MMP-I系列智能保护装置在电力系统中的应用－－国际电工网你的商业平台您的商业伙伴

传统的电力系统继电保护功能的实现要用许多继电器，如过电流保护、速断保护及接地保护要用电流继电器，差动保护要用电流继电器或差动继电器。测量功能的实现要用有功功率表、无功功率表、有功电度表、无功电度表和功率因数表等测量仪表，变电所往往有许多继电保护屏，要占很大空间。本文介绍的MMP—Ⅰ系列智能保护装置是一种微机型综合保护装置，它综合了这些功能，具有体积小(宽×高×厚2 00mm×260mm×175mm)、重量轻(65kg)、功能强以及保护灵敏等特点，既可单台独立运行，也可以联接成网，组成变电站综合自动化系统，对电力系统的改造具有一定的参考价值。

附表〖BHDFG2，WK20 ZQ2，K10ZQ2，K10ZQ2W〗名称整定范围级差

额定电流0～59A01

起动时速断倍数K0～9901

欠压整定值0～129V1V

零序电流整定值0～129A001A

零序保护延时整定值0～599s01s

起动时间0～599s01s

起动时间间隔0～599s1s

负序系数K20～91

发热时间常数0～9991

散热系数K′0～161

差动保护动作电流0～599A01A

差动保护制动系数0～101

自起动时间0～599s01s

1保护装置功能简介

(1)装置特点

1)完成主设备所需的各种组合方式配置的保护功能，保护配置方便、保护动作迅速、准确。

2)保护和测量精度高，能实现开关柜电量的测量。

3)大屏幕汉化液晶显示，人机界面友好，信息量大。

4)键盘操作灵活，整定方便，能实现定值的快速整定。

5)测量显示为一次值，能适应各种变比的互感器。

6)具有通信功能，可实现远程/本地实时监控，满足无人值班和综合自动化的需要。

(2)通用功能

1)保护功能用于线路的保护功能有：速断、限时速断、过流、零序低周减载，三相一次自动重合闸；用于电动机的保护有：速断、过热(过流)、欠压、负序(不平衡)、零序、起动过长、自起动和差动保护。

2)测量功能可测有功功率、无功功率、有功电度、无功电度及功率因数等。

3)报警功能PT断线报警：当有电流而二次电压突变为零时发PT断线报警信号，同时低电压闭锁。

CT断线报警：当有电压而二次相电流某相突变为零时，发CT断线报警信号。 4)控制功能本地/远程跳合闸及通信控制跳合闸。

5)通信功能本装置具有通信联网功能，通信端口采用RS422标准接口，装置内置有通信程序，可联CK2000变电站综合自动化系统，支持遥控、遥测和遥信功能。

6)主要参数整定范围及级差见附表。

2原料动力厂5#变电所系统介绍

    5#变电所为单母线分段运行，进线电压为6kV，其电源来自化肥厂0#变32#、60#柜，电缆为YJV—6kV，3×240mm2，沿新建桥架敷设。改造中5#变新安装了11台KYN18C型高压柜，该柜采用一种新研制的MMP—Ⅰ系列智能保护装置，作为线路、电动机、电容器等的保护装置。5 #变主要是为催化裂化装置的2500kW主风机电动机供电。

3综合保护装置参数的计算

现以6kV、2500kW异步电动机为例说明参数的计算。

(1)电流速断保护

1)带时限电流速断原理：当电动机在起动过程中(起动过程由所设定的起动时间决定)，针对A、C相电流(或A、B、C)基波最大值，当任一相电流大于或等于K倍的整定值时，则定时器起动；若在整定时限内电流恢复正常，则终止计时器；若持续到整定时限，且保护出口处于投入状态，则出口动作。K为整定的起动系数。当电动机起动过程完成后，针对A、 C相电流(或A、B、C)基波最大值，当任一相电流大于或等于K倍的整定值时，则计时器起动；若在整定时限内电流恢复正常则终止计时器，若持续到整定时限，且保护出口处于投入状态则出口动作。

2)电流速断保护计算

Idzj=KkKjxKqIed/n1

=16×1×532×2771/(500/5)

=2359(A)取24A，可取速断12A，K=2。

式中Idzj——保护装置的动作电流；

Kk——可靠系数；

Kjx——接线系数；

Kq——电动机起动电流倍数，532；

Ied——电动机额定电流2771；

n1——电流互感器变比500/5。

Idz=Idzjn1/Kjx=24×100/1=2400(A)

式中Idz——保护装置一次动作电流

Km=369＞2灵敏度满足要求(计算公式略)。

(2)纵联差动保护

规程规定2500kW异步电动机应装设纵联差动保护。

1)纵联差动保护原理

采用比率制动原理，能可靠而有效地对大型电动机绕组内及引出线上的相间短路故障提供灵敏的保护。

差动保护的判断依据

Ii-Io＞Icdmin且Ii-Io＞K｜(Ii+ Io)/2｜

式中Ii——进线电流；

Io——出线电流；

Icdmin——设定差动电流；

K——设定比率制动系数。

2)差动保护参数计算

纵联差动保护应躲过以下两种情况下的最大不平衡电流。

①躲过电动机起动电流

Idzj=KkKtxΔfKjxKqI ed/n1

=13×05×01×10×532×2771/100

=096(A)

式中Kk——可靠系数，用于差动保护时取13；

Ktx——电流互感器的同型系数；取05；

Δf——电流互感器的允许误差，取01；

Kjx——接线系数，接于相电流时取10；

Kq——电动机起动电流倍数，取532。

②按躲过电流互感器二次回路断线考虑

Idzj=KkKjxIed/n1=13×1×2771/1 00≈36A所以取4A。

(3)低电压保护

电动机正常运行时，如由于短路或其他故障使电动机母线电压降低，此时电动机的转矩会成倍地下降，造成电动机严重过载而电流增加不大，通常情况下，当母线电压降低至60%时，电动机的自起动将产生困难，所以电动机需进行欠电压保护。2500kW电动机欠压整定值取60 V,05s。

(4)接地保护

零序过流保护：取零序电流的最大值，当零序电流大于或等于整定值时，则定时器起动，若在整定时限内电流恢复正常则终止计时器，若持续到整定时限，且保护出口处于投入状态则出口动作。2500kW电动机取01A，时限为05s，动作于信号。

(5)过热保护

过热是电动机损坏的重要原因，特别是负序电流产生的过热，该装置采用热积分的办法，考虑了发热与散热的动态过程，当发热大于散热时，热量进行积累，当发热小于散热时，热量散失，公式如下

T=τ/［(Ieq/Ie)2-1］(1)

Ieq=(K1I21+K2I22)1/2(2)

式中T——出口动作时间；

τ——时间常数；

Ie——电动机额定电流；

I1——正序电流；

Ieq——等效电流；

I2——负序电流；

K1——正序电流系数(固定为1)；

K2——负序电流系数。

由于负序电流在转子中的热效应比正序电流高得多，等于两倍系统频率下转子交流阻抗与直流阻抗之比，对于大多数电动机，厂家推荐选取K2=6。

根据电动机运行规程(冷态下可连续起动三次，热态下可连续起动两次)，按保守的连续起动两次考虑，由

τ≤2(Kq-1)Tstar(式中Kq和Tstar分别表示实测起动电流倍数和起动时间)，求出τ取整后整定。对2500kW电动机

τ≤2×(532２-1)×15=819取τ=800

如散热环境好，电动机容量小，厂家推荐选取K′=1;如电动机容量大，散热不好，推荐选取K′=4，本工程中取散热系数K′=4。

过热报警：当电动机运行电流大于额定电流时，电动机开始发热，当热量累积大于跳闸热量累积的30%时，此时本装置即发出过热报警。

4综合保护装置的定值

通过计算可见2500kW电动机带主风机起动时综合保护装置输入数据如下：

1)额定电流，取28；

2)速断12A，取K=2；

3)差动4A，取K=08；

4)欠压60V，取05s后动作于信号；

5)零序01A，05s后动作于信号；

6)过热时间常数，取τ=800；

7)起动时间，取15s；

8)散热系数，取4；

9)过热负序系数，取K2=6。

5结论及建议

    以上定值输入综合保护装置后，经过8个月的运行，设备运行可靠，动作准确，说明改造是成功的。2001年3月10日，2500kW电动机星侧出线端子松动，电缆头击穿后，差动保护及时动作，保护了机组，避免了事故扩大。

    现阶段，许多工矿企业变电所的继电保护采用传统的保护方式，保护的实现要用许多继电器，继电保护屏占地面积大，定值输入繁琐，不利于现代微机化的管理，若改造中采用综合保护装置，不仅可节约厂地，降低劳动强度，而且电气系统的可靠性、准确性也将迈上一个新的台阶。