P122保护装置在配电变压器保护的应用

P122保护装置在配电变压器保护的应用潘飞（大连西太平洋石油化工有限公司116600）摘要MiCOMP122过电流综合保护控制装置是AREVA公司MiCOMP12x系列综合保护装置之一，具有相、零序和负序过电流、热过负荷及低电流保护功能，比较适合作为配电变压器的保护。本文根据对该保护装置的实验摸索和理论研究，在设计、安装、整定及检验方面做出了较为详细的叙述，并提供了一些应用数据，也为微机综合保护装置在配电变压器保护的应用提供一定的实践经验。关键词继电保护，微机综合保护，配电变压器，整定计算1引言MiCOMP122过电流综合保护控制装置（以下简称保护装置）是MiCOMP12x系列保护装置之一，集保护、控制、显示、数据采集和故障、事件以及干扰记录为一体的系统，使用灵活、维护方便、集成简单，前面板具有液晶显示屏作为人机界面，触摸式按键可获得参数、警报信号及测量数据，发光二极管显示保护装置的状态信息，RS232和位于后部的RS485通信端口，在MiCOMS1软件的支持下，可以与本地或远程个人计算机通信，完成读取、设置和修改整定值、显示事件记录及故障波形的功能，比较适合作为配电变压器的保护。2设计安装在设计安装前必须认真阅读AREVA提供的《MiCOMP12x过电流保护继电器技术指南》。设计安装时应当注意：保护装置辅助电源的电压范围；由于保护装置的辅助电源丧失可引起保护装置的部分数据丢失，因此保护装置的辅助电源应与配电变压器控制电源分开控制，而且各控制元件应分开布置（例如分别布置在端子排的两端）以防误操作；各相电流和零序电流输入的极性，如极性错误将引起保护装置误动；保护装置的外壳及29端子必须可靠接地；断路器的常开辅助接点必须接至L1（26–28）端子上；可编程的输入端必须接入辅助电源，并应注意辅助电源的极性；可编程跳闸输出应接到RL1（2–4或2–6）端子上；保护装置的安装高度不宜高于1.8米以便观察数据及整定检验；为了保护装置工作正常，保护装置安装处的最大故障电流应小于配电变压器电流互感器一次额定电流的50倍，且保护装置瞬时整定值应小于电流互感器一次额定电流的25倍；安装时必须严格按设计图配线。3保护装置整定3.1基础数据整定3.1.1选择缺省显示值缺省显示宜选择同时显示Ia、Ib、Ic及Ie四个值。3.1.2电流互感器变比整定相电流互感器的变比按实际值输入。而当零序电流输入是通过三个相电流互感器作零序接线完成时，则零序电流互感器的一次和二次侧的额定电流应设置得与相电流互感器相同。当采用专用零序电流互感器时，则零序电流互感器的一次和二次侧的额定电流宜设置相同（例如1/1）。3.1.3可编程LED指示灯整定通常将可编程LED指示灯整定如下：LED5热过负荷及反时限过电流I段保护动作；LED6定时限过电流I段及负序保护动作；LED7速断I段保护动作；LED8零序过电流保护动作。3.2相过电流保护整定3.2.1I段保护整定根据对多台配电变压器的实验摸索，考虑短期急救负载[1]，整定计算公式：I=Krel.I×I1N.T/IpIn(1)式中：Krel.I—I段保护可靠性数，宜取2；I1N.T—配电变压器一次额定电流，A；Ip—电流互感器一次电流，A；In—电流互感器二次侧和保护装置的额定电流值，A。反时限曲线宜选择极端EI（IEC）反时限曲线，时间乘数Tms应取1.5。复位定时器tReset应设为0.04秒。3.2.2I段保护整定考虑作为低压侧后备保护，躲过变压器最大负荷电流，适用的整定值为：I=KT.max×I1N.T/IpIn(2)式中：KT.max—配电变压器最大负荷系数[2]，当负荷具有电动机再起动功能时宜取4，否则取3。定时限整定值宜取：tI＝toc.se＋0.1s(3)式中：toc.se—配电变压器二次电流保护动作时间。复位定时器tReset应设为0秒。3.2.3I段保护整定应躲过最大运行方式下配电变压器低压母线三相短路电流周期分量有效值，整定值为：I=Krel.I×Ik.max/IpIn(4)式中：Krel.I—I段保护可靠性数，宜取1.3～1.4；Ik.max—最大运行方式下，变压器低压母线三相短路时，流过高压侧的短路电流。定时限tI应设0s。1101000.1110100100010000I1N.Tt(s)IIIop图—1相过电流保护动作曲线3.3零序过电流保护整定对于中性点不接地或经消弧线圈接地方式的中压电网，在零序电流互感器一次加入电流（如1A），从MEASUREMENTS菜单下读出IN。零序过电流保护整定值计算公式：Ie=IN/Ien(5)式中：IN—读出电流值，A；Ien—零序电流互感器二次电流，A。动作时间通常为tIe应取0.35s。复位定时器tReset应设为0.15s。3.4负序过电流保护整定在发生不对称故障时，负序电流保护与相过电流保护相比有较高的灵敏度，而且在变压器后发生不对称故障时，负序电流保护的灵敏度与变压器的接线方法无关。因此，负序电流保护可作为I段相过电流和变压器低压侧不对称故障的后备保护，其整定值为：I2=Krel.I2×I1N.T/IpIn(6)Krel.I2—负序过电流保护可靠性数，宜取0.5～0.6[3]。动作时间tI2应与tI相同。3.5过负荷保护整定3.5.1热过负荷电流I的整定热过负荷[4]电流整定计算公式：I=Krel.×I1N.T/IpIn(7)式中：Krel.—热过负荷可靠系数，见表－1。表－1热过负荷可靠系数表负荷[5]等级职守动作方式Krel.系数类型Krel.一、二有人信号Ⅰ1.05～1.08三无人跳闸Ⅱ一、二Ⅲ1.53.5.2热过负荷动作时间计算热过负荷动作时间通过下式计算得到：2.1.2max22maxlnTNrelpreetripIKIIITT(8)其中：Ttrip—动作时间，s；Te—热时间常数，s，见表－2；Imax—最大相电流有效值；Ipre—过载之前的稳态电流。表－2热时间常数整定表变压器类型容量（KVA）Krel.系数类型时间常数Te(分)干式变压器＜400kVAⅠ20Ⅱ40Ⅲ10≥400kVAⅠ30～60Ⅱ60～90Ⅲ15～20油浸变压器＜400kVⅠ60Ⅱ120Ⅲ30≥400kVAⅠ80～100Ⅱ160～200Ⅲ40～503.6关于瓦斯和温度保护变压器的瓦斯和温度保护可以接入保护装置以使其完成跳闸、报警、事件记录和故障录波。通过多台配电变压器运行实践发现，当保护装置安装处与变压器之间电气距离大于100米，将无源常开接点直接接入保护装置输入端极易引起误动作。此时，建议通过中间继电器接入保护装置。4保护装置检验[6][7]4.1检验前的准备首先应将负序和过负荷保护退出。在检验前请务必检查输入的电流是否与相应端子的要求相符。将断路器合闸，检查26-28端子是否有电压。给保护装置送电，在每个电流输入端加入电流，检查LCD液晶显示屏上数值是否正确。检验各动作值与整定值是否相符，并将检验结果写入检验报告中。4.2I段保护检验为了缩短检验时间，宜将时间乘数暂设为Tms/10。直接注入0.95×I电流，然后检查保护装置在tI/10内是否没有跳闸输出，然后再注入1.1×I，检查是否在tI/10时有跳闸输出，逐渐减小注入电流，注意记录电流降至多少时I信号可复归。4.3I段保护检验直接注入0.95×I电流，然后检查保护装置在tI内是否没有跳闸输出，然后再注入1.1×I，检查是否在tI时有跳闸输出。4.4I段保护检验直接注入0.95×I电流，然后检查保护装置在tI内是否没有跳闸输出，然后再注入1.1×I，检查是否在0s跳闸。4.5零序过电流保护检验典型的中性点不接地系统可采用的检验方法是在零序互感器一次直接注入0.95A的电流，然后检查是否没有报警动作，然后注入1.1A的电流，检查是否在tIo时有报警动作，逐渐减小注入电流，注意记录电流降至多少时Io信号复归。4.6负序过电流保护检验首先投用负序电流保护，并对保护装置A相输入一单相电流，则：Ib=0且Ic=0，因此负序电流为I2=Ia/3。直接注入I2_0.95电流，然后检查是否在tI2时没有跳闸。然后注入I2_1.1电流，检查是否在tI2时跳闸。逐渐减小注入电流，注意记录电流降至多少时I2信号复归。4.7过负荷保护检验最后投用过负荷保护。为了检验方便，建议将热时间常数暂设为Te/10。设Ipre＝0，Imax＝2，根据式（8）计算出动作时间，在MEASUREMENTS菜单的Thermal子菜单下将热状态清零，直接注入2×I1N.T/Ip电流，检查动作时间是否与计算时间相符。5结束语目前的综合保护继电器已将多种保护集于其中，以往仅在大型电气设备上装设的保护，如今已在供配电设备上应用的易如反掌。我国在各种综合保护装置应用中，普遍情况是过分依赖综合保护装置销售公司的技术人员，而这些技术人员又对企业的生产工艺、变配电系统及运行管理等方面不慎了解，仅能靠说明书参照机电式继电器的保护功能整定，因此造成了综合保护装置的许多功能没有得到充分利用，失去了更换综合保护装置的实际意义。望本文能够为企业的电气人员在MiCOMP122过电流保护装置在配电变压器保护方面的应用提供一定的参考。参考文献[1]《电力变压器运行规程》DL/T572－95[2]潘飞，供配电微机常用保护整定计算，电气&智能建筑，2006(12)[3]《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》DL/T684－1999[4]潘飞，微机电动机过负荷保护，电气&智能建筑，2006(1-2)[5]《供配电系统设计规范》GB50052－95[6]潘飞，SPAM150C保护装置在石化企业的应用，电工技术杂志，2004(10)[7]潘飞，P220电动机保护装置在石化企业的应用，电气&智能建筑，2005（1）收稿日期:2007年7月28日该文已在2007年第十二期《电气&智能建筑》杂志建筑强电册上发表。