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化工企業(yè)繼電保護系統的設計應用
繼電保護系統具有電力系統保護和故障提示功能，是供配電系統安全可靠運行的保障，下面是小編搜集整理的一篇探究繼電保護系統設計的論文范文，供大家閱讀查看。
繼電保護裝置通過(guò)對供配電網(wǎng)絡(luò )的監控，可快速切除掉故障元件，并發(fā)出信號，提醒維護人員進(jìn)行維護[1].化工企業(yè)的生產(chǎn)具有規模大、自動(dòng)化水平高、連續性強等特點(diǎn)，需要可靠、穩點(diǎn)的電能供應，供電中斷容易導致設備損壞和產(chǎn)品質(zhì)量不穩定[2].隨著(zhù)電力系統工程技術(shù)的發(fā)展，繼電保護裝置也不斷更新?lián)Q代，配合計算機技術(shù)與集成芯片技術(shù)，形成了可以協(xié)調多種繼電保護裝置，并具有通信功能的微機保護技術(shù)[3].因此，在對化工企業(yè)供配電系統的設計中，應采用微機保護技術(shù)實(shí)現保護裝置的網(wǎng)絡(luò )化，不僅可以有效保障供配電系統的不中斷運行，還可獲取故障信息，為技術(shù)人員的管理與維護提供方便。
1工程概況和設計要求
南京某化工企業(yè)是化工園區的附屬配套企業(yè)，多個(gè)企業(yè)間相互協(xié)作可以提高園區的競爭力，同時(shí)取得良好的經(jīng)濟效益。供配電系統是工程建設的重要內容，是企業(yè)產(chǎn)能和生產(chǎn)安全的重要保障。該項目的供配電系統主要包括35kV、10kV和0.4/0.23kV三個(gè)級別的供配電系統，其中35kV的供配電系統采用雙母線(xiàn)分段，其余均采用單母線(xiàn)分段，同時(shí)設置了4個(gè)降壓站，由220kV轉換為35kV的總降壓站及逐漸降壓的3個(gè)下級降壓站。
由于該企業(yè)采用連續性生產(chǎn)裝置，所以需要不間斷的電能供應，但允許系統出現異常后，繼續運行一段時(shí)間，若不能及時(shí)恢復電能供應，則容易引起生產(chǎn)裝置的故障。因此，需要結合該化工企業(yè)生產(chǎn)裝置的電能需求情況，合理設計和規劃供配電系統的繼電保護系統和通信控制系統，從而保證化工生產(chǎn)的安全穩定運行。
2繼電保護和自動(dòng)裝置的設計原則
根據該化工企業(yè)的實(shí)際情況和工程需要，必須在配電系統的電力設備和線(xiàn)路中安裝短路故障和異常運行的繼電保護和自動(dòng)裝置，通過(guò)采用智能化的保護和控制單元，可以實(shí)時(shí)監測電路的運行狀態(tài)，并對異常運行進(jìn)行提示和智能處理。由于繼電保護系統種類(lèi)繁多，功能各有側重，在進(jìn)行電路設計時(shí)，應根據其功能和實(shí)際應用需求合理選擇�？偟膩�(lái)說(shuō)，該企業(yè)的電路可以采用主保護、后備保護和輔助保護三個(gè)層次的繼電保護系統，使得主保護能以最快速度實(shí)現對電路的有效保護。后備保護一般有遠后備保護和近后備保護兩種，當主保護沒(méi)有工作時(shí)，它對電路系統進(jìn)行控制和保護。輔助保護通常采用較為簡(jiǎn)單的保護，是為了補充主保護和后備保護的功能。為保證電力系統和生產(chǎn)設備的安全，在電力系統中設置的多種保護裝置必須選擇滿(mǎn)足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性等指標要求，從而有效、準確地完成繼電保護，發(fā)揮自動(dòng)裝置的功能。
3繼電保護系統的設計
3.1繼電保護裝置的設計
繼電保護系統具有電力系統保護和故障提示功能，是供配電系統安全可靠運行的保障。在實(shí)際工程應用中，應根據線(xiàn)路的工作特點(diǎn)合理選擇繼電保護系統硬件，在滿(mǎn)足供配電系統安全可靠運行的前提下，實(shí)現繼電保護系統的經(jīng)濟性。由于該化工企業(yè)的電力系統由不同電壓等級的子系統組成，根據安全和經(jīng)濟適用性原則，對于低壓線(xiàn)路和高壓線(xiàn)路需采用不同的微機保護系統。
在低壓線(xiàn)路中，本工程的低壓電動(dòng)機采用LM500系列微機綜合保護模塊，低壓饋電回路采用LL500F系列微機綜合保護模塊。這兩種保護模塊均具有保護、測量、控制、總線(xiàn)通信等功能，實(shí)現饋線(xiàn)回路的相故障過(guò)流保護、零序時(shí)限過(guò)流保護、漏電保護、外部聯(lián)動(dòng)與保護連跳等功能。而LM500電動(dòng)機回路微機保護模塊還具有熱過(guò)載保護、堵轉保護、單相接地保護、斷相保護、欠載保護、過(guò)電壓保護與欠電壓保護、接觸器故障保護和外部故障保護等更為強大的功能，從而為低壓電路的監控與維護帶來(lái)很大的便利。
在中壓線(xiàn)路中，本工程的電動(dòng)機回路和饋線(xiàn)回路均采用REF542plus系列微機綜合保護裝置，在重要的饋電回路還增加了RED615光纖差動(dòng)保護測控裝置[4].REF542plus饋線(xiàn)保護和測控單元是配網(wǎng)自動(dòng)化的重要元件，其應用范圍廣，而且功能模塊較完善，可以根據實(shí)際情況進(jìn)行刪減，適應多種情況的電路保護。RED615線(xiàn)路差動(dòng)保護測控裝置作為一種輔助保護裝置，主要實(shí)現對下一級保護測控裝置的遠程保護，并具有較強的電流保護和通信控制功能。通過(guò)兩種綜合保護裝置，在電動(dòng)機回路和饋線(xiàn)回路中實(shí)現了所有的基本保護要求，還具有差動(dòng)保護、距離保護等功能，可有選擇、快速地切除全線(xiàn)路任意點(diǎn)故障，為保證繼電保護系統的可靠性奠定堅實(shí)的基礎。
在滿(mǎn)足企業(yè)供配電系統繼電保護裝置要求的基礎上，還需根據供配電系統的短路計算參數對保護裝置進(jìn)行具體設計和靈敏度校驗，從而使各保護功能良好地配合。在電路短路計算中，忽略母線(xiàn)、斷路器、CT等設備及元器件的阻值，結合供配電系統其他設備的參數分別計算系統最大運行方式和最小運行方式下的短路電流[5].此外，在對繼電保護系統進(jìn)行設計時(shí)，還應考慮電路的靈敏度，確保電路供配電系統安全可靠。
3.2繼電保護數據采集與通信系統的設計
電路供配電系統中，繼電保護裝置的硬件可靠性是電路安全的核心，但繼電保護數據采集才是實(shí)現微機綜合保護的關(guān)鍵。
化工產(chǎn)業(yè)電氣自動(dòng)化的生產(chǎn)控制技術(shù)，不僅可以有效檢測電路和設備的運行情況，更能在系統發(fā)生故障時(shí)及時(shí)切斷故障設備，保護大系統的安全。本工程整體電氣自動(dòng)化系統中采用了大量擁有強大功能的繼電保護數據采集及通信系統，能夠滿(mǎn)足企業(yè)的生產(chǎn)需要，其結構示意圖如圖1所示。
本工程中的低壓線(xiàn)路和中壓線(xiàn)路中都采用了具有通信功能的繼電保護裝置，通過(guò)供配電系統微機綜合保護模塊的CT與PT可及時(shí)采集各個(gè)線(xiàn)路的運行參數，并統一進(jìn)行數據處理與監控。實(shí)現了多網(wǎng)絡(luò )兼容、五防閉鎖、遠程調試維護及黑匣子封閉等多種功能，不僅可快速檢測和處置系統故障，而且可以節約成本，有效保障化工企業(yè)生產(chǎn)的電氣自動(dòng)化。
4繼電保護系統的應用
本工程采用了較為完善的供配電系統綜合微機控制系統，在綜合后臺通過(guò)計算機采集各級電路繼電保護裝置的工作狀態(tài)和電氣設備的運行參數，實(shí)現對全廠(chǎng)電氣設備的實(shí)時(shí)監控。供配電系統投入運行以來(lái)，曾出現過(guò)一次電路接地故障，導致35kV進(jìn)線(xiàn)電路出現2次過(guò)流、過(guò)負荷啟動(dòng)和2次速斷跳閘保護。
通過(guò)綜合控制室監控設備的故障記錄，可方便現場(chǎng)維修人員快速診斷系統故障，從而在較短的時(shí)間內恢復系統運行。
5結論
通過(guò)對繼電保護系統的設計，可以實(shí)現各級電路之間的互聯(lián)互通，主保護與后備保護的相互配合，能最大限度地保護系統的核心電路，避免個(gè)別元器件的損壞引起較大的安全事故。
在化工企業(yè)供配電系統的工程技術(shù)設計中，采用先進(jìn)的微機繼電保護綜合控制系統，可以確保企業(yè)生產(chǎn)的安全，對企業(yè)的順利投產(chǎn)起到至關(guān)重要的作用。
參考文獻：
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[3]何宏華.基于智能電網(wǎng)的供配電系統繼電保護整定技術(shù)研究[J].
[4]曹益新.石化企業(yè)供電系統中壓配電線(xiàn)路中光纖差動(dòng)保護的應用[J].石油化工安全環(huán)保技術(shù),2014,30(3)：16-19.
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