高压电机差动保护原理及误动作故障分析
发电机差动保护误动原因分析
发电机差动保护误动原因分析［摘要］差动保护作为发电机的主保护，能否正确动作直接影响到主设备的安全和系统的稳定运行。
本篇主要介绍因线路遭受雷击引起发电机组差动保护误动原因进行分析并提出相应的整改措施及电流互感器对差动保护动作的影响进行分析。
［关键词］差动保护；电流互感器；原因分析；整改措施0 引言多年来，作为主设备主保护的纵联差动(简称纵差或差动)保护，正确动作率始终在50%～60%徘徊，而零序差动保护甚至低到30%左右，这对主设备的安全和系统的稳定运行都很不利。
造成这种局面的原因是多方面的，主要有设计、制造、安装调试和运行维护等。
各部门都有或多或少的责任，实际工作中也在不断改进，但是“原因不明”的主设备保护不正确动作事例仍然为数不少。
发电机纵差保护可以说是最简单的应用，但仍然存在“原因不明”的误动事故发生，比如在同期操作(人工或自动)过程，主要现象是由于操作不规范，偏离同期三要素(频率、电压幅值、相位)的要求，合闸时发电机发出轰鸣声，随即纵差保护跳闸。
1 发电机差动保护动作情况山美水电站#1发电机技术改造后于2005年8月投入运行，运行后一切正常。
发电机所采用的保护为河南许继集团生产的WFB-800系列保护装置。
中性点和机端差动保护电流互感器均为LZZBJ9-10 A2型，10P15 /10P15 级，变比为1500/5,其中中性点电流互感器安装在发电机现场，机端电流互感器安装在新高压开关室，两者相距350m 。
如图1图18月23日由于35KV线路遭受雷击,A、B两相短路,雷电波虽经过了一台110KV三卷变的隔离，但还是引起发电机差动保护范围外的区外短路，导致机能差动保护动作。
差动保护回路因差流存在并达到动作限值引起差动保护动作，装置动作正确。
但因区外短路，故本不应引起发电机差动保护动作。
保护装置记录当时的动作数据如下：机端A相电流13.97∠090°A机端B相电流18.13∠322°A机端C相电流16.52∠175°A中性点A相电流18.91∠252°A中性点B相电流21.92∠117°A中性点C相电流15.62∠354°AA相差动电流8.30AA相制动电流16.10AB相差动电流9.42AB相制动电流19.55AC相差动电流0.14AC相制动电流15.57A2保护动作原因分析2.1客观原因：发电机组中性点电流互感器与机组出口电流互感器距离为350米，两电流互感器间有一段300米的汇流母排，外部设备雷击后，多次谐波被母排及发电机吸收，使机端与发电机中性点电流互感器的一次电流差异较大，引起差动动作，造成发电机事故停机。
高压电动机差动保护原理及注意事项
高压电动机差动保护原理及注意事项差动保护是大型高压电气设备广泛采用的一种保护方式，2000KW以上的高压电动机一般采用差动保护，或2000kW(含2000kW)以下、具有六个引出线的重要电动机，当电流速断保护不能满足灵敏度的要求时，也装设纵差保护作为机间短路的主保护。
差动保护基于被保护设备的短路故障而设，快速反应于设备内部短路故障。
对被保护范围区外故障引起区内电流变化的、电动机启动瞬间的暂态峰值差流、首尾端CT不平衡电流等容易引起保护误判的电流，对于不同的差动保护原理，有不同的消除这些电流的措施。
差动保护的基本原理为检测电动机始末端的电流，比较始端电流和末端电流的相位和幅值的原理而构成的，正常情况下二者的差流为0，即流入电动机的电流等于流出电动机的电流。
当电动机内部发生短路故障时，二者之间产生差流，启动保护功能，出口跳电动机的断路器。
微机保护一般采用分相比差流方式。
图1 电动机差动保护单线原理接线图为了实现这种保护，在电动机中性点侧与靠近出口端断路器处装设同一型号和同一变化的两组电流互感器TA1和TA2。
两组电流互感器之间，即为纵差保护的保护区。
电流互感器二次侧按循环电流法接线。
设两端电流互感器一、二次侧按同极性相串的原则相连，即两个电流互感器的二次侧异极性相连，并在两连线之间并联接入电流继电器，在继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器二次电流I·12与I·22之差。
继电器是反应两侧电流互感器二次电流之差而动作的，故称为差动继电器。
图1所示为电动机纵差保护单线原理接线图。
在中性点不接地系统供电网络中，电动机的纵差保护一般采用两相式接线，用两个BCH-2型差动继电器或两个DL-11型电流继电器构成。
如果采用DL-11型继电器，为躲过电动机启动时暂态电流的影响，可利用出口中间继电器带0.1s的延时动作于跳闸。
如果是微机保护装置，则只需将CT二次分别接入保护装置即可，但要注意极性端。
高压电机差动保护动作的几种原因
咼压电机差动保护动作的几种原因时间：2016/1/30 点击数：526高压电机在运行过程中特别是改造初次投产时会因接线不正确、变比选择不匹配及其他疏漏，引起电机、变压器差动保护动作，这些问题如不能及时、准确的处理，便会影响到油气生产。
我们在实践中找到了很多解决此类问题的办法，供大家共享。
1电机差动保护动作原因分析1.1已经投产运行中的电机已经投产运行的电机当岀现差动保护动作时，大都不是因为接线错误了，而是因为电机、电缆或保护装置岀现了问题。
解决办法：对电机差动保护的定值和动作值进行比对，就能大致判断岀故障的主要原因并决定先对那些设备进行检查。
一般来说，依次对电机、电缆进行绝缘测试、直阻测试，对差动回路包括电流互感器进行测试，检查是否有异常，对保护装置进行检查，也可分班同时进行检查。
根据我们的经验，主要是电机内部短路、电缆短路特别是有中间接头的地方以及 CT和二次回路的问题。
投产后的电机也会因外界因素或运行方式的改变，造成电机差动保护动作。
我单位卫二变电所就出现了这种问题。
卫二变高压622注水电机在正常运行时，由于给2号主变充电，造成622注水电机差动保护动作。
这个看似没有关联的操作却引起了差动保护动作。
后经分析、查找、试验，发现差动电流互感器开关侧其二次线错接在了测量级上，其电机两侧CT的特性不一致。
当给 2号35kV主变充电时就会有直流分量和谐波串到6kV电机保护回路中（具体分析不在这里赘述），造成差流过大（动作值 1.6A左右，动作整定值1.02A ）。
更改后，再次启动电机并用钱形电流表（4只表）检测二次回路，其差流正常，保护不再误动。
2改造或新设备第一次投产时，电机差动保护动作原因分析由于安装人员技术水平不高或是粗心或是对设备了解不够、理解偏差，对电机、保护装置改造后或是新设备第一次投产试运行时，往往会岀现差动保护动作的现象。
下面就介绍我供电服务中心所管辖的变电所岀现过的几种情况。
⑴郭村变624高压注水电机改造后，几乎每次启动都会出现差动保护动作（动作值 6.2A-7.2A。
高压电机工变频切换差动保护动作原因
高压电机工变频切换差动保护动作原因在工业生产中，高压电机广泛应用于各种设备和机械中，为了保证电机的安全运行，差动保护是必不可少的一项措施。
然而，在使用工频电源供电的电机中，当电机采用变频器进行调速时，差动保护的动作可能会出现一些问题。
本文将从技术角度探讨高压电机工变频切换差动保护动作的原因。
高压电机工变频切换差动保护是指在电机正常运行时，如果出现电机的差动保护动作，而此时电机又在变频器运行状态下，那么就需要对差动保护的动作原因进行分析和探讨。
我们需要了解什么是差动保护。
差动保护是一种电气保护装置，用于监测电机的工作电流，检测电机的相电流是否平衡。
当电机的相电流不平衡时，差动保护会立即切断电路，以避免电机损坏或引发事故。
那么，为什么在工频电源下，差动保护能正常工作，而在变频器调速下会出现差动保护动作呢？原因主要有以下几点：1. 电压和频率的变化：变频器是通过改变电源的频率和电压来调整电机的转速。
在变频器调速时，电源的频率和电压会发生变化。
这种变化可能导致电机的相电流不平衡，从而触发差动保护的动作。
2. 电压谐波：在变频器工作时，由于电压和频率的变化，会产生大量的谐波。
这些谐波会影响电机的运行状态，可能导致相电流不平衡，从而引起差动保护的动作。
3. 变频器的工作原理：变频器调速是通过改变电机的供电频率和电压来实现的。
但变频器的输出电流并不是正弦波，而是脉冲宽度调制的波形。
这种波形可能导致电机的相电流不平衡，从而触发差动保护的动作。
以上是导致高压电机工变频切换差动保护动作的一些主要原因。
为了解决这个问题，我们可以采取以下措施：1. 使用滤波器：通过在变频器的输出端安装滤波器，可以有效地抑制谐波的产生。
这样可以减少电机的相电流不平衡，降低差动保护的动作概率。
2. 优化变频器设置：对变频器的参数进行合理设置，可以减少电机的相电流不平衡。
例如，可以调整变频器的输出频率和电压，使其接近电机的额定工作条件。
3. 加强维护和检修：定期对电机和差动保护装置进行维护和检修，确保其正常工作。
高压电机工作原理和常见故障处理
高压电机工作原理和常见故障处理培训人：涂永刚一、高压电机说明及工作原理1、电机产品型号及标识规定Y-异步电动机T-同步电动机TF-同步发电机QF-汽轮发电机Z-直流电动机ZF-直流发电机SF-水轮发电机Q-潜水电机S1-工作制IC-冷却方式IM-安装形式IP-防护等级三相交流异步电动机的效率：η=P/（√3*U*I*COSφ）其中，P—是电动机轴输出功率，U—是电动机电源输入的线电压，I—是电动机电源输入的线电流，COSφ—是电动机的功率因数2、电动机的输出功率：指的是电动机轴输出的机械功率输入功率指的是：电源给电动机输入的有功功率：P=√3*U*I*COSφ（KW）按说电动机的输入功率应该指的是电源输入的视在功率：S=√3*U*I 这个视在功率包括有功功率(电动机的机械损耗、铜损、铁损等)、无功功率。
额定功率=U*I*√3*cosφ*η3、三相交流异步电动机定子部分：机座，定子铁芯、线圈、绝缘材料、端盖、轴承盖、轴承转子部分：轴、转子铁芯、铸铝笼条、绕线转子、导线、连接环、滑环4、公司高压电机：我公司是指供电电源系用三相交流电，电压等级是6000V三相异步电机。
分类：我公司高压电机分两种：绕线式，鼠笼式。
用途：鼠笼式：一般用于大型斗提及皮带机等一般负载。
绕线式：一般用于球磨机、立磨、破碎机、大型风机等高起动转矩场所。
5、工作原理5.1．高压电机接通线电压为6KV三相初相位相差1200正弦交流电，定子绕组有三相电流通过，在定子铁芯产生一个旋转磁场，静止的转子同旋转磁场有了相对运动，转子导线切割磁力线而产生感应电动势，转子导线是一个闭合的回路因而产生感应电流，电流在磁场作用下产生电磁力，使转子随旋转磁场旋转方向转动起来。
5.2．异步电机指电机的额定转速小于其旋转磁场的速度的电机，使转子与旋转磁场之间速度保持一定差异，始终使转子能切割磁力线保持电机运转。
5.3．转差率是分析异步电机运转特性的一个重要数据，其公式：S＝n1-n2/n1n1:旋转磁场的速度n2:电机转子速度。
大型电动机高阻抗差动保护原理、整定及应用
大型电动机高阻抗差动保护原理、整定及应用大型电动机高阻抗差动保护原理、整定及应用一、引言随着电力系统的发展和电动机的广泛应用，电动机保护也变得越来越重要。
其中差动保护是电动机保护中常用的一种方法，它可以有效地检测电动机的故障并及时采取保护措施。
本文将介绍一种常用的差动保护方案——大型电动机高阻抗差动保护，包括其原理、整定方法以及应用。
二、大型电动机高阻抗差动保护原理大型电动机高阻抗差动保护是一种基于电流差动原理的保护方案。
它通过比较电动机的输入和输出电流来检测电动机的故障。
具体原理如下：1. 故障前状态：电动机的输入和输出电流应该是相等的，差动电流为零。
2. 故障发生：当电动机发生故障时，比如转子绕组短路或绝缘损坏，会导致差动电流增大。
3. 保护动作：差动保护装置会监测输入和输出电流的差值，当差值超过设定的阈值时，会发出保护信号，触发断路器断开电路，以保护电动机不受进一步损坏。
三、大型电动机高阻抗差动保护整定方法1. 阻抗整定：大型电动机高阻抗差动保护的阻抗整定是非常关键的一步。
阻抗整定的目的是确定差动电流的阈值，使其能够准确地检测电动机的故障。
阻抗整定一般通过实验来进行，根据电动机的特性和运行状态来确定阈值。
2. 故障判据：大型电动机高阻抗差动保护的故障判据一般是根据电动机的额定电流和差动电流的比值来确定的。
当差动电流与额定电流的比值超过一定的阈值时，就判定为电动机故障。
3. 阈值设定：阈值设定是根据电动机的特性和运行条件来确定的。
一般来说，阈值设定应该略大于电动机在正常运行状态下的差动电流，以确保能够准确地检测到故障。
四、大型电动机高阻抗差动保护应用大型电动机高阻抗差动保护广泛应用于各种大型电动机的保护中，尤其是对于容易发生故障的电动机，如高压电机、重载电机等。
它可以有效地检测电动机的故障，避免因故障而导致设备损坏甚至事故发生。
大型电动机高阻抗差动保护还可以与其他保护装置相结合，形成多重保护，提高电动机的安全性和可靠性。
高压电机工变频切换差动保护动作原因
高压电机工变频切换差动保护动作原因一、引言高压电机工变频切换差动保护是电力系统中的一项重要保护措施，其作用是在电机出现差动故障时，及时切断电路以保护设备和人员的安全。
然而，在实际应用中，有时会出现误动作的情况，即保护装置错误地将正常运行的电机误认为是差动故障，导致电机停机，造成不必要的损失。
本文将探讨高压电机工变频切换差动保护误动作的原因。
二、高压电机工变频切换差动保护概述高压电机工变频切换差动保护是一种应用于电力系统中的差动保护装置，主要用于保护高压电机运行过程中的差动故障。
差动保护装置通常由主保护和备用保护两部分组成，主保护是指在正常运行时起作用的保护装置，备用保护是指在主保护失效时起作用的备用装置。
工变频切换差动保护是一种常用的备用保护装置，它通过检测电流的差值来判断电机是否存在差动故障，并在发现差动故障时切断电路，以保护设备和人员的安全。
三、高压电机工变频切换差动保护误动作原因1. 电机运行条件变化导致的误动作高压电机在运行过程中，由于负载变化、电网电压波动等原因，电机的运行条件可能会发生变化。
这些变化会导致电机运行时的电流和相位发生变化，进而影响差动保护装置的工作。
当电机运行条件变化较大时，差动保护装置可能会误判为差动故障，触发保护动作。
2. 差动保护装置参数设置不合理导致的误动作差动保护装置的参数设置对误动作有着重要影响。
参数设置不合理可能导致保护装置对正常运行电机的误判。
例如，过高的灵敏度设置会增加保护装置的误动作概率，而过低的灵敏度设置则可能导致保护装置对差动故障的误判。
此外，差动保护装置的时间延迟设置也需要合理，过长的时间延迟可能导致保护装置对差动故障的反应不及时，而过短的时间延迟则容易误动作。
3. 差动保护装置元件故障导致的误动作差动保护装置由多个元件组成，如电流互感器、继电器等。
这些元件如果发生故障，可能会导致保护装置的误动作。
例如，电流互感器的变比漂移、继电器的接触不良等故障都可能导致保护装置误判为差动故障。
三种电动机差动保护原理的分析
三种电动机差动保护原理的分析摘要：国内常用比率制动式纵差保护以及国外运用广泛的高阻抗差动保护和磁平衡差动的保护，针对电动机差动保护经常误动得现状,分析这三种差动保护的优缺点以及误动的原因。
关键词：电动机差动保护比率制动高阻抗磁平衡误动0 概述微机型电动机保护广泛应用于发电厂和大型厂矿企业, 一般电动机都装设综合保护,火力发电厂厂用电设计技术规定上规定2MW及以上的电动机以及2MW以下中性点具有分相引线的电动机，当电流速断保护灵敏性不够时应装设纵联差动保护，作为电动机的相间短路或匝间短路的主保护。
1 基于比率制动的纵差保护的动作原理及分析比率制动式纵差保护继电器的差动电流id和制动电流ires各为id= i1- i2=（1- 2）/naires=（i1- i2）/2=（1+ 2）/2na当差动保护区外短路时外部短路电流k•ou为1= 2= k•ou，id =0随着外部短路电流k•ou的增大，虽然不平衡电流和差动电流id均有所增加，但是制动电流ires随k•ou的线性增大继电器的动作电流也就相应的增大，从而达到保护不误动的目的，保护动作的判据：|I1-I2|≥Iset|I1-I2|≥K|(I1+ I2)/2|Iset为保护最小的动作电流，K为比率制动系数。
比率制动差动保护就是依靠动作电流和制动电流的动态变化，当两个判据同时满足使保护在区内故障灵敏动作。
接入差动保护的电流为设置在电动机三相电缆输入端（中压开关柜）及电动机的中性点的三组电流互感器二次三相电流，电动机差动保护由三个分相差动原件组成。
由于用于电动机的差动保护CT空间安装位置不同，造成二次回路阻抗大小不一致CT有不同的传变特性，在电动机启动或者外部短路时，容易引起差动保护误动。
所以比率制动差动保护引入比率制动系数K。
在实际情况中可以给差动元件80~100ms的动作延时，以便躲过电动机启动时的不平衡电流，防止电动机启动时保护误动也可以在保护装置中增加谐波制动。
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高压电机差动保护原理及误动作故障分析
电机差动保护主要应用到大型的高压电机当中，一旦出现故障就会造成电机的损坏，给正常的生产带来影响，造成巨大的经济损失。
因此，要做好高压电机差动保护。
标签：高压电机；差动保护；原理；误动；故障排除
1 前言
高压电机差动保护是电机设备保护的关键，对于设备的稳定运行提供有效的保障。
2 差动保护的原理
差动保护是大型高压电气设备广泛采用的一种保护方式。
就水利水电工程而言，它主要用来保护10KV及以上高压电机或具有6个引出线的重要电机的主要保护措施。
当电流速断保护不能满足灵敏度要求时，通常装设纵差保护作为电机相间短路故障的主保护。
差动保护是基于被保护设备的短路故障而设。
当电机绕组发生相间短路故障时，它能快速反应并动作，使出口断路器在第一时间跳闸，从而起到保护电机并防止故障进一步扩大的作用。
它的基本原理是：在电机的进口（高压开关柜内）和出口（电机中性点柜内）分别装设型号相同、变比相同的电流互感器，电流互感器二次侧按循环电流法接线。
即两端电流互感器一、二次侧的异极性相连，并在两连线之间并联接如差动继电器。
继电器线圈流过的电流是两侧电流互感器二次侧电流之差。
在正常情况下，电机首尾两端电流相等，即流入电机的电流与流出电机的电流差值为零，也就是电机首尾两端电流互感器二次侧电流差值为零，此时电机运行正常，差动保护不动作。
如电机绕组发生相间短路故障，此时，流入电机的电流远远大于流出电机的电流，即电机首尾两端电流互感器二次侧电流存在差值，此时差动继电器动作，从而驱使高压开关柜内的断路器跳闸，达到保护电机的目的。
在科学日新月异发展的今天，过去那种以模拟继电器为主的保护方式，早已被数字综合保护装置所代替，且稳定性、准确性和可靠性大大提高，以及安装、调试的方法也大为简单，但差动保护的基本原理却是相同的。
3 差动保护误动的原因
实际调试过程中，尤其是在高压电机初次启动时，在电机内部没有任何故障的情况下，差动保护会在电机启动的瞬间动作，造成电机启动失败。
主要有以下3方面原因：
3.1差动保护的电流整定值计算不恰当，即差动保护的电流整定值小于电机启动的峰值电流。
3.2电机启动瞬间存在暂态峰值电流，而使电机首尾两端的电流不平衡，即电机两端的电流互感器二次侧电流不平衡，从而使差动保护动作。
其主要原因是差动保护动作的时间没有躲过电机的启动时间。
3.3电机首尾两端的电流互感器负载不平衡。
在实际安装过程中，高压开关柜与电机中性点柜距离很长，即电机两端的电流互感器距离很远，因为动力电缆长度不同，它的阻值也不同，这就造成电机两端的电流互感器负载不同，就会产生不同的负载电流，即电机两端电流互感器二次侧电流存在差值，从而导致差动保护误动。
4 故障排查
4.1电流互感器的极性不正确，绕组相序正确，电流互感器极性错误。
例如，假设现在计算出定子的电流，相位电流互感器在定子中心的极性是相反的。
类似地，如果有两个或三个电流互感器极性不对应于差分电流，则可以计算差值。
4.2变压器两侧的比例不同。
对于由两侧电流互感器的不同比例引起的差动电流，我们可以判断相同方向两端的电流是否与保护装置中的电流成比例，并改变电流互感器的转换系数保护装置的参数设置两侧电流互感器的比例不同。
一般情况下双方的电流互感器特性和变比都相同，应尽量使用电流互感的相位特性设备。
差分区域有两点以上。
继电器保护二次回路接地，除了安全要求外，在几个电流连接到电流互感器或变压器二次回路时，只能一点点接地。
4.3电机启动故障时的差动运行。
在启动大量非周期谐波分量的过程中，起动电流一般大于电机的额定电流，風扇电机的启动时间较长。
所以在设计差分保护这个不合时宜的时候，在出错的过程中是非常大的。
从电流互感器二次负载分析，启动过程中，特别是在低速启动电流较大时，由于差动保护两侧的电流互感器特性会导致大的不平衡电流，可能导致差动保护故障在实际项目中，由于电机位置和电源柜彼此远离，即使电流互感器两端的特性，电流两侧的电流互感器二次侧负载仍然很大差异，可能导致差动保护故障。
4.4电机启动时的差动保护故障原因是由于变压器二次负载不匹配，中性点电流互感器过饱和，电流互感器不饱和，导致电流不平衡。
以下方法可用于减少和防止电动机起动故障的差动保护：①增加差动运行电流和差速制动系数可以逃脱，但这样会降低正常工作在灵敏度上的保护灵敏度不高，可以适当提高差动运行电流和差速制动系数，减少机会差动保护。
②减小电机侧的电流互感器二次负载。
通过增加二次电缆的横截面积来减小回路阻抗对减少二次负载有很大的帮助。
③在设计中，使用容量较大。
对于已安装且不能更换的情况，可以将一组中性电流互感器的备用绕组与原始绕组串联连接，以增加中性点的容量。
④使用二次电流小。
由于二次负载与次级电流的平方成比例，所以可变比对次级负载影响很大。
5 结束语
综上所述，通过差动保护的应用提高了高压电机的运行可靠性，促进了设备的稳定作业。
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