REF542plus保护器速断时间的整定和逻辑完善

REF542plus保护器速断时间的整定和逻辑完善REF542plusprotectingdevice'sspeedtimeexactlymakesandlogiciscomplete摘要:ABB公司生产的REF542plus综合保护器已在乌石化炼油厂电力系统得到广泛应用。然而,在将该保护器运用于电动机保护时，我们发现该保护器会由于速断时间整定在该保护器的最低时限而发生误动作，同时，由于其逻辑程序存在的缺陷，往往导致速断保护占用跳闸通道的现象，造成受控的电气设备无法停机，本文就此问题提出解决办法和改进意见。Abstract：REF542plusprotectingdevicesyntheticallythatABBCompanyproducedhasbeenalreadyusedwidelyinthepowersystemofoilplantofthedarkpetrochemicalindustry.But,shouldpersonwhoprotectapplytomotorprotect,wefindshouldpersonwhoprotectcanfixonbecauseofspeedbrokentimeshouldminimumtimelimitoftheprotectingdeviceactbymistakeexactlyin,meanwhile,thedefectexistingbecauseofitslogicprocedure,oftencausethespeedtoprotectthephenomenonwhichtakesupandtripsthepasswaybrokenly,causethecontrolledelectricequipmentunabletoshutdown,thistextputsforwardthesolutionandimprovesthesuggestiononthisquestion.关键词:REF542plus；速断保护；时间整定Keywords：REF542plus;Thespeedisprotectedbrokenly;Timeisexactlyfixed1问题的提出2006年8月，乌石化公司炼油厂重催装置6kV开关柜在更换改造后的单机试运中，发现采用REF542plus综合保护器的6210柜1号增压机、6119柜2号增压机屡屡发生速断保护动作和不能停机的故障。保护器跳闸报警灯亮、开关不跳闸、机旁和保护器上均无法进行分闸，只能在盘柜上进行手动分闸。经查，回路一次设备均完好。REF542plus综合保护器的事件记录菜单上显示“OVERCURRENTHIGH”报警信息，为速断保护单元保护起动，故障时速断电流为1095A，而该增压机的功率为800kW、额定电流为92.4A，起动电流已是额定电流的12倍，速断保护的整定值为动作值6.6In动作时间15ms，故障电流记录为1095A早已超过速断保护定值的990A。从以上现象分析的确这两台电动机的速断保护应该动作。然而，我们再仔细分析一下，这两台电动机的空载启动电流怎么会这么大呢？另外，即便是电流速断保护动作了，那么该REF542plus保护器为何又没有发出跳闸信号呢？由此，可以这样判断，REF542plus保护器的速断保护和逻辑程序存在问题，这就是本文将重点阐述的问题。2REF542plus综合保护器简述REF542plus型微机型综合保护器是集测量、保护和控制于一体的自动化保护装置，其具有较好的人机对话界面，并可通过通讯接口实现后台的测量、保护和控制功能。其人机对话通过HMI控制单元的背光式液晶显示器（LCD）实现。HMI控制单元如图1所示。2.1该保护器具有逻辑编程和保护定值任意变更功能。丰富的逻辑编程功能为其成为电动机保护装置提供了良好的功能平台。图12.2HMI的后照式LCD有一个图块显示区用来显示REF542plus所控制开关柜内的开关装置。根据需要可以对屏幕的亮度和图像的持续时间进行设置。单线图表示所有开关装置的现行状态。2.3LCD的右半部为文本区，它用来显示测量值、主菜单和子菜单、保护信号和事件记录等内容。LCD显示器可以显示下列内容：多达8个开关装置的符号（当选用机械式继电器的开关量I/O板时，最多只能控制7个开关装置）；电动机、变压器、传感器、变送器等几种符号；多达40条独立线段。2.4状态LED可以显示报警、通讯、运行和联锁等状态。2.5就地PC机使用的光耦口上传和下载设置文件可通过光耦口连接通常运行WindowNT软件的个人电脑(PC机)来实现。2.6控制按钮就地操作时，开关装置的操作用控制按钮来实现。共有八个按钮可供使用。3REF542plus综合保护器的保护功能REF542plus综合保护器具有很多保护功能，主要有电流保护功能、电压保护功能、电动机保护功能、距离保护功能、差动保护功能和同期检测等功能。这里着重讨论电动机保护功能。电动机过载会导致温升过高，从而因过分疲劳而加速老化。如果此状态持续下去，将不排除绝缘材料发热烧毁而导致绝缘击穿。涉及到保护功能，必须对启动和运行时的过电流情况加以区别。启动时，转子和定子绕组上的电流均超出正常的额定电流。启动期间如果发生异常状态，则应快速跳闸，如转子堵转或过重负载下的电动机启动。为了避免过负荷状态，需要对启动次数予以限制。电动机运行期间，过载将有可能作为工作负载形式出现。为了监测这类运行工况，就需要在热模型基础上计算温度。为了对电动机进行保护，REF542plus控制和保护装置具有以下功能：3.1电流保护在上述两台电动机保护中，采用了电流速断保护作为主保护。整定电流为6.6In，动作时间整定为15ms，这个时间是该REF542plus保护器所标注的速断保护最短动作时间。3.2启动期间3.3.1转子堵转保护；3.3.2电动机启动保护；3.3.3启动次数保护。3.3运行期间3.3.1热过载保护；3.3.2不平衡保护。4这两台电动机的空载启动为何触发电流速断保护启动？4.1实际电动机启动电流如前所述，上述两台电动机保护中，采用了电流速断保护作为主保护。整定电流为6.6In，动作时间整定为15ms，这个时间是该REF542plus保护器所标注的速断保护最短动作时间。实际测量这台电动机启动电流为612A和633A，均未超过电动机的整定电流990A。那么为何保护还会动作呢？4.2误动作原因在和ABB公司的探讨中，了解到一个重要信息：REF542电流采集基准是电流的有效值，在采集一个完整周波的情况下，REF542得出电流的有效值并加以分析、记录。由于该工程选用了瞬时速断模块(I)，其最小响应时间为20ms，REF542无法采集一个完整周波，只能采集电流峰值进行分析，跳闸事件记录中的电流值也即为电流峰值（PeakCurent）。在现场对6210柜进行与SPAC320型保护器的对比试验时，第二次试验（5In/20ms的定值情况下）的跳闸电流记录（800A）即为电机启动时的电流峰值,后来将跳闸时间全部更改为40ms后记录的电流值为实际电流有效值，与电机的实际启动倍数相符。因此建议现场将I的延时全部改为40ms，REF542plus速断跳闸时才能够正确记录跳闸故障电流。4.3在排除接线错误后，疑点落到了该保护器的时间设定上，是否是由于时间设定太短，导致误动作呢？针对ABB公司的回复，经过数次的时间更改试验后，当速断时间改为30ms时，该电流速断保护再未动作。可以肯定，REF542plus保护器的使用手册中表明的速断最短整定时间15ms存在严重的误导作用，这个参数不应该是15ms，而应该至少为30ms。在征求公司电调所保护科专业人员的同意并下发定值通知单后，将REF542plus保护器的电流速断保护时间整定值改为40ms，实际试验电动机每次均成功启动。这种时限设定既满足了保护速断性的要求，又达到了可靠性的要求。5电流速断保护动作，REF542plus保护器为何没有发出跳闸信号？5.1REF542plus保护器拒发跳闸信号的原因在通过实时监控程序的监控下，发现，问题出在了图2中速断保护跳闸信号〔(138)/11PROTECTIONTRIPSIGNAL〕这条通道上，由于误检测的起动电流1095A瞬间达到了速断保护整定值，但由于该起动电流发生的过程太短，在其信号还没有经过数字逻辑判断后便已经消失，导致最终速断信号发出而跳闸回路并没有信号输出。可以简单地说，该电流速断信号的持续时间还没有跳闸回路中的数个逻辑电路判断所要的时间长，使得虽然速断保护模块已经起动、速断信号发出而跳闸回路并没有信号输出。当电流速断跳闸信号〔2(138)/11PROTECTIONTRIPSIGNAL〕动作后造成触发器（2）信号通道堵塞，当现场进行停机操作即向REF542plus发出分闸信号〔(40)/02LOCALEOPEN〕指令发出时，跳闸通道E已被电流速断跳闸信号〔(138)/11PROTECTIONTRIPSIGNAL〕指令占用，触发器（2）不能工作，也就无法向断路器控制单元（CB）发出分闸指令。5.2解决办法同样地，我们采用了延长速断保护整定时间地方法，将REF542plus保护器的电流速断保护时间整定值改为40ms，实际试验电动机每次均成功启动。这样，既躲过了对电动机启动电流的误判，又为真正的速断电流来到时，不致使其发生返回而导致保护拒动。另外，还在具体编程过程中，对分合闸回路进行了修改，使跳闸信号在消失后不再占用跳闸通道，彻底解决了通道占用问题。6结论传统继电保护采用电磁型继电器搭接而成，其二次接线复杂，且功能僵化不易更改和故障率高，尤其在馈线控制方式发生改变和众多的继电器接点接触不良时，容易造成继电保护装置拒动或误动作。采用REF542plus综合保护器后，在运行可靠性方面，是传统继电器所无法比拟的。通过这次对于该保护器存在的速断时间的修正和逻辑的完善，取得了宝贵的实验资料，丰富了该保护器的实际应用经验，为该保护器在电力系统的正确应用提供了有效的理论和实际依据。随着REF542plus综合保护器的功能被不断发掘和完善，其应用前景也将不断扩大，随着乌石化公司炼油厂电力系统的逐步升级，REF542plus综合保护器将获得广阔的应用。参考文献1.《电力系统继电保护规定汇编》，国家电力调度通讯中心编，中国电力出版社；2.《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》条例分析，邹森元主编，白山出版社；3.《REF542plus多功能保护和开关控制装置操作手册》，ABB编。