高压变频器电动机保护的配置
高压变频器工频旁路设计及保护配置整定_马晋辉
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高压变频器工频旁路设计及保护配置整定
波电容越大、负荷运行频率越低、输出功率越小则 可维持的时间越长。一般变频器可承受 ! "#$ 电源 电压下降和 % 个周期电源丧失。具体低电压 （ 瞬 停） 时间根据电动机定转子的参数频率特性、电 动机最低运行频率来计算确定。 "( &( )( "’ 电动机接地保护 电动机的单相接地是较常见的故障，高压变频器 输出一般采用不接地运行方式，因变频器输出的高次 谐波分量要比系统母线电压大，电动机绕组单相接地 后易导致绝缘损坏，从而事故扩大为相间故障，故高 压变频器必须配备输出单相接地保护，进行报警或延 时停机。实际多采用变频器中性点经高电阻接地，对 接地电阻压降进行采样以判断是否接地。 但需要 注 意 的 是：单 机 容量在 "## *+ 及以上机组 的高压厂用系统，为保证单 相接地时零序过电流保护同 时满足选择性和灵敏性的要 求，采用变压器中性点经小 电阻接地方式，其接地电阻遵循各级零序过电流保 护既有选择性又有足够的灵敏度，同时单相接地电 流在短时间内不致加重一次设备破坏程度的原则。 零序过电流保护通常在 # , ) - 时间内切除单相接 地短路，基 本 不 会 加 重 接 地 短 路 点 的 损 坏 程 度。
图 !" 高压变频器及旁路一次接线方式
短路、断 线、 接 地 和 转 子 堵 转 等。电动机微机保护选配相应的 电气量保护： （ ! ）电动机起动超时保护。当电动机正常起动 时，电流由零突然增大，超过 !, - ! . （ ! . 为电动机 额定电流定值） ，随后电流将逐渐减小；在电动机 起动时间内，电流将逐渐减小到 !, - ! . 以下，电动 机起动结束后电动机起动超时保护退出。在起动超 时保护动作期间，保护速断定值、反时限过电流定 值自动升为整定电流值的整定倍数以躲过电动机的 起动电流；!段定时限过电流保护、过载保护在电 动机起动过程中自动退出。这样可有效防止起动过 程中因起动电流过大而引起误动，同时还能保证运 行中保护有较高的灵敏度。 （ & ）两段式定时限电流及反时限过电流保护。 "段一般用于电流速断保护，反映电动机的定子绕 组或引线的相间短路。!段为过流保护，作为电流 速断保护的后备保护，为电动机的堵转提供保护。 反时限电流保护反映电动机严重的过负荷。 （ - ） 负 序 过 电 流 保 护。分 别 对 电 动 机 反 相、 断相、匝间短路以及较严重的电压不对称等异常运 行状况提供保护。 （ / ）零序过电流保护。对于经小电阻接地的系 统可采用零序过流保护作用于跳闸；对于一般厂用 电系统采用的不接地系统，可选择零序过流或零序 功率方向过流保护。 （ 0 ）欠电压保护。欠电压保护是按照电压与时 间整定的，在母线电压异常时将次要辅机退出运 行，以保证重要辅机的运行及其自起动。 （ 1 ）另 & 222 34 以上电动机或 & 222 34 以下
高压变频器对电动机继电保护的影响及解决措施
高压变频器对电动机继电保护的影响及解决措施摘要高压变频器是一种能够调节电动机转速和输出功率的节能设备，广泛应用于火力发电厂等领域。
然而，高压变频器的应用也给电动机的继电保护带来了新的挑战和问题，如差动保护、过流保护、过负荷保护等。
本文分析了高压变频器对电动机继电保护的影响原因，结合实际案例提出了相应的解决措施，包括保护配置、整定、测试等方面。
实践证明，这些措施能够有效地提高电动机的保护可靠性和安全性，为发电企业节能减排、安全稳定运行提供技术支持。
关键词高压变频器；电动机；继电保护；差动保护；过流保护正文1 引言随着社会经济的发展和能源需求的增长，火力发电厂作为主要的发电方式之一，面临着提高效率、降低成本、减少污染等多重压力。
为了实现这些目标，火力发电厂中的重要辅机，如锅炉引风机、送风机、汽轮机电动给水泵、凝结水泵等，需要进行流量调节以适应不同的工况需求。
传统的流量调节方法是通过调节风门或阀门的开度来改变流体阻力，但这种方法会造成大量的节流损失和耗能，影响系统的经济性和效率。
为了解决这个问题，高压变频器作为一种能够根据负载需求改变电动机转速和输出功率的节能设备，被广泛应用于火力发电厂中。
高压变频器的基本原理是将工频为50Hz的交流电源整流成直流，再逆变成可调节频率和幅值的交流电源，供给电动机驱动。
通过改变交流电源的频率，可以改变电动机的转速，从而调节流体流量，消除风门或阀门的截流损耗，提高系统效率和节能效果。
然而，高压变频器的应用也给电动机的继电保护带来了新的挑战和问题。
由于高压变频器输出的交流电源与输入的交流电源在频率、相位、波形等方面没有必然联系，导致传统的继电保护方式无法适用或失效。
例如，在差动保护中，如果将变频器纳入差动范围，则会造成差动比值不匹配或差动相位不一致而误动作；在过流保护中，如果将变频器输出端作为过流测量点，则会造成过流定值不准确。
2影响相量差动保护原理基于基尔霍夫电流定律,被保护设备两侧电流频率一致是构成相量差动的基本条件。
高压电机变频改造后综合保护配置方案
高压电机变频改造后综合保护配置方案摘要：随着电力电子技术的发展，变频器在电厂得到了广泛应用。
目前的新建电厂，重要辅机如风机、水泵等，一般均要求考虑配置变频器拖动；越来越多的已建电厂正在进行或已完成高压电动机采用变频器的改造。
高压电动机采用采用变频器拖动后，电动机保护如何配置才能保证机组安全可靠的运行，成为电厂、设计院、保护厂家关注的问题。
关键字：大型电动机；变频；保护配置1变频方式下电动机保护面临的问题采用变频装置后，电动机实现了软启动，启动电流从零开始平滑上升，启动电流显著减小，只有额定电流的1.2～1.5倍（工频可达5倍左右），电动机可以在较小的电流下实现加速、减速，发热较小。
但是，同时启动时间却有所延长。
这对按照躲过启动电流整定的保护和按启动时间整定的保护会带来一定的影响。
据实验实测，移相变压器将会产生5-6倍励磁涌流。
变频器输出侧频率将根据现场运行情况不断调整和变化，输出侧电流的频率可在0.2～400Hz内变化，同时变频器输出侧电流存在一定谐波分量，尤其当电动机在低频段工作时，谐波分量更高。
由于谐波电流的影响，电动机的发热量较工频运行方式下有所增加。
高压电动机变频运行后，电流互感器更容易饱和。
根据电磁式互感器的工作原理，在电压一定的情况下，频率和磁通成反比关系。
频率越低，互感器通过的磁通越大。
因此，在低频情况下．传统的工频互感器极容易发生饱和。
对于变频调速系统，由于附加了变频器装置，变频器的输入电流和输出电流在频率和相位上没有必然的联系。
这是影响电动机继续使用相量差动保护的最大障碍；电动机相量差动保护的工作原理是基于比较电动机两端电流的大小与相位的。
然而变频器输入输出侧的电流在相位上不一致，在工频运行方式下的差动保护中，即使电动机在正常工作情况下也会有相当数量的差流出现。
但是，对于电动机的输入和输出电流，它们的频率和相位是一致的，因此可以考虑对电动机单独进行差动保护，差动保护所需电流取自电动机的输入侧和输出侧。
高压变频器对电动机继电保护的影响及解决措施
高压变频器对电动机继电保护的影响及解决措施摘要：变频器技术是节能降耗有效技术体系，尤其是在现代工业制造中，变频器技术的应用可以成为生产系统能效优化的基础。
目前，一些制造商使用高压电动机变频来调节电机系统的性能。
但是，结合实际情况，变频器增加后传统高压电动机装置的整体性能下降，因此无法进行全面保护。
变频技术越来越多的企业使其够革新，提高继电保护的质量，从而为公司高质量生产线的创新奠定良好的基础。
电机继电保护在高压变压器在中的应用主要采用差动法，该装置允许变压器和电机保护装置发挥作用。
这不仅使高压变压器能够保护电机继电器，而且还能显着节约成本，分析了继电保护影响及解决。
关键词：高压变频；继电保护；差动保护电力公司为了节约能源、降低能耗、提高电网的价格竞争力，通常采用变频调速。
如果变频调速安装在高压电动机中，则常规保护装置不能差动，后备保护装置只能通过变频器提供。
在电厂中，电动机高压变频调速在改变，使用程序进行电机保护配置和整定意义重要。
一、变频器的基本原理在目前的生产中，电力和化工企业大量的机电设备，这意味着泵、引、送风机消耗的能源较多。
变频调速系统基于节能环保，该系统的运行要求可以与流量控制和阀门的科学设置相结合，以便在需要时降低能耗。
例如，在火电厂发电动机当前调试中，可以将现代通信技术与电气和电子相结合，将输出频率50Hz设置为直流运行，然后斩波、还原。
降低的交流频率可与流体电流相结合，实现自动控制并控制电机转速，这提高了整个工厂的效率，节约了能源，减少了消耗。
二、变频器节能的基本原理大型电源设备，如水泵、锅炉引风机、一次二次风机等，负担很重。
这些风机与水泵系统通常需要不断调整流量以满足操作要求。
该组的输出功率和负载不得在电机频率下变化，因此必须在系统的入口挡板中进行调整，这可能会导致能量损失。
比如年负荷率低中高负荷分别是（50～60）、（80～90）%，这就需要更多的时间。
电机调节时，可以通过改变工作频率，调节电机转速来调节电流，减少电机故障，优化电机效率，使改造变频后消除了冲击电流、电机启动，电机、电缆、开关等原因。
(完整版)高压变频器电动机保护的配置
高压变频器电动机保护的配置根据国家能源政策的要求，节能减排工作已全面展开，而在大型火力发电厂，厂用电率的降低势在必行。
对于占厂用电绝大部分的高压电动机来说，节能领域的重要技术措施就是高压变频技术的应用。
随着电力电子技术的发展，变频器在电厂得到了广泛应用。
目前的新建电厂，重要辅机如风机、水泵等，一般均要求考虑配置变频器拖动；越来越多的已建电厂正在进行或已完成高压电动机采用变频器的改造。
高压电动机采用采用变频器拖动后，电动机保护如何配置才能保证机组安全可靠的运行，成为电厂、设计院、保护厂家关注的问题。
1传统电动机保护配置异步电动机的故障有定子绕组相间短路故障、绕组的匝间短路故障和单相接地故障；不正常运行状态主要有过负荷、堵转、起动时间过长、三相供电不平衡或断相运行、电压异常等。
因此，对于高压电动机，根据规程以差动保护或电流速断为主保护，以过负荷保护、过流保护、负序保护、零序保护及低电压保护等作为后备保护。
2目前变频器电动机保护配置发电厂为保证系统的可靠性，高压电动机一般采用变频器带工频旁路，以便即使在变频器检修时也可通过工频旁路，保证电动机的正常运行。
图1为现场高压电动机变频器改造的示意图，其中K1、K2开关保证变频器检修时，与主回路无接触点，此时K3开关闭合，电动机通过旁路运行。
当电动机通过旁路运行，此时由厂用电中高压母线工频电压直接驱动电动机，进线开关QF处保护装置的保护对象是开关出线以及电动机本体。
因此，此时应该按照常规电动机保护的要求配置电动机保护，有差动保护要求的，需要配置电动机差动保护。
当旁路开关K3断开，电动机由变频器拖动时，进线开关QF处保护装置的保护对象是开关出线以及变频器。
由于目前发电厂使用的变频器一般由整流变压器、控制柜等部分构成，即进线开关QF处保护装置的保护对象是开关出线以及整流变压器。
此时电动机成为与厂用电母线隔离后高压变频器的负荷，因而电动机的保护应由高压变频系统的控制器实现。
变频器器参数设置大全
变频器器参数设置大全1.基本参数设置-额定电压：根据电机的额定电压选择变频器器的输入电压。
-额定功率：根据电机的额定功率选择变频器器的容量。
-额定频率：根据电机的额定频率选择变频器器的输出频率。
-开启时间：设置变频器器启动的时间，要确保电机能够顺利启动。
2.频率控制参数设置-加速时间：设置电机从静止到额定速度所需的时间。
-减速时间：设置电机从额定速度到静止所需的时间。
-加速度：设置电机加速的速率。
-减速度：设置电机减速的速率。
-最大输出频率：设置变频器器的最大输出频率，一般为电机的额定频率。
3.电流控制参数设置-额定电流：根据电机的额定电流选择变频器器的容量。
-过负荷保护：设置变频器器在电机电流超过额定电流时的保护措施，可以选择直接切断输出或者进行报警。
-过载保护：设置变频器器在电机负载超过额定负载时的保护措施，可以选择直接切断输出或者进行报警。
4.PID控制参数设置-比例系数：根据需要调整PID控制中的比例系数。
-积分时间：根据需要调整PID控制中的积分时间。
-微分时间：根据需要调整PID控制中的微分时间。
5.转矩控制参数设置-转矩增益：根据需要调整转矩控制中的增益。
-转矩限制：设置变频器器在电机转矩超过额定转矩时的保护措施，可以选择直接切断输出或者进行报警。
6.过载保护参数设置-过载时间：设置变频器器在电机过载一定时间后的保护措施，可以选择直接切断输出或者进行报警。
-过载倍数：设置变频器器在电机负载超过额定负载一定倍数后的保护措施，可以选择直接切断输出或者进行报警。
7.故障保护参数设置-震动保护：设置变频器器在电机出现较大震动时的保护措施，可以选择直接切断输出或者进行报警。
-过热保护：设置变频器器在电机温度超过一定值时的保护措施，可以选择直接切断输出或者进行报警。
-短路保护：设置变频器器在电路短路时的保护措施，可以选择直接切断输出或者进行报警。
8.通信参数设置- 通信协议：根据需要选择变频器器的通信协议，如Modbus、Profibus等。
高压变频器的基本知识和参数
1、电压源型与电流源型高压变频器的区别。
变频器的主电路大体上可分为两类：电压源型和电流源型。
电压源型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波元件是电容；电流源型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波元件是电感。
2、为什么变频器的输出电压与频率成比例的改变？异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过的电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，电机电流增大，严重时将烧毁电机。
因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器的输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免磁饱和现象的产生。
这就是VVVF的定义。
这里的电压指的是电机的线电压或者相电压的有效值。
3、电动机使用工频电源驱动时，电压下降则电流增加；对于变频器驱动，如果频率下降时电压也下降，那么电流是否增加？频率下降(低速)时,如果输出相同的功率,则电流增加，但在转矩一定的条件下,电流几乎不变。
4、采用变频器运转时，电机的起动电流、起动转矩怎样？采用变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同，为125%～200%)。
用工频电源直接起动时，起动电流为6～7倍，因此，将产生机械电气上的冲击。
采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。
起动电流为额定电流的1.2～1.5倍，起动转矩为70%～120%额定转矩；对于带有转矩自动增强功能的变频器，起动转矩为100%以上，可以带全负载起动。
5、V/f模式是什么意思？频率下降时电压V也成比例下降，这个问题已在回答4说明。
保持V/f比恒定控制是异步电机变频调速的最基本的控制方式，它在控制电机的电源频率变化的同时控制变频器输出的电压，并使二者之比V/f为恒定，从而使电机的磁通保持恒定。
在电机额定运行情况下，电机的定子电阻和漏抗的电压降比较小，电机的端电压和电机的感应电势近似相等。
V/f比恒定控制存在的主要问题是低速性能较差。
汇川技术高压变频器性能参数手册
汇川技术高压变频器性能参数手册概述本文档是关于汇川技术高压变频器的性能参数手册。
此手册旨在向用户提供详细的高压变频器性能参数信息，帮助用户了解产品的技术规格和性能指标。
产品介绍汇川技术高压变频器是一种用于电动机控制的电子设备。
它可以根据用户的需求和控制要求，对电机进行精确的调速和控制。
高压变频器在工业和商业领域广泛应用，提高了电机的效率和系统的稳定性。
技术规格以下是汇川技术高压变频器的主要技术规格：1. 输入电压范围：AC 380V~690V，50/60Hz2. 输出功率范围：1kW~5600kW3. 额定输出电流范围：2A~1000A4. 控制方式：V/F控制、矢量控制、矢量控制+矢量编码器反馈5. 控制精度：电压±1.0%、电流±0.5%6. 可编程输入输出：数字输入11路/数字输出7路/模拟输入4路/模拟输出2路7. 通信接口：RS485、Modbus、Profibus、Profinet等8. 防护等级：IP20（标准），IP21、IP54和IP66（可选）性能指标以下是汇川技术高压变频器的主要性能指标：1. 效率：≥ 98%2. 超载能力：150%额定电流持续运行1分钟，180%额定电流瞬时运行10秒钟3. 加减速时间：根据负载情况可调，快至0.01秒4. 输出频率范围：0~120Hz5. 过载能力：150%额定电流运行60秒，180%额定电流运行10秒6. 过电流保护：电流达到额定电流的150%时自动保护，可设定保护等级安装和操作详细的安装和操作指南将提供给购买汇川技术高压变频器的用户。
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高压变频器电动机保护的配置
根据国家能源政策的要求，节能减排工作已全面展开，而在大型火力发电厂，厂用电率的降低势在必行。
对于占厂用电绝大部分的高压电动机来说，节能领域的重要技术措施就是高压变频技术的应用。
随着电力电子技术的发展，变频器在电厂得到了广泛应用。
目前的新建电厂，重要辅机如风机、水泵等，一般均要求考虑配置变频器拖动；越来越多的已建电厂正在进行或已完成高压电动机采用变频器的改造。
高压电动机采用采用变频器拖动后，电动机保护如何配置才能保证机组安全可靠的运行，成为电厂、设计院、保护厂家关注的问题。
1传统电动机保护配置
异步电动机的故障有定子绕组相间短路故障、绕组的匝间短路故障和单相接地故障；不正常运行状态主要有过负荷、堵转、起动时间过长、三相供电不平衡或断相运行、电压异常等。
因此，对于高压电动机，根据规程以差动保护或电流速断为主保护，以过负荷保护、过流保护、负序保护、零序保护及低电压保护等作为后备保护。
2目前变频器电动机保护配置
发电厂为保证系统的可靠性，高压电动机一般采用变频器带工频旁路，以便即使在变频器检修时也可通过工频旁路，保证电动机的正常运行。
图1为现场高压电动机变频器改造的示意图，其中K1、K2开关保证变频器检修时，与主回路无接触点，此时K3开关闭合，电动机通过旁路运行。
当电动机通过旁路运行，此时由厂用电中高压母线工频电压直接驱动电动机，进线开关QF处保护装置的保护对象是开关出线以及电动机本体。
因此，此时应该按照常规电动机保护的要求配置电动机保护，有差动保护要求的，需要配置电动机差动保护。
当旁路开关K3断开，电动机由变频器拖动时，进线开关QF处保护装置的保护对象是开关出线以及变频器。
由于目前发电厂使用的变频器一般由整流变压器、控制柜等部分构成，即进线开关QF处保护装置的保护对象是开关出线以及整流变压器。
此时电动机成为与厂用电母线隔离后高压变频器的负荷，因而电动机的保护应由高压变频系统的控制器实现。
对于6～10kV整流变压器，一般对其配置常规变压器后备保护，在整定时和常规变压器略有差异。
此时电动机常规差动保护由于开关处电流和电动机中性侧电流频率不一致，无法进行差动保护，只能退出。
前一般变频器电动机保护配置有：电动机保护测控装置、电动机差动保护装置、变压器保护测控装置。
电动机保护装置和变压器保护装置通过旁路开关进行功能的投退：即旁路开关断开，此时为变频器拖动电动机方式，变压器保护装置投入，电动机保护装置和电动机差动保护装置退出；当旁路开关闭合，此时为工频电网直接拖动电动机，电动机保护装置和电动机差动保护装置投入，变压器保护装置退出。
目前此种保护配置方式主要存在两个问题：
(1)对于2000kW以上的电动机，需要配置差动保护。
因此，在变频器拖动电动机情况下，电动机差动保护退出，保护的可靠性受到影响。
(2)任意时刻，变压器保护装置、电动机保护装置只有一台投入使用，降低了装置的使用效率。
3变频器电动机差动保护
在使用变频器拖动电动机的情况下，传统电动机差动保护无法使用的原因为：电动机机端CT为图1中开关柜处的CT1和电动机中性侧CT即CT3这两处CT的电流频率不相同。
文献提出采用磁平衡差动保护来实现，但实际中存在几个问题：
(1)目前发电厂使用的电动机基本上都无法提供磁平衡差动所需要的中性侧电缆引出。
(2)磁平衡差动的电流是在变频器下方，非工频电流。
对于微机保护，按照工频50Hz整定的定值不适用于非工频情况。
由于差动保护的两侧电流必须为同一频率下电流。
可考虑在变频器下方、电动机上方加装一组CT，即CT2，此组CT可安装于变频器柜中，由CT2和CT3两组电流构成差动保护。
常规差动保护为相量差动，其原理是用傅里叶算法，根据一个周波的采样点计算出流入和流出电流的实虚部，再计算出差动和制动电流的幅值、相位后用相量比较的方式构成判据。
由于电流非50Hz工频，因此在进行傅里叶计算时需要通过频率跟踪保证计算结果的正确。
由于变频器下方无电压引入，因此通过常规的电压跟踪频率方式无法实现。
有厂家提出利用电流跟踪频率，但由于电流跟踪频率存在较大的误差，容易引起保护的误动、拒动，在实际中并不采用。
对于差动保护中采用的采样值差动，为微机保护中所有通道采样为电流在同一时刻的瞬时值：当被保护设备没有横向内部故障时，各采样电流值之和为零；当发生内部故障时，各采样电流值之和不为零。
采样值差动保护就是利用采样值电流之和按一定的动作判据构成。
与常规相量差动保护相比，采样值差动具有动作速度快、计算量少等特点，是微机差动保护领域的一个突破，己应用于母差、变压器等保护中。
采样值差动不涉及傅氏计算，变频器所带来的谐波也不会影响其计算精度，因此，对工作于25～50Hz的高压变频电动机，其差动保护可以利用该算法实现。
江苏金智科技股份有限公司基于采样值差动原理开发的变频器电动机差动保护，已经在现场成功投运，运行一段时间以来，未出现保护误动、拒动的情况，说明采样值差动可以应用于变频器电动机的差动保护。
该差动保护装置电流输入有3组CT，分别为开关侧CT1、变频器下方电动机上方增加的CT2、中性侧CT3，同时引入工频旁路开关接点。
当旁路开关接点闭合时，此时为常规相量差动，采用傅里叶算法，差动电流为CT1和CT3电流；当旁路开关接点断开时，此时为采样值差动，采用采样值差动算法，差动电流为CT2和CT3电流。
4变频器电动机后备保护
目前一般变频器电动机配置一台电动机保护测控装置和一台变压器保护测控装置，两台装置之间通过旁路开关进行投退。
由于任意时刻，两台装置只有一台投入使用，降低了装置的使用效率。
变压器保护主要功能包括过流保护、负序保护、接地保护、过负荷保护等；电动机保护功能，主要包括过负荷保护、过流保护、负序保护、零序保护及低电压保护等。
江苏金智科技股份有限公司在此基础上开发了一台全新的变频器电动机后备保护装置，装置中包含有变压器保护、电动机保护功能，其中的变压器保护、电动机保护功能的投退通过旁路开关接点所形成的硬压板进行控制，这样把原先两台装置的功能集成到一台装置中，提高现场装置的使用率。
此后备保护装置在多个现场得到了广泛应用，受到了用户的一致认可。
5结束语
对于目前发电厂用高压变频器带电动机的保护，传统地采用傅里叶算法的相量差动不太适用，可以采用采样值差动保算法实现差动保护；可以将现有的两台变压器和电动
机保护装置的功能集成在一台装置中，实现后备保护，这样既满足电动机保护的要求，又节省了成本。