)的操作引起的高頻振蕩電流，所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)的變化在裝置進(jìn)線中感應(yīng)的干擾電壓和電流，6KV廠用電系統(tǒng)是一個(gè)操作相對(duì)頻繁的區(qū)域，其干擾源多，電容式PT或變壓器的投入或切除，在一定條件下常引起瞬時(shí)過(guò)電壓和高頻振蕩，而微機(jī)保護(hù)裝置的集成度高、工作電壓低、容量大、速度快，對(duì)外界的干擾較敏感，而且對(duì)干擾脈沖的承受能力低，如果干擾達(dá)到一定程度會(huì)引起保護(hù)的誤動(dòng)或拒動(dòng)，可通過(guò)遠(yuǎn)離干擾源或采用屏蔽電纜，并將屏蔽層兩端接地來(lái)增強(qiáng)抗干擾能力。

（3）液晶循環(huán)顯示，依次為A相、C相電流值、正序、負(fù)序、零序的電流分量值和熱過(guò)載值。操作起來(lái)重復(fù)次數(shù)多，也不直觀，應(yīng)通過(guò)軟件編程來(lái)加以改進(jìn)，直接顯示輸入值。

（4）裝置的背部接線為插拔式，而在娘子關(guān)電廠該裝置大部分裝在開(kāi)關(guān)柜的門(mén)上，在開(kāi)關(guān)門(mén)的過(guò)程中，易造成電壓回路斷線和CT二次回路開(kāi)路，所以要求廠家在制造時(shí)將背部接線改為固定螺絲壓接式。

（5）電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，有可能使保護(hù)誤動(dòng)。在電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程中，如果電流沒(méi)有超過(guò)啟動(dòng)整定值，啟動(dòng)保護(hù)不動(dòng)作，而在規(guī)定的啟動(dòng)時(shí)間到時(shí)，實(shí)際電流沒(méi)有降到額定電流以下，這時(shí)由于裝置已將電動(dòng)機(jī)運(yùn)行整定值作為保護(hù)判據(jù)，裝置有可能保護(hù)動(dòng)作，這樣造成的結(jié)果是：電動(dòng)機(jī)一起就跳，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)使電動(dòng)機(jī)的絕緣損壞，燒壞開(kāi)關(guān)和電機(jī)。應(yīng)通過(guò)調(diào)整保護(hù)的時(shí)間來(lái)躲過(guò)啟動(dòng)時(shí)間。

（6）電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，由于電動(dòng)機(jī)的非正常運(yùn)行，此時(shí)故障量不滿(mǎn)足微機(jī)保護(hù)動(dòng)作跳閘判據(jù)，容易造成電動(dòng)機(jī)過(guò)熱，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀電動(dòng)機(jī)。要求保護(hù)裝置能夠模擬散熱，并能通過(guò)散熱過(guò)程使熱積累值降低到定值以下，才允許電動(dòng)機(jī)再次啟動(dòng)。

4.幾種典型的向量分析

由于在前面3中提到的校驗(yàn)方法復(fù)雜，所以通過(guò)幾種典型的向量分析來(lái)找出I1和I2的關(guān)系，來(lái)簡(jiǎn)化裝置的校驗(yàn)方法，以適應(yīng)工作現(xiàn)場(chǎng)的要求。（1）裝置輸入一相電流IA有I1=I2=IA/3。（2）裝置輸入二相等電流IA=IC有I1=I2=IA。（3）A、C二相電流極性相同時(shí)I1=IA有I2=0。（4）A、C二相電流極性相反時(shí)I1=0I2=IA。（5）A相電流同名端接反時(shí)：I1=√3IA/3；I2=√3IA/3；I1=I2/2。（6）A、C相電流極性相反且A相電流的同名端相反時(shí)：I1=2√3IA/3；I2=√3IA/3；I1=2I2。（7）A、C相短路故障時(shí)：IA=-IC；IB=0；I1=√3IA/3；I2=√3IA/3；I1=I2。通過(guò)向量分析后，可使用單相電流發(fā)生裝置，在工作現(xiàn)場(chǎng)對(duì)裝置進(jìn)行簡(jiǎn)易校驗(yàn)。選擇A、C相接入，就可校驗(yàn)裝置的各項(xiàng)保護(hù)。

a.速斷保護(hù)。接通單相電流，調(diào)電阻，按1.02倍的整定值來(lái)調(diào)，出口繼電器應(yīng)動(dòng)作，出口指示燈亮，速斷燈亮。

b.正、負(fù)序保護(hù)。接通單相電流A或C相均可，相當(dāng)于斷一相，正、負(fù)序電流值均為單相電流的√3/3倍。

c.零序保護(hù)。接通零序電流，按1.02倍的定值調(diào)，經(jīng)過(guò)整定時(shí)間的延時(shí)后，出口繼電器閉合，保護(hù)動(dòng)作。出口指示燈亮零序燈亮。零序電流的接入按最大電流不大于200mA。

5.結(jié)束語(yǔ)

由于原電動(dòng)機(jī)保護(hù)的設(shè)計(jì)上的原因，WDZ-430型裝置的功能沒(méi)有得到充分的利用，尤其在廠用電系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的數(shù)量很大，由于沒(méi)有中央控制功能，不能實(shí)現(xiàn)中央集控；該微機(jī)裝置沒(méi)有電壓保護(hù)的功能，所以要改進(jìn)現(xiàn)有微機(jī)保護(hù)的局限性，并盡可能的使電動(dòng)機(jī)的中央集控成為現(xiàn)實(shí)，最大發(fā)揮微機(jī)型電動(dòng)機(jī)保護(hù)的作用。 [科]