CN206759031U - 一种改进的电厂低压供电系统接地保护报警装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种改进的电厂低压供电系统接地保护报警装置，其特征在于：包括一次侧单元和二次侧单元，一次侧单元由380V交流电源端、交流断路器、三相电流互感器和零序电流互感器连接而成；二次侧单元由110V直流控制电源端、110V直流断路器、时间断电器、电流继电器、信号继电器和综合保护器连接而成；所述综合保护器为交流断路器自带的开关控制器，交流断路器的输入端连接380V交流电源端、输出端顺序连接三相电流互感器和零序电流互感器；零序电流互感器的电流输出端通过电流继电器连接110V直流断路器，构成负载的过电流延时和速断跳闸回路及形成零序电流的过流保护及报警回路。具有实现动作信号保持、报警信息上传、电厂人员快速判别处理事故的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种改进的电厂低压供电系统接地保护报警装置，特别适用要求保护动作后带信号保持的接地保护系统。属于火力发电设备技术领域。
背景技术
电厂低压供电系统是指电厂的380V压厂用供电系统，主要为电厂低压电机、照明、检修等负荷供电。由于有低压电机、照明、检修等单相负荷，因此该供电系统的低压厂用变压器二次侧绕组采用星形接线，中性点直接接地。这种运行方式接线简单，发生单相接地时，中性点不发生位移，可防止三相电压出现不对称和相对地电压超过 250V。但这种中性点直接接地低压厂用电系统存在如下缺点：当某负荷回路发生单相接地时，接地电流较大，造成供电断开、电动机停止运行，或接地短路使电源一相熔断器熔断，使电动机两相运行而烧毁。因此380V负荷须配置必要的接地保护，当发生接地故障时快速可靠动作，以满足厂用电系统可靠性的要求。
目前，电厂380/220V低压配电设备一般采用施耐德公司的Masterpact MT和NS 低压空气断路器，根据负荷情况不同MT开关分别配置Micrologic 2.0A、5.0A、6.0、 7.0A控制单元，虽然能实现过负荷长延时、过电流速断、瞬时、接地等保护功能。但是所述低压空气断路器存在如下问题：(1)负荷接地保护动作后无信号保持继电器，当有接地保护动作切除开关后，很难判别故障原因。(2)无报警信息上传至DCS，运行人员不能及时发现、耽误事故处理、降低机组运行的可靠性。
实用新型内容
本实用新型的目的，是为了解决现有技术的电厂低压供电系统存在接地保护动作切除开关后难于判别故障原因及无报警信号上传DCS、运行人员不能及时发现、耽误事故处理、降低机组运行可靠性的问题，提供一种改进的电厂低压供电系统接地保护报警装置。采用该装置具有实现动作信号保持、报警信息上传、电厂人员快速判别处理事故及结构简单、灵敏度高、安全可靠的特点。
本实用新型的目的可以通过采用如下技术方案达到：
一种改进的电厂低压供电系统接地保护报警装置，其结构特点在于：包括一次侧单元和二次侧单元，一次侧单元由380V交流电源端、交流断路器ZKK、三相电流互感器1LH和零序电流互感器2LH连接而成；二次侧单元由110V直流控制电源端KM、110V 直流断路器F1、时间断电器SJ、电流继电器LDJ、信号继电器DXJ和综合保护器连接而成；所述综合保护器为交流断路器ZKK自带的开关控制器，交流断路器ZKK的输入端连接380V交流电源端、输出端顺序连接三相电流互感器1LH和零序电流互感器2LH；三相电流互感器1LH的电流输出端连接综合保护器的电流输入端，综合保护器的输出端通过时间断电器SJ、信号继电器DXJ连接110V直流断路器F1，构成负载的过电流长延时和速断跳闸回路；零序电流互感器2LH的电流输出端通过电流继电器LDJ连接 110V直流断路器F1，构成负载的过电流延时和速断跳闸回路及形成零序电流的过流保护及报警回路；信号继电器DXJ跨接在直流控制电源正+KM、负端-KM之间、构成带信号保持的继电器回路。
本实用新型的目的还可以通过采用如下技术方案达到：
进一步地，电流继电器LDJ、信号继电器DXJ并联跨接在110V直流控制电源端 KM的正、负二端，电流继电器LDJ的触点与时间继电器SJ串联后跨接在110V直流控制电源端KM的正、负二端，时间继电器SJ的触点与信号继电器DXJ、综合保护器串联后接在110V直流控制电源端KM的正、负二端。
进一步地，所述交流断路ZKK是常规技术的具有过流过压保护结构的交流开关，该交流开关内置的综合保护器，是常规技术的开关通/断控制器。
进一步地，所述零序电流互感器2LH设置在380V负荷出线电缆端，形成对负荷单相接地的电流监测回路；零序电流互感器2LH的二次侧设置电流继电器LDJ。当负荷出线单相接地时，产生大零序电流，零序电流互感器2LH感应出零序电流，当二次侧感应出的零序电流超过电流继电器的设定值时，继电器动作跳开开关切除故障。
进一步地，综合保护器有一信号输出端连接电厂的DCS控制系统，零序保护动作后带信号保持的信号继电器DXJ动作，跳开开关切除故障，并向DCS控制系统发出报警信息，同时信号继电器DXJ“动作”指示灯会保持常亮的状态，便于电厂人员判断故障类别和缩短处理时间，保障机组安全运行。
本实用新型具有如下突出的有益效果：
1、本实用新型由于包括一次侧单元和二次侧单元，一次侧单元由380V交流电源端、交流断路器ZKK、三相电流互感器1LH和零序电流互感器2LH连接而成；二次侧单元由110V直流控制电源端KM、110V直流断路器F1、时间断电器SJ、电流继电器 LDJ、信号继电器DXJ和综合保护器连接而成；交流断路器ZKK的输入端连接380V交流电源端、输出端顺序连接三相电流互感器1LH和零序电流互感器2LH；三相电流互感器1LH的电流输出端连接综合保护器的电流输入端，综合保护器的输出端通过时间断电器SJ、信号继电器DXJ连接110V直流断路器F1，构成负载的过电流长延时和速断跳闸回路；零序电流互感器2LH的电流输出端通过电流继电器LDJ连接110V直流断路器F1，构成负载的过电流延时和速断跳闸回路及形成零序电流的过流保护及报警回路；信号继电器DXJ跨接在直流控制电源正+KM、负端-KM之间、构成带信号保持的继电器回路；因此能够解决现有技术的电厂380V系统存在接地保护动作切除开关后难于判别故障原因及无报警信号上传DCS、运行人员不能及时发现、耽误事故处理、降低机组运行可靠性的问题，具有实现动作信号保持、报警信息上传、电厂人员快速判别处理事故及结构简单、灵敏度高、安全可靠的特点和有益效果。
2、本实用新型满足国家对火力发电厂厂用电设计规范要求，可以向DCS发出报警，并且开关柜内有信号保持继电器，便于电厂工作人员及时发现并处理故障，可缩短事故处理时间、提高机组运行的安全性。具有保证电厂厂用电安全、保护灵敏性和可靠性高的特点，能迅速切除故障负荷，防止接地产生的大电流烧毁电动机和电缆。
附图说明
图1为本实用新型的带接地保护380V负荷一次接线图。
图2为本实用新型的接地保护报警装置二次原理图。
具体实施方式
具体实施例1：
参照图1和图2，本实施例包括一次侧单元和二次侧单元，一次侧单元由380V 交流电源端、交流断路器ZKK、三相电流互感器1LH和零序电流互感器2LH连接而成；二次侧单元由110V直流控制电源端KM、110V直流断路器F1、时间断电器SJ、电流继电器LDJ、信号继电器DXJ和综合保护器连接而成；所述综合保护器为交流断路器 ZKK自带的开关控制器，交流断路器ZKK的输入端连接380V交流电源端、输出端顺序连接三相电流互感器1LH和零序电流互感器2LH；三相电流互感器1LH的电流输出端连接综合保护器的电流输入端，综合保护器的输出端通过时间断电器SJ、信号继电器 DXJ连接110V直流断路器F1，构成负载的过电流长延时和速断跳闸回路；零序电流互感器2LH的电流输出端通过电流继电器LDJ连接110V直流断路器F1，构成负载的过电流延时和速断跳闸回路及形成零序电流的过流保护及报警回路；信号继电器DXJ 跨接在直流控制电源正+KM、负端-KM之间、构成带信号保持的继电器回路。
本实施例中：
电流继电器LDJ、信号继电器DXJ并联跨接在110V直流控制电源端KM的正、负二端，电流继电器LDJ的触点与时间继电器SJ串联后跨接在110V直流控制电源端KM 的正、负二端，时间继电器SJ的触点与信号继电器DXJ、综合保护器串联后接在110V 直流控制电源端KM的正、负二端。
所述交流断路ZKK是常规技术的具有过流过压保护结构的交流开关，该交流开关内置的综合保护器，是常规技术的开关通/断控制器。
所述零序电流互感器2LH设置在380V负荷出线电缆端，形成对负荷单相接地的电流监测回路；零序电流互感器2LH的二次侧设置电流继电器LDJ。当负荷出线单相接地时，产生大零序电流，零序电流互感器2LH感应出零序电流，当二次侧感应出的零序电流超过电流继电器的设定值时，继电器动作跳开开关切除故障。
综合保护器有一信号输出端连接电厂的DCS控制系统，零序保护动作后带信号保持的信号继电器DXJ动作，跳开开关切除故障，并向DCS控制系统发出报警信息，同时信号继电器DXJ“动作”指示灯会保持常亮的状态，便于电厂人员判断故障类别和缩短处理时间，保障机组安全运行。
交流断路ZKK可以采用常规技术的交流断路器，三相电流互感器1LH可以采用常规技术的三相交流互感器，零序电流互感器2LH可以采用常规技术的电流互感器，110V 直流断路器F1可以采用常规技术的直流断路器，时间继电器SJ可以采用常规技术的时间继电器，电流继电器LDJ可以采用常规技术的电流继电器，信号继电器DXJ可以采用常规技术的带信号保持的继电器，综合保护器为设置在交流断路器ZKK中的常规技术开关控制保护器、为常规技术电气部件。
本实施例的工作原理如下：
如图1所示，电厂380V负荷由低压母线供电，当开关ZKK合上时负载带电，当开关ZKK断开时负载断电。开关出线侧电缆装设三相电流互感器1LH和零序电流互感器2LH，开关ZKK配置Micrologic综合保护器，三相电流互感器1LH二次侧电流接入所述综合保护器内，可以实现负载的过电流长延时和速断跳闸等功能。零序电流互感器2LH为专用的接地保护用电流互感器，当电动机或者出线电缆出线单相接地时，产生很大的零序电流，零序电流互感器感应出零序电流，其二次侧接有电流继电器，当二次侧感应出的零序电流超过电流继电器的设定值时，继电器动作跳开开关ZKK，从而切除故障。
如图2所示，机组380V低压厂用电系统控制电源为110V直流，开关综合保护装置、继电器等工作电源均由110V直流供电。当零序电流互感器二次侧感应电流超过电流继电器LDJ的整定值时，LDJ动作，常开辅助触点闭合，则时间继电器SJ带电， SJ常开辅助触点闭合，带信号保持的继电器DXJ动作，经Micrologic综合保护装置跳开开关ZKK，从而切除故障，并向DCS发出报警信息，同时继电器DXJ动作指示灯会保持常亮的状态，便于电厂人员判断故障类别和缩短处理时间，保障机组安全运行。
根据《火力发电厂厂用电设计技术规定》的要求，低压厂用电动机的单相接地保护配置，当低压厂用电系统中性点为直接接地时，对容量为100kW以上的电动机宜装设单相接地短路保护。对55kW及以上的电动机如相间短路保护能满足单相接地短路的灵敏性时，可由相间短路保护兼作接地短路保护；当不能满足时，应另装接地短路保护。保护装置由1个接于零序电流互感器上的电流继电器构成，瞬时动作于断路器跳闸。
1、一次动作电流计算，有零序电流互感器的电动机单相接地保护，一次三相电流平衡时，由于三相电流产生的漏磁通不一致，于是在零序电流互感器内产生磁不平衡电流。一般磁不平衡电流值均小于0.005Ip(Ip为平衡的三相相电流)，于是按躲过电动机起动时最大不平衡电流计算，低压电动机单相接地保护动作电流可取：
I0dz＝(0.05-0.15)Ie
式中，I0dz——单相接地零序过电流保护一次动作电流整定值；
Ie——电动机一次额定电流。
当电动机容量较大时可取：
I0dz＝(0.05-0.075)Ie
当电动机容量较小时可取：
I0dz＝(0.1-0.15)Ie
由于单相接地保护灵敏度足够，根据具体情况，I0dz有时可适当取大一些。根据经验，低压电动机单相接地保护一次动作电流一般取I0dz＝10-40A。
2、动作时间t0dz计算，取：
t0dz＝0s。
当二次侧感应出的零序电流超过电流继电器的设定值时，继电器动作跳开开关ZKK，从而切除故障。
以上可以看出，根据电动机容量的大小整定合理的零序电流动作值，保护可以瞬时动作切除单相接地故障，而当电动机出线相间短路等其他故障类型时不会产生零序电流，在正常运行和系统发生振荡时也没有零序分量产生，因此用零序电流做低压电动机的接地保护有很高的灵敏性和可靠性。
Claims (5)
1.一种改进的电厂低压供电系统接地保护报警装置，其特征在于：包括一次侧单元和二次侧单元，一次侧单元由380V交流电源端、交流断路器(ZKK)、三相电流互感器(1LH)和零序电流互感器(2LH)连接而成；二次侧单元由110V直流控制电源端(KM)、110V直流断路器(F1)、时间断电器(SJ)、电流继电器(LDJ)、信号继电器(DXJ)和综合保护器连接而成；所述综合保护器为交流断路器(ZKK)自带的开关控制器，交流断路器(ZKK)的输入端连接380V交流电源端、输出端顺序连接三相电流互感器(1LH)和零序电流互感器(2LH)；三相电流互感器(1LH)的电流输出端连接综合保护器的电流输入端，综合保护器的输出端通过时间断电器(SJ)、信号继电器(DXJ)连接110V直流断路器(F1)，构成负载的过电流长延时和速断跳闸回路；零序电流互感器(2LH)的电流输出端通过电流继电器(LDJ)连接110V直流断路器(F1)，构成负载的过电流延时和速断跳闸回路及形成零序电流的过流保护及报警回路；信号继电器(DXJ)跨接在直流控制电源正端(+KM)、负端(-KM)之间、构成带信号保持的继电器回路。
2.根据权利要求1所述的一种改进的电厂低压供电系统接地保护报警装置，其特征在于：电流继电器(LDJ)、信号继电器(DXJ)并联跨接在110V直流控制电源端(KM)的正、负二端，电流继电器(LDJ)的触点与时间继电器(SJ)串联后跨接在110V直流控制电源端(KM)的正、负二端，时间继电器(SJ)的触点与信号继电器(DXJ)、综合保护器串联后接在110V直流控制电源端(KM)的正、负二端。
3.根据权利要求1或2所述的一种改进的电厂低压供电系统接地保护报警装置，其特征在于：所述交流断路ZKK是常规技术的具有过流过压保护结构的交流开关，该交流开关内置的综合保护器，是常规技术的开关通/断控制器。
4.根据权利要求1或2所述的一种改进的电厂低压供电系统接地保护报警装置，其特征在于：所述零序电流互感器(2LH)设置在380V负荷出线电缆端，形成对负荷单相接地的电流监测回路；零序电流互感器(2LH)的二次侧设置电流继电器(LDJ)。
5.根据权利要求1或2所述的一种改进的电厂低压供电系统接地保护报警装置，其特征在于：综合保护器有一信号输出端连接电厂的DCS控制系统，零序保护动作后带信号保持的信号继电器(DXJ)动作，跳开开关切除故障，并向DCS控制系统发出报警信息，同时信号继电器(DXJ)“动作”指示灯会保持常亮的状态，便于电厂人员判断故障类别和缩短处理时间，保障机组安全运行。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109215298A (zh) * | 2018-08-21 | 2019-01-15 | 湖南中良电气设备有限公司 | 配电系统用高压开关柜信号箱及其工作方法 |
| CN112615349A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-04-06 | 国网四川省电力公司攀枝花供电公司 | 一种低压电力配电柜缺相保护装置 |
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