高压电动机的速断保护
速断保护,差动保护
速断保护1000kW以下的高压电动机,装设电流速断保护时宜采用两相不完全星型接线并动作于跳闸。
错误2000kW以下的电动机,如果(电流速断保护)灵敏度不能满足要求时,也可采用电流纵差动保护代替。
2000kW及以上大容量的高压电机,普遍采用(纵差动保护)代替电流速断保护。
变压器的(电流速断保护),其动作电流整定按躲过变压器负荷侧母线短路电流来整定,一般应大于额定电流3-5倍整定。
变压器容量在(10000)kVA以下的变压器、当过电流保护动作时间大于0.5s时,用户3~10kV配电变压器的继电保护,应装设电流电力线路电流速断保护是按躲过本线路末端最大短路电流来整定。
（√）对高压电力线路，限时电流速断保护的动作时间一般取（0.5s ）电力线路电流速断保护是按躲过本线路末端最大短路电流来整定。
正确对于高压电力线路,限时电流速断保护的动作时间一般取1s。
错误对于中、小容量变压器,可以装设单独的(电流速断保护),作为变压器防止相间短路故障的主保护。
限时电流速断保护可以保护线路全长。
正确在靠近线路末端附近发生短路故障时,电流速断保护仍然能正确反映。
错误中小容量的高压电容器组普遍采用电流速断保护或延时电流速断保护作为相间短路保护。
正确中小容量的高压电容器组如配置(电流速断保护),动作电流可取电容器组额定电流的2-2.5倍。
差动保护2000kW以下的电动机,如果(电流速断保护)灵敏度不能满足要求时,也可采用电流纵差动保护代替。
2000kW及以上大容量的高压电机,普遍采用(纵差动保护)代替电流速断保护。
差动保护属于按(保护原理)分类。
高压电动机不采用纵差动保护。
（×）（解释：重要的，大型的也可采用）对差动保护来说,变压器两侧的差动CT均应接成星型。
错误高压电动机纵差动保护工作原理与变压器纵差动保护相似。
正确下列(310)表示110KV母线电流差动保护A相电流公共回路。
(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。
高压电动机保护计算说明
高压电动机保护计算说明
1、过流Ⅰ段保护（速断保护高值）：为电动机短路提供保护，按躲过电动机最大启动电流整定，取电动机额定电流的10.5倍。
2、过流Ⅱ段保护（速断保护低值）：电动机启动完毕后投入，过流I段定值的0.7倍。
3、过流Ⅲ段保护（堵转保护定值）：按电动机允许堵转电流整定，取1.5倍电动机额定电流、30秒整定。
4、负序过流I段（负序过流保护）：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工况提供保护，取电动机额定电流的0.8倍。
5、过负荷保护：按躲过电动机额定电流下可靠返回条件整定。
6、过热保护：按电动机过负荷能力曲线整定，并躲过电动机的启动电流。
7、零序过流保护：按躲过正常运行中可能出现的最大零序电流整定，取20A。
8、低电压保护：重要负荷45V、9秒跳闸，不重要负荷65V、0.5秒跳闸。
9、差动速断电流：按躲过电动机起动瞬间最大不平衡电流条件整定，取4倍的电动机额定电流。
10、差动电流启动值：按躲过电动机正常运行时差动回路最大不平衡差流整定，取0.3倍的电动机额定电流。
11、比例制动系数：按躲过电动机最大起动电流下差动回路不平衡电流整定。
取0.5。
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。
高压电动机的保护一般有以下几种
高压电动机的保护一般有以下几种：速断保护、过负荷保护、起动时间过长保护、堵转保护、两段式负序过流保护、反时限负序过流保护、低电压保护、过电压保护、接地保护等。
电流速断保护反映的是电动机的定子绕组或引线的相间短路而动作。
动作时限可整定为速断（无延时）或带较短的延时（一般为零点几秒）。
其整定值应躲过电动机的起动电流。
在电动机运行时任一相电流大于整定值，电流速断保护动作即动作于跳闸。
电动机起动时间这个参数一般是由电机厂家提供，然后设计人员根据厂家提供的电动机的几个参数来计算电动机的各个保护定值（一般计算定值需要由厂家提供以下几个参数：电动机的额定电流、额定功率、起动电流倍数、起动时间和铭牌上的其它参数等）。
起动时间过长保护的定值由设计给出，为一个电流定值，和一个动作于跳闸的延时时间。
综保装置这样判断电动机是否为起动过程阶段：起动前电流为零，合上断路器后，电流瞬间增大，随着电动机转速的升高，电动机的电流逐渐减小，当电动机到额定转速后，电动机的电流也稳定在额定电流的附件（一般低于额定电流）。
综保装置根据电流特征来判断电动机的状态。
电动机的电流小于0.1倍的额定电流时，认为电动机处于停止状态。
当从一个时刻t1 （合上断路器那一时刻）开始，电动机电流从无到有，装置即认为电动机进入了起动状态。
当电流由大变小，并稳定在t2时刻（额定电流附近），则认为电动机已经进入稳定运行状态。
起动时间过长保护是在电动机起动过程中对电动机进行保护。
而在电动机运行过程中，装置自动将起动时间过长保护退出。
当在电动机起动过程中，任一相电流大于整定值，起动时间过长保护即经过延时而动作于跳闸相电流速断保护1）速断动作电流高值IsdgIsdg = Kk / 1st式中，1st :电动机启动电流（A）Kk :可靠系数，可取Kk = 1.32）速断电流低值IsddIsdd 可取0.7~0.8lsdg ，—般取0.7lsdg3）速断动作时间tsd当电动机回路用真空开关或少油开关做出口时，取tsd =0.06s，当电动机回路用FC做出口时，应适当延时以保证熔丝熔断早于速断保护。
高压电机速断定值计算
高压电机速断定值计算高压电机速断定值计算是指在高压电机的运行过程中，根据一定的计算方法和定值，来确定其速断参数的过程。
高压电机是工业生产中常用的一种电动机，其运行过程中可能会出现过载、短路等故障情况。
为了保证高压电机的安全运行，需要进行速断定值的计算。
高压电机的速断定值计算是根据电机的额定功率、额定电压、额定电流等参数进行计算的。
首先，需要确定电机的额定功率，即电机在额定工况下所能输出的功率。
其次，根据电机的额定电压和额定电流，可以计算出电机的额定阻抗。
在高压电机的运行过程中，如果出现故障，电机的电流会迅速增大，可能会超过额定电流，这时就需要进行速断保护。
速断保护的目的是在电机发生故障时，及时切断电源，以防止电机发生进一步的损坏。
为了确定速断定值，首先需要确定电机的额定电流。
额定电流是指电机在额定工况下所能承受的最大电流。
根据电机的额定功率和额定电压，可以通过功率公式计算出额定电流的数值。
然后，根据电机的额定阻抗和额定电流，可以计算出电机的额定阻抗电压。
额定阻抗电压是指电机在额定工况下所能承受的最大阻抗电压。
根据电机的额定电压和额定阻抗电压，可以计算出电机的额定电流的临界值。
接下来，需要确定速断保护的动作时间。
动作时间是指速断装置在电机发生故障后，切断电源的时间。
动作时间的选择需要根据电机的额定电流和额定阻抗电压来确定，一般情况下，动作时间要小于电机的短路时间。
根据电机的额定电流和额定阻抗电压，可以计算出电机的速断定值。
速断定值是指电机在发生故障时，速断保护装置应该切断电源的电流值。
速断定值的计算公式是根据电机的额定电流和额定阻抗电压来确定的。
高压电机速断定值计算是根据电机的额定功率、额定电压、额定电流等参数，通过一定的计算方法和定值，确定电机的速断参数的过程。
通过正确计算速断定值，可以确保高压电机在发生故障时及时切断电源，保护电机的安全运行。
同时，也能够提高电机的可靠性和使用寿命，减少故障和损坏的发生。
继电保护-高压电机
四、过负荷保护 1.电动机的过负荷特性呈现反时限特性，过负荷保护通常采用 具有反时限特性的过电流继电器来构成。 传统保护是采用一个反时限电流继电器同时作相间短路和过负 荷保护，其瞬时速断特性部分作电动机的电流速断 保护，反时限特性限部分作过负荷保护。 2. 动作电流按躲开电动机额定电流整定:
I set = K rel I N .M K re
nTV U ≤ ( 0 .5 ~ 0 .7 ) N . L n TV
(2)需要自起动的电动机：
U set
U N .L ≈ 0 .5 n TV
上式中 Uset----继电器的动作电压； UN.L----电网的额定电压； nTV----电压互感器变比 2.动作时间的整定原则： （1）不参加自起动的电动机 当上一级变电所送出线装用电抗器，在电抗器后短路时 因其母线电压降低不大，故一般比本级变电所其他送出线短 路保护大一个时限级阶差；当上级变电所送出线未装电抗器 时，一般比上级变电所送出线短路保护大一个时限级阶差， 一般取0.5-1.5s。具体时限根据实际配合要求确定。 （2）参加自起动的电动机
k13
பைடு நூலகம்
K11
23 光 14 耦 -24V
K1--跳 闸 起 动 继 电 器 ； K2--合 闸 闭 锁 继 电 器 ； K4--使 能 继 电 器 ； K5--报 警 继 电 器 ； K6--跳 闸 报 警 继 电 器 ； K8--跳 闸 位 置 继 电 器 ； K9--合 闸 位 置 继 电 器 ； K10--跳 闸 继 电 器 ； K11--合 闸 闭 锁 继 电 器 ； K11~K13--开 关 量 输 入 转 换 继 电 器
5、低电压保护。 电源电压短时降低或中断后又恢复时，许多电动机同时 起动，可能造成电压恢复时间过长，甚至不能恢复。为了保 证重要电动机的自起动，在不重要电动机上，或由于工艺或 安全的原因不允许自起动的电动机上，装设低电压保护，延 时动作于跳闸。对传统保护，因低电压保护是反应母线电压 降低的，一条母线上的电动机是同一个电压，所以其低电压 保护为成组保护。现在微机保护中一般是单独装设。 二、同步电动机常见的故障及不正常运行状态 1.同步电动机的故障类型与异步电动机相同。 2.不正常运行状态除了和异步电动机相同的外，有：失步、 失磁及非同步冲击。 3.对同步电动机应增设：(1) 失步保护；(2) 失磁保护；(3) 非同步冲击保护。
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。
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四、数据记录与分析
表3-4-5-1
过流Ⅰ段保护
保护整定值
保护动作值
动作电流（A）
2.0
2.05
延时时间（S）
1.0
1.0368
从数据分析，电动机速断保护实际上有一点延时，是为了躲过启动电流，所以实际设定值应大于启动电流值。实际效果与设定值比较吻合。
5、实验总结
本次实训进行了高压电动机的速断保护，按照启动电流的最大值设定，要求躲过电动机的启动电流，即实际设定值应大于启动电流值。
教师评语：
（1）实验序号、名称（实验一：xxx）； （2）实验目的； （3）实验原理；
（4）主要仪器设备器件、药品、材料； （5）实验内容；
（6）实验方法及步骤 （7）数据处理或分析讨论
2、要求：
（1）用钢笔书写（绘图用铅笔）
（2）凡需用坐标纸作图的应使用坐标纸进行规范作图
一、实训原理
相间短路会引起电动机的严重损坏，并造成供电网络电压严重下降，破坏其他用电设备的正常工作。因此对电动机的定子绕组及其引出线的相间短路应装设相应的保护装置。规程规定：对3～10kV的高压异步电动机，当容量低于2000kW ,应装设电流速断保护，保护宜采用两相式接线；2000kW及以上的电动机及电流速断灵敏度不能满足要求的2000kW以下的电动机，应装设综差动保护。
在电动机运行中，相间短路会引起电动机的严重损坏，并造成供电网络电压严重下降，破坏其他用电设备的正常工作。因此对电动机的定子绕组及工作原理，熟悉了它的各项技术指标。作为电力行业，这只是电机保护操作的基本功，但它与电路安全性，可靠性紧密相关，不容忽视，要养成良好的从业素质和规范。
2．依次合上Q121、QS122、QF12、QS123、QF14、QS221、QF22、QS223、QF26，在控制柜上把“电动机启动方式”选择开关拨至“直接”位置，接着合上“电动机启停控制”处的“启动”按钮。打开励磁电源开关，调节旋钮使发电机的电压达到150V左右，然后把“电机负载投退方式”开关拨至“满载”位置，这时异步电机将拖动三相同步发电机带负荷运行。
3．打开“数字式电秒表”的电源开关，把“时间测量选择”拨至电动机保护，工作方式选择为“连续”。进行模拟电动机进线处的三相短路故障，按下短路故障设置按钮d2，短路持续时间继电器保持出厂设置。观察电机运行及记录电秒表时间值，并同微机装置中的时间设定值比较，核对断路器动作时间是否正确，记录于表3-4-5-1。
本保护反应电流的最大值，按照启动电流的最大值设定，从而可有效的躲过电动机的启动电流，对电动机运行的全过程提供可靠而灵敏的保护。当任一相达到整定值，且过流Ⅰ段保护的投退控制字处于投入状态，则定时器启动，若持续到整定时限，则立即跳闸。
电流速断保护的整定原则：电流速断整定值按照启动最大电流一般可取为电动机启动电流的1.2倍；或者按照二次额定电流的６~８倍整定；对于小功率的电动机，电流整定倍数可以相对小些。
二、实训内容与步骤
1．按照正确顺序启动实训装置：依次合上实训控制柜上的“总电源”、“控制电源Ⅰ”和实训控制屏上的“控制电源Ⅱ”、“进线电源”开关。接着按“确定”键进入“THL-536电动机保护测控装置”主菜单栏中选择“保护定值”菜单，设定“一次电压比例系数”为10，“一次电流比例系数”为3.5，“过流Ⅰ段定值”设置为2.0A(按二次额定电流的4－5倍整定)，“过流Ⅰ段延时”设置为1S,“电动机启动时间”设置为1.5S ,然后切换到“保护投退”中把“过流Ⅰ段”投入，其它保护功能都退出，保存设置。
重 庆 三 峡 学 院
实 验 报 告
课程名称工厂供配电
实验名称高压电动机的速断保护
实验类型验证
学 时2
系 别电信学院
专 业电气工程及自动化
年级班别2015级2班
开出学期2016-2017下期
学生姓名袁志军
学 号201507144228
实验教师谢 辉
成 绩
2017年5月20日
填 写 说 明
1、基本内容