化工企業(yè)繼電保護系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用
繼電保護系統(tǒng)具有電力系統(tǒng)保護和故障提示功能，是供配電系統(tǒng)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(tǒng)設(shè)計的論文范文，供大家閱讀查看。
繼電保護裝置通過對供配電網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控，可快速切除掉故障元件，并發(fā)出信號，提醒維護人員進行維護[1].化工企業(yè)的生產(chǎn)具有規(guī)模大、自動化水平高、連續(xù)性強等特點，需要可靠、穩(wěn)點的電能供應(yīng)，供電中斷容易導(dǎo)致設(shè)備損壞和產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定[2].隨著電力系統(tǒng)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(diào)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(tǒng)的設(shè)計中，應(yīng)采用微機保護技術(shù)實現(xiàn)保護裝置的網(wǎng)絡(luò)化，不僅可以有效保障供配電系統(tǒng)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(shè)計要求
南京某化工企業(yè)是化工園區(qū)的附屬配套企業(yè)，多個企業(yè)間相互協(xié)作可以提高園區(qū)的競爭力，同時取得良好的經(jīng)濟效益。供配電系統(tǒng)是工程建設(shè)的重要內(nèi)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(tǒng)主要包括35kV、10kV和0.4/0.23kV三個級別的供配電系統(tǒng)，其中35kV的供配電系統(tǒng)采用雙母線分段，其余均采用單母線分段，同時設(shè)置了4個降壓站，由220kV轉(zhuǎn)換為35kV的總降壓站及逐漸降壓的3個下級降壓站。
由于該企業(yè)采用連續(xù)性生產(chǎn)裝置，所以需要不間斷的電能供應(yīng)，但允許系統(tǒng)出現(xiàn)異常后，繼續(xù)運行一段時間，若不能及時恢復(fù)電能供應(yīng)，則容易引起生產(chǎn)裝置的故障。因此，需要結(jié)合該化工企業(yè)生產(chǎn)裝置的電能需求情況，合理設(shè)計和規(guī)劃供配電系統(tǒng)的繼電保護系統(tǒng)和通信控制系統(tǒng)，從而保證化工生產(chǎn)的'安全穩(wěn)定運行。
2繼電保護和自動裝置的設(shè)計原則
根據(jù)該化工企業(yè)的實際情況和工程需要，必須在配電系統(tǒng)的電力設(shè)備和線路中安裝短路故障和異常運行的繼電保護和自動裝置，通過采用智能化的保護和控制單元，可以實時監(jiān)測電路的運行狀態(tài)，并對異常運行進行提示和智能處理。由于繼電保護系統(tǒng)種類繁多，功能各有側(cè)重，在進行電路設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)其功能和實際應(yīng)用需求合理選擇。總的來說，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層次的繼電保護系統(tǒng)，使得主保護能以最快速度實現(xiàn)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，當主保護沒有工作時，它對電路系統(tǒng)進行控制和保護。輔助保護通常采用較為簡單的保護，是為了補充主保護和后備保護的功能。為保證電力系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)備的安全，在電力系統(tǒng)中設(shè)置的多種保護裝置必須選擇滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性等指標要求，從而有效、準確地完成繼電保護，發(fā)揮自動裝置的功能。
3繼電保護系統(tǒng)的設(shè)計
3.1繼電保護裝置的設(shè)計
繼電保護系統(tǒng)具有電力系統(tǒng)保護和故障提示功能，是供配電系統(tǒng)安全可靠運行的保障。在實際工程應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)線路的工作特點合理選擇繼電保護系統(tǒng)硬件，在滿足供配電系統(tǒng)安全可靠運行的前提下，實現(xiàn)繼電保護系統(tǒng)的經(jīng)濟性。由于該化工企業(yè)的電力系統(tǒng)由不同電壓等級的子系統(tǒng)組成，根據(jù)安全和經(jīng)濟適用性原則，對于低壓線路和高壓線路需采用不同的微機保護系統(tǒng)。
在低壓線路中，本工程的低壓電動機采用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、總線通信等功能，實現(xiàn)饋線回路的相故障過流保護、零序時限過流保護、漏電保護、外部聯(lián)動與保護連跳等功能。而LM500電動機回路微機保護模塊還具有熱過載保護、堵轉(zhuǎn)保護、單相接地保護、斷相保護、欠載保護、過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(jiān)控與維護帶來很大的便利。
在中壓線路中，本工程的電動機回路和饋線回路均采用REF542plus系列微機綜合保護裝置，在重要的饋電回路還增加了RED615光纖差動保護測控裝置[4].REF542plus饋線保護和測控單元是配網(wǎng)自動化的重要元件，其應(yīng)用范圍廣，而且功能模塊較完善，可以根據(jù)實際情況進行刪減，適應(yīng)多種情況的電路保護。RED615線路差動保護測控裝置作為一種輔助保護裝置，主要實現(xiàn)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。通過兩種綜合保護裝置，在電動機回路和饋線回路中實現(xiàn)了所有的基本保護要求，還具有差動保護、距離保護等功能，可有選擇、快速地切除全線路任意點故障，為保證繼電保護系統(tǒng)的可靠性奠定堅實的基礎(chǔ)。
在滿足企業(yè)供配電系統(tǒng)繼電保護裝置要求的基礎(chǔ)上，還需根據(jù)供配電系統(tǒng)的短路計算參數(shù)對保護裝置進行具體設(shè)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、斷路器、CT等設(shè)備及元器件的阻值，結(jié)合供配電系統(tǒng)其他設(shè)備的參數(shù)分別計算系統(tǒng)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(tǒng)進行設(shè)計時，還應(yīng)考慮電路的靈敏度，確保電路供配電系統(tǒng)安全可靠。
3.2繼電保護數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)的設(shè)計
電路供配電系統(tǒng)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(shù)據(jù)采集才是實現(xiàn)微機綜合保護的關(guān)鍵。
化工產(chǎn)業(yè)電氣自動化的生產(chǎn)控制技術(shù)，不僅可以有效檢測電路和設(shè)備的運行情況，更能在系統(tǒng)發(fā)生故障時及時切斷故障設(shè)備，保護大系統(tǒng)的安全。本工程整體電氣自動化系統(tǒng)中采用了大量擁有強大功能的繼電保護數(shù)據(jù)采集及通信系統(tǒng)，能夠滿足企業(yè)的生產(chǎn)需要，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
本工程中的低壓線路和中壓線路中都采用了具有通信功能的繼電保護裝置，通過供配電系統(tǒng)微機綜合保護模塊的CT與PT可及時采集各個線路的運行參數(shù)，并統(tǒng)一進行數(shù)據(jù)處理與監(jiān)控。實現(xiàn)了多網(wǎng)絡(luò)兼容、五防閉鎖、遠程調(diào)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(tǒng)故障，而且可以節(jié)約成本，有效保障化工企業(yè)生產(chǎn)的電氣自動化。
4繼電保護系統(tǒng)的應(yīng)用
本工程采用了較為完善的供配電系統(tǒng)綜合微機控制系統(tǒng)，在綜合后臺通過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(shè)備的運行參數(shù)，實現(xiàn)對全廠電氣設(shè)備的實時監(jiān)控。供配電系統(tǒng)投入運行以來，曾出現(xiàn)過一次電路接地故障，導(dǎo)致35kV進線電路出現(xiàn)2次過流、過負荷啟動和2次速斷跳閘保護。
通過綜合控制室監(jiān)控設(shè)備的故障記錄，可方便現(xiàn)場維修人員快速診斷系統(tǒng)故障，從而在較短的時間內(nèi)恢復(fù)系統(tǒng)運行。
5結(jié)論
通過對繼電保護系統(tǒng)的設(shè)計，可以實現(xiàn)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(tǒng)的核心電路，避免個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(tǒng)的工程技術(shù)設(shè)計中，采用先進的微機繼電保護綜合控制系統(tǒng)，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：
[1]劉忠恕.供配電系統(tǒng)繼電保護技術(shù)分析[J].華東科技,2013(2)：22-24.
[2]景偉.微機繼電保護在6kV高壓供配電系統(tǒng)上的應(yīng)用探討[J].機電信息,2012(27)：13-14.
[3]何宏華.基于智能電網(wǎng)的供配電系統(tǒng)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(tǒng)中壓配電線路中光纖差動保護的應(yīng)用[J].石油化工安全環(huán)保技術(shù),2014,30(3)：16-19.
[5]張紅啟.變壓器的繼電保護與整定計算[J].當代化工,2011,40(6)：636-639.
【化工企業(yè)繼電保護系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用】相關(guān)文章：
2.智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用
4.酒店管理系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用研究論文
5.揚聲器系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用分析