水电站低电压起动过电流保护接线

电力18讯：    1　概　述
　　小型水轮发电机继电保护设计中，考虑到当发电机差动保护范围外发生短路故障时，应装设防御外部短路的过电流保护，作为发电机主保护的后备保护。对于装机容量为1000kW～3000kW的发电机，常采用低电压起动的过电流保护，常用原理接线如图1。
　　保护的动作过程：当过电流保护范围内发生相间短路时，“＋”电源→LJ接点→1ZJ线圈→“－”电源，使1ZJ接点闭合；“＋”电源→YJ接点→2ZJ线圈→“－”电源，使2ZJ接点闭合；“＋”电源→1ZJ接点→2ZJ接点→SJ线圈→“－”电源，使SJ接点延时闭合；“＋”电源→SJ接点→XJ线圈→BCJ线圈→“－”电源，使XJ接点闭合发出信号，同时BCJ接点闭合跳开关。
2　保护接线的分析
　　以上保护接线是常规的书本上介绍的低电压起动过电流保护接线方式，其特点是过电流和低电压单独成回路，过电流且低电压动作时，整套保护可靠动作。
    我们在对某水电站进行继电保护校验时，发现1号机低压起动过电流保护不动作，经查3只低压继电器常闭接点已发热熔断，实际上处于不能闭合状态，失去保护作用。同时也发现另外几台机组不同程度地出现同样情况。为此，我们对照原设计图纸（以上接线方式）进行分析，认为低压继电器线圈接在发电机侧电压互感器上，当机组停机时，低电压继电器失电常闭接点闭合，“＋”电源→YJ接点→2ZJ线圈→“ －”电源，该回路有一定的电流通过，低压继电器常闭接点处于通电状态。由于水电站开停机频繁，且停机时间较长，从而引起接点发热、烧黑，造成接触不良，甚至接点烧断开路，失去保护作用，对发电机运行极为不利。

3　保护接线的改进
　　通过以上分析，为了克服机组停机时，低压继电器常闭接点回路的缺陷，又满足低电压过电流保护的要求，对以上保护接线进行改进（如图2）：
　　这种接线方式，过电流和低电压不单独成回路，二者串联成一回路，其保护动作过程：当过电流保护范围内发生相间短路时，“＋”电源→LJ接点→YJ接点→ZJ线圈→“－”电源，使ZJ接点闭合启动SJ；“＋”电源→SJ接点→XJ线圈→BCJ线圈→“ －”电源，XJ接点闭合发出信号，BCJ接点闭合跳开关，起到保护作用。

　　当机组正常停机时，YJ接点闭合，但电流继电器LJ接点断开，没有形成回路，低压继电器常闭接点没有电流通过，则YJ接点不会因发热而损坏，使低压继电器处于完好状态，保证低压起动过电流保护动作的可靠性。

　　接线方式改进后，节省了1只中间继电器，低压继电器运行正常，使水轮发电机的低电压起动过电流保护更可靠,更安全。