高压电动机综合保护整定原则
(整理)高低压电动机保护定值整定
低压电动机保护定值整定电动机的主要保护及计算一、速断保护1.速断高值：动作电流高定值Isdg计算。
按躲过电动机最大起动电流计算，即：Isdg=Krel×Kst×InIn=Ie/n TA式中 Krel——可靠系数1.5；Kst——电动机起动电流倍数（在6-8之间）；In——电动机二次额定电流；Ie——电动机一次额定电流；n TA——电流互感器变比。
2. 速断低值：按躲过区外出口短路时电动机最大反馈电流计算。
厂用母线出口三相短路时，根据以往实测，电动机反馈电流的暂态值为5.8-5.9，考虑保护固有动作时间为0.04-0.06S，以及反馈电流倍数暂态值的衰减，取Kfb=6计算动作电流低定值，即：Isdd=Krel×Kfb×In=7.8In式中 Krel——可靠系数1.3；Kfb ——区外出口短路时最大反馈电流倍数，取Kfb=6。
3.动作时间整定值计算。
保护固有动作时间，动作时间整定值取：速断动作时间: tsd=0s.二、单相接地零序过电流保护（低压电动机）1.一次动作电流计算。
有零序电流互感器TA0的电动机单相接地保护，一次三相电流平衡时，由于三相电流产生的漏磁通不一致，于是在零序电流互感器内产生磁不平衡电流。
根据在不同条件下的多次实测结果，磁不平衡电流值均小于0.005Ip(Ip为平衡的三相相电流)，于是按躲过电动机起动时最大不平衡电流计算，低电压电动机单相接地保护动作电流可取：I0dz=(0.05-0.15)Ie式中 I0dz——单相接地零序过电流保护一次动作电流整定值；Ie——电动机一次额定电流。
当电动机容量较大时可取：I0dz=(0.05-0.075)Ie当电动机容量较小时可取：I0dz=(0.1-0.15)Ie由于单相接地保护灵敏度足够，根据具体情况，I0dz有时可适当取大一些。
根据经验，低电压电动机单相接地保护一次动作电流一般取I0dz=10-40A。
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。
高压电动机综合保护整定原则
电动机综合保护整定原则1、差动电流速断保护按躲过电动机空载投入时最大暂态电流引起的不平衡电流最大外部以及短路时的不平衡电流整定整定一般取：I dz=KI e/n式中：I dz：差电流速断的动作电流I e：电动机的额定电流K：一般取8~102、纵差保护1）纵差保护最小动作电流的整定最小动作电流应大于电动机启动过程中时的不平衡电流I dz.min=K KΔmI e/n式中：I e：电动机的额定电流n：电流互感器的变比K K：可靠系数，取3~4Δm：由于电流互感器变比未完全匹配产生的误差，一般取0.1在工程实用整定计算中可选取I dz.min=（0.3~0.6）I e/n。
2）比率制动系数K 按最大外部短路电流下差动保护不误动的条件，计算最大制动系数K =K K K fzq K tx K c式中：K tx：电流互感器的同型系数，K tx=0.5K K：可靠系数，取2~3K c：电流互感器的比误差，取0.1K fzq：非周期分量系数，取1.5~2.0计算值K max=0.3，但考虑电流互感器的饱和和暂态特性畸变的影响，在工程实用整定计算中可选取K=0.3~0.63、电流速断保护整定原则：躲过电动机启动时的产生的最大电流，但在正常运行中又要有足够的灵敏度；1）Izd = K K.IstartK为可靠系数,一般地Kk=1.3Istart为电动机启动的最大电流，该电流值可以通过启动电机时记录保护中记录的最大电流取得；或根据动机标称启动电流得到；2）若Istart不好确定时，可根据下面推荐进行计算Istart；单鼠笼: Istart=(6~7)Ie双鼠笼: Istart=(4~5)Ie绕线式: Istart=(3~4)IeIdz=K*Izd 电动机启动过程中K=1，启动结束后K=0.5；即当电动机启动完成后速断定值自动降低为原定值的50％。
可有效地防止启动过程中因启动电流过大引起的误动，同时还能保证正常运行中保护有较高的灵敏性。
电动机整定
电动机保护1计算依据DL/T 1502-2016《厂用电继电保护整定计算导则》DL/T 5153-2014《火力发电厂厂用电设计技术规程》SH_T3038-2017《石油化工装置电力设计规范》2电动机保护配置1)纵差或磁平衡差动保护2)电流速断保护3)负序过流保护4)零序过流保护5)堵转保护（正序过流保护）6)过负荷保护7)热过载保护8)低电压保护3纵差保护（纵差）纵差或磁平衡差动保护用于保护电动机绕组内及引出线上的相间短路故障。
2000kW及以上的电动机应装设。
对于2000kW以下，中性点具有分相引线的电动机，当电流速断保护灵敏度不够时，也应装设纵联差动保护。
图1 纵差保护特性曲线图3.1差动速断电流定值1）整定原则：按躲过区外故障和电动机起动时最大不平衡电流计算。
cdsd rel e I K I =⨯式中：rel K ：可靠系数，4~6，建议取5；e I ：电机额定电流。
2）动作时间：0 s 。
3）出口方式：动作于跳开断路器。
3.2 最小动作电流整定原则：按躲过电动机正常运行时差动回路最大不平衡电流整定，可取（0.3~0.5）Ie 。
0.5cdqd rel e e I K I I =⨯=3.3 比率制动系数按躲过电动机最大起动电流下差动回路的不平衡电流整定，可取0.4~0.6，一般取0.5。
3.4 灵敏度校验按最小运行方式下差动保护区内两相金属性短路电流计算，根据计算最小两相短路电流和相应的制动电流，在动作特性曲线上查得对应的动作电流，计算灵敏系数。
要求(2).min . 1.5k send opI K I =≥ 3.5 CT 断线闭锁比率差动：投入 3.6 出口方式动作于跳开断路器。
4 差动保护（磁平衡） 4.1 磁平衡电流定值1）整定原则1：按躲过电机启动时产生的最大磁不平衡电流整定。
式中：：可靠系数，1.5~2；：电动机启动电流倍数；：电动机两侧磁不平衡误差，根据实测值最大取0.5%； ：电动机额定电流。
高压电动机保护整定参考
一、电动给水泵组保护1．主要技术参数：额定容量：5400KW CT配置： 1000/5额定电压：6KV 额定电流I s：启动电流：6I n2．开关类型：真空断路器保护配置：HN2001 HN20413．HN2041定值整定：3．1电动机二次额定电流I e计算：I e=I n/n r=(1000/5)=(A)启动时间：8S3．2分相最小动作电流I seta、I setc:1）最小动作电流整定，保证最大负荷下不误动。
按标准继电保护用的电流互感器在额定电流下10P级的比值误差为 +3℅，即最大误差为6℅。
I dz = K k. 6℅I s/n lh =2××=取I seta= I setc=3．3制动系数K Z.的整定原则：保护动作应避越外部最大短路电流的不平蘅电流，K k应等于其比率制动曲线的斜率I dzmax/I resmax即K z = I dzmax/I resmax= （K k K fzq K st F j I kmax）/I kmax= ╳2╳╳=3．4差动保护时间：t dz=0 s3．5拐点制动电流I res =(额定电流作为拐点)4．HN2001定值整定：配置：速断保护，定时限过电流I段保护，正序电流定时限保护，负序电流定时限保护，低电压保护，零序定时限过电流保护，过载反时限保护（投信号）.4．1电动机二次额定电流I e计算：I e=I n/n r=(1000/5)=(A)4．2速断保护I>>计算：启动时速断保护定值:按躲过电动机启动电流整定，可靠系数取。
启动电流6 I e根据设计院图纸。
I qd=6 I e=6×=(A)I dz =K k×I qd=×=灵敏度校验:取最小运行方式下电动机出口两相短路电流校核灵敏系数K lm:K lm=I(2) I dz=16520/4680>2.运行时速断保护定值：I dz= K k×3Ie=×3×= A保护动作时间:t取0秒.4．3定时限I段过电流保护：启动状态下，启动时保护动作电流整定：I Z= 2×=运行状态下，过电流保护整定:：I r=×= 动作时间: t取4．4定时限I段过电流保护：启动状态下，启动时保护动作电流整定：I Z= 2×=运行状态下，过电流保护整定:：I r=×= 动作时间: t取4．5正序定时限保护定值计算：正序电流定时限过流保护整定:启动状态下：I dz =K k×I qd=×=一次动作电流I dz计算:I dz=×200=4680(A)灵敏度校验:取最小运行方式下电动机出口两相短路电流校核灵敏系数K lm:K lm=I(2) I dz=16520/4680>2.运行状态下：I r=×=保护动作时间:t取秒.4．6负序电流定时限过流保护:负序电流定时限过流保护整定:启动状态下：I r=K k. I qd/n lh=×=运行状态下：I r= K k I e/n lh=×=保护动作时间: t取秒.4．7零序定时限过电流保护:根据限制6KV系统接地电流要求取接地一次动作电流10A。
高低压电动机保护定值整定
低压电动机保护定值整定电动机的主要保护及计算一、速断保护1.速断高值：动作电流高定值Isdg计算。
按躲过电动机最大起动电流计算，即：Isdg=Krel×Kst×InIn=Ie/n TA式中 Krel——可靠系数1.5；Kst——电动机起动电流倍数（在6-8之间）；In——电动机二次额定电流；Ie——电动机一次额定电流；n TA——电流互感器变比。
2. 速断低值：按躲过区外出口短路时电动机最大反馈电流计算。
厂用母线出口三相短路时，根据以往实测，电动机反馈电流的暂态值为5.8-5.9，考虑保护固有动作时间为0.04-0.06S，以及反馈电流倍数暂态值的衰减，取Kfb=6计算动作电流低定值，即：Isdd=Krel×Kfb×In=7.8In式中 Krel——可靠系数1.3；Kfb ——区外出口短路时最大反馈电流倍数，取Kfb=6。
3.动作时间整定值计算。
保护固有动作时间，动作时间整定值取：速断动作时间: tsd=0s.二、单相接地零序过电流保护（低压电动机）1.一次动作电流计算。
有零序电流互感器TA0的电动机单相接地保护，一次三相电流平衡时，由于三相电流产生的漏磁通不一致，于是在零序电流互感器内产生磁不平衡电流。
根据在不同条件下的多次实测结果，磁不平衡电流值均小于0.005Ip(Ip为平衡的三相相电流)，于是按躲过电动机起动时最大不平衡电流计算，低电压电动机单相接地保护动作电流可取：I0dz=(0.05-0.15)Ie式中 I0dz——单相接地零序过电流保护一次动作电流整定值；Ie——电动机一次额定电流。
当电动机容量较大时可取：I0dz=(0.05-0.075)Ie当电动机容量较小时可取：I0dz=(0.1-0.15)Ie由于单相接地保护灵敏度足够，根据具体情况，I0dz有时可适当取大一些。
根据经验，低电压电动机单相接地保护一次动作电流一般取I0dz=10-40A。
高压电动机微机综合保护装置的原理与定值
高压电机微机综合保护装置的原理与定值WGB系列微机综合保护测控装置中的WGB-151N、WGB-152N和WGB-153N型电动机保护器，则主要应用于10kV及以下各电压等级的电动机保护，可以直接安装在高压开关柜上。
本文以此产品为例，介绍综合保护装置的的主要保护原理、应用及维护方法。
一、装置功能简介1.保护功能配置WGB-150N系列电动机微机综合保护装置共分三种型号：WGB-151N、WGB-152N 和WGB-153N。
各型号保护器的保护功能配置见表1。
表1 各型号保护器的保护功能配置表注：表中标注符号“√”，表示具有该项功能2.主要特点装置采用工业级RS-422、RS-485或LonWorks总线网络，组网经济、方便，可直接与微机监控或保护管理机联网通信。
装置采集并向远方发送状态量、模拟量，遥信变位优先发送。
装置能通过通信上传故障报告，进行对时、定值调用和修改、定值区切换、合闸、跳闸等操作。
装置包含完善的操作回路。
二、电机保护的功能原理1.电动机起动过长保护本保护能自动识别电动机起动过程，当整定的起动时间到达后，电动机的任一相电流仍大于额定电流的105%时，起动过长保护动作。
动作方式有告警和跳闸两种选择。
2.两段式定时限过流保护装置设有两段式定时限过流保护，由压板选择投退。
I段为电流速断保护，用于电动机短路保护。
电动机起动过程中，保护速断定值自动升为2倍的速断整定电流值，以躲过电动机的起动电流；当电动机起动结束后，保护速断定值恢复原整定电流值，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。
II段为过流保护，为电动机的堵转提供保护。
II段保护在电动机起动过程中自动退出。
其保护原理如图1所示。
图中横线以下的图形符号在本图或以后各图中会经常使用，这里给出了其名称，供读图参考。
其中的连接片（压板）是一个可方便投入或退出保护的接插件，用于硬件方式的保护投退，图1左上角的“保护投退”是软件方式的投退。
10kV保护整定原则
附件：电业局10kV保护整定原则（试行）由于低压配网一次接线大都复杂且变化灵活，而目前该低压等级的保护整定无较实用的整定原则，但其整定的正确与否关系到高压系统及一次设备的稳定安全。
鉴于此，现基于国家电力调度通信中心编制的《3~110kV电网继电保护装置运行整定规程》（第二版）技术原则，并结合福州地区配网线路接线结构特点及10kV保护装置的配置状况等，制定了《福州电业局10kV保护整定原则（试行）》，以规范福州局10kV保护整定工作。
另外，随着一次接线、系统容量的变化，以及今后保护装置的功能进一步增强，应考虑重新修订本原则的可能。
一、10kV三段式保护整定原则1、I段：无时限电流速断保护时限0秒，电流定值按以下原则整定：（1）当10kV分列运行10kV侧的最大短路电流≥12000A，则I段电流定值取12000A，并投入“大电流闭锁重合闸”保护。
（2）当10kV分列运行10kV侧的最大短路电流≥12000A，且保护装置无“大电流闭锁重合闸”保护功能，则I段电流定值取6000A。
（3）当10kV分列运行10kV侧的最大短路电流＜12000A，则I段电流定值取6000A，不投入“大电流闭锁重合闸”保护。
2、II段：定时限电流速断保护时限0.2秒，电流定值按以下原则整定：按躲过系统最大运行方式下T接在线路上容量最大的一台变压器低压侧三相短路时流过保护的最大电流整定（当最大变压器的容量≤1600KV A时取1600KV A），可靠系数Kk取1.4。
灵敏系数校核：在最小方式下，被保护线路末端两相短路时灵敏系数不小于1.5。
3、III段：过流保护时限≤10kV边界时限值，时限不大于0.5S-0.7S。
电流定值整定：(1)T接线路中有分散的小工厂、照明、商场等性质的负荷，其起动电流倍数较小，自起动系数Kzq=1.0~1.3，一般取1.1；可靠系数Kk=1.2~1.4；返回系数Kfh=0.85(电磁型保护)，,Kfh=0.9(微机型保护)；Ifh.max为10kV馈线的最大限荷。
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电动机综合保护整定原则
1、差动电流速断保护
按躲过电动机空载投入时最大暂态电流引起的不平衡电流最大外部以及短路时的不平衡电流整定整定
一般取：I dz=KI e/n
式中：I dz：差电流速断的动作电流
I e：电动机的额定电流
K：一般取8~10
2、纵差保护
1）纵差保护最小动作电流的整定最小动作电流应大于电动机启动过程中时的不平衡电流
I dz.min=K KΔmI e/n
式中：I e：电动机的额定电流
n：电流互感器的变比
K K：可靠系数，取3~4
Δm：由于电流互感器变比未完全匹配产生的误差，一般取0.1
在工程实用整定计算中可选取I dz.min=（0.3~0.6）I e/n。
2）比率制动系数K 按最大外部短路电流下差动保护不误动的条件，计算最大制动系数
K =K K K fzq K tx K c
式中：K tx：电流互感器的同型系数，K tx=0.5
K K：可靠系数，取2~3
K c：电流互感器的比误差，取0.1
K fzq：非周期分量系数，取1.5~2.0
计算值K max=0.3，但考虑电流互感器的饱和和暂态特性畸变的影响，在工程实用整定计算中可选取K=0.3~0.6
3、电流速断保护
整定原则：躲过电动机启动时的产生的最大电流，但在正常运行中又要有足够的灵敏度；
1）Izd = K K.Istart
K为可靠系数,一般地Kk=1.3
Istart为电动机启动的最大电流，该电流值可以通过启动电机时记录保护中记录的最大电流取得；或根据动机标称启动电流得到；2）若Istart不好确定时，可根据下面推荐进行计算Istart；
单鼠笼: Istart=(6~7)Ie
双鼠笼: Istart=(4~5)Ie
绕线式: Istart=(3~4)Ie
Idz=K*Izd 电动机启动过程中K=1，启动结束后K=0.5；
即当电动机启动完成后速断定值自动降低为原定值的50％。
可有效地防止启动过程中因启动电流过大引起的误动，同时还能保证正常运行中保护有较高的灵敏性。
3）速断动作时间tsd
根据现场运行经验，一般取取tsd =0.05s
4、电动机启动时间tqd
按电动机的实际启动时间并留有一定裕度整定，可取tqd =1.2倍实际启动时间。
（10-15S ）
5、负序过流保护
负序动作电流I2dz ，按躲过正常运行时允许的负序电流整定
一般地：
保护断相和反相等严重不平衡时，可取I2dz =（0.6~0.8）Ie
作为灵敏的不平衡保护时，可取I2dz =（0.2~0.4）Ie
6、接地保护
保护装置的一次动作电流，按躲过被保护分支外部单相接地故障时，从被保护元件流出的电容电流及按最小灵敏系数1.25整定
Idz ≥Kk Icx
Idz ≤(Ic ∑-Icx )/1.25
式中： Icx ：被保护线路外部发生单相接地故障时，从被保护元件流出的电容电流
Ic ∑：电网的总单相接地电容电流
Kk ：可靠系数，可取Kk=4~5
7、过热保护
动作判据： 2
205.1)/(-=e eq I I t τ
(1) 222211I K I K eq I +=
τ 电动机发热时间常数
I1 电动机实际运行电流的正序分量
I2 电动机实际运行电流的负序分量
Ie 电动机实际额定电流
Ieq 电动机实际运行电流的等效电流，计算方法动作见（2）；
t 电动机过热实际时间，计算方法见动作判据（1）；
K1 正序电流发热系数，电动机启动过程中K1＝0。
25，
电动机运行过程中K1＝1
K2 负序电流发热系数，出厂时K2＝4
本保护的定值中设有:Ie,ngd(=Ieq/Ie),igs(=t),由ngd和ngs确定公式中的τ ,这样就确定了一条曲线,改变ngd,ngs，Ie，就设定不同的曲线；
以上计算值是假设为恒定过负荷率的情况下计算得出的；
整定原则：
1、若电机厂提供电动机在n倍过负荷下允许运行t秒，或堵转电流为n倍时允许堵转时间为t，则直接整定Ngd=n，Igs=t；
2、按保守的躲启动电流原则整定，如1.2倍额定值120S(100S)，保证电机启动结束时不发过负荷报警信号（75％过负荷跳闸值）为止；
3、若电动机在冷态时可连续启动三次，启动电流为n倍额定电流，启动时间为t，则热容系数τ＝3（n2－1.052）t，
可整定 Ngd=n， Igs=τ /（3（n2－1.052））
9、启动时间过长
电动机在冷态情况下正常起动到起动完成时间,该时间可以通过
电机启动后记录值（Qs）得到；
一般地S1=20~30s
10、低电压保护
1）按切除不重要电动机的条件整定
低电压动作值：
对中温中压电厂U dz=60~65% U e
对高温高压电厂U dz=65~70%
为了保护重要电动机的自起动，采用最小时限t=0.5S
2) 按躲过保证电动机自起动时供电母线的最小允许电压，并计入可靠系数及电压继电器的返回系数
对中温中压电厂U dz=(60~65%)U e/(K K K f) 一般取40%U e
对高温高压电厂U dz=(65~70%)U e/(K K K f) 一般取45%U e 按保证技术安全及工艺过程特点的条件整定，时限足够大，只有当电压长期下降或消失才断开电动机一般取：t=9S
11、堵转保护
在电动机运行过程中靠自动降低一倍定值的速断保护和过热元件提供保护，在电动机启动过程中靠自动识别启动电流的变化提供保护，这样就而对启动时间较长又不允许堵转时间过长的电动机提供快速保护。
当电动机在启动过程中如电流下降不明显，将致使堵转保护启动，但也可通将启动过程中的堵转保护退出(有软压板)，堵转保护软件延时8S,无需整定;
12、电动机自启动
系统失电后，低电压保护动作，如在自启动整定延时前电压能够恢复（须大于额定值的90％），当自启动延时S2到时发自启合闸命令，如在自启动整定延时后恢复电压则不发自启合闸命令。
自启动延时按机在生产工艺过程中允许电源中断的时间整定。