高压异步电动机保护的整定
基于油泵异步电动机故障保护电流及整定分析
（ ） 三 定子 故 障原 因分 析
定 予线 圈 故 障原 因 、定 子 线 圈 绝 缘 材 料 老 化 是 运 行 多 年 的 称 故 障 时 ，除 了会 影 响过 电流 外 ，还 会 出现 负序 及 零序 电流 分
定 子 故 障 主 要 有 以下 几 种 情 况 ： （） 定 子 线 曙 主绝 缘 和 匝 １ 问绝 缘 薄 弱 处 的 绝 缘 层 磨 损 。（ ） 子 部 线 曩 连 接 线 烧 损 ， 扎 ２定 绑
引线 鼻 藏 面 也 小 。
（ ） 子 部 位 二 转
异步电动机的故障可分 为对称帖故障和不对称性故障 。 １ 对称故障（ ． 过载 ， 堵转 ， 兰相短路等） 其特征是三相 电流 来反映 ， 电动机对称过载 时， 当 电流 一 般在 １ ． ５倍 的额定 电 ２～ 流； 堵转情况下 ， 电流的大小近 于电动机的起动 电流 ， 一般在 ５
导 致 通 风 不 良 ，更 加速 绝缘 层 过 热 老 化 。 过火 的启 动 电流 则 引
Ｋ， ／ ＆ Ｒ ＝（ ． ５～ ６ １２ ） （） １
转 予 损 耗 （ 要 是铜 耗 ） 主 与其 电阻 成 正 比 ， 故数 值 相 同 的 负
起 端 部 连 线 年 引 线 接 头 处 过热 开焊 。 当 绝缘 老化 严 重 ，强度 不 序 电流 的损 耗 近 似 于 正 序 电流 的 损耗 的 倍 ， 电动 机 的 定 子绕 ¨ 对
用。
一
另 一类 为 取 电 流信 号 的保 护 类 型 ，电流 信 号 的保 护 类 型 比较 常 纹 ， 着 裂 纹 的 不 断 扩 展 ， 随 当应 力 摄 太 值 超 过其 疲 劳 析
保护
4.5 3~10 KV电动机的保护4.5.1 设计规范对保护置要求（1）对电压为3KV及以上的异步电动机和同步电动机的下列故障及异常运行方式，应装设相应的保护装置：1）定子绕组相间短路；2）定子绕组单相接地；3）定子绕组过负荷；4）定子绕组低电压；5）同步电动机失步；6）同步电动机失磁；7）同步电动机出现非同步冲击电流。
（2）对电动机绕组及引出线的相间短路，装设相应的保护装置，应符合下列规定：1）2MW以下的电动机，宜采用电流速断保护，保护装置宜采用两相式。
2）2MW及以上的电动机，或电流速断保护灵敏系数不符合要求的2MW以下电动机，应装设纵联差动保护。
3）保护装置应动作于跳闸。
对于具有自动灭磁装置的同步电动机，保护装置尚应动作于灭磁。
（3）对单相接的故障，当接地电流大于5A时，应装设有选择性的单相接地保护；当接地电流小于5A时可装设接地检测装置。
单相接地电流为10A及以上时保护装置动作于跳闸；单相接地电流为10A以下时，保护装置可动作于跳闸或信号。
（4）对电动机的过负荷应装设过负荷保护，并应符合下列规定：1）生产过程中易发生过负荷的电动机应装设过负荷保护。
保护装置应根据负荷特性，带时限作用于信号或跳闸。
2）起动或自起动困难、需要防止起动或自起动时间过长的电动机，应装设过负荷保护，保护装置应动作于跳闸。
（5）对母线电压短时降低或中断，应装设电动机低电压保护，并应符合下列规定：1）当电源电压短时降低或短时中断后又恢复时，需要断开的次要电动机和有备用自动投入机械的电动机，应装设低电压保护。
2）根据生产过程不允许或不需要自起动的电动机，应装设低电压保护3）在电源电压长时间消失后须从电力网中自动断开的电动机，应装设低电压保护。
4）保护装置应动作于跳闸。
（6）对同步电动机失步，应装设失步保护。
失步保护带时限动作，对于重要电动机，动作于再同步控制回路；不能再同步或根据生产过程不需要再同步的电动机，应动作于跳闸。
高压电动机差动保护原理及注意事项
精心整理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当电动图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，用两个型型继电器，为躲过电动机启动时暂的延时动作于跳闸。
如果是微机保护装置，则只需将CT（电的为极性端。
所示。
电流互感器应具有相同的特性，并能满足IIIIIIBTJ ：保护跳闸继电器，ACT ：保护动作信号继电器 I ∑＝(I 1+I 2)/2为电动机的和电流幅值 I d ＝I 1-I 2电动机的差电流幅值 I da ：A 相差动电流 I dc ：C 相差动电流 I sd I set I N K t dz t 1、 整定值I 2、 ●何为比率差动？即比率制动，又称穿越电流制动，这种制动作用与穿越电流的大小成正比，因此保护的起动电流随着制动电流的增加而自动增加。
起动电流/制动电流称为制动系数，从这点上可称为比率制动。
●为什么要计算和电流？●本保护带70ms 的延时，以避开启动开始瞬间的暂态峰值电流。
3、 整定值自动加倍 I d -I set >K(I ∑-I N )为防止在电动机较大的启动电流下，由于始末端CT 不平衡电流引起本保护误动作，一般微机保护在启动过程中给整定值自动加倍功能，最小动作电流Iset 和比率制动系数K 自动加倍。
异步电动机的保护与控制
器作代表说明的 ， 与过载保护特性 曲线 的交点 电流为 Ｉ 若考虑熔 断器 ； ，
特性的分散性 ， 则交点电流有 Ｉ 及 Ｉ ｓ Ｂ两个 ， 此时就要求 Ｉ及 以下 的过 ｓ
电流 应 由过 载 保 护 装 置 来切 断 电路 ， Ｉ 以上 直 到允 许 的极 限 短路 电 ｂ及
流则 由短路保 护装置来切断 电路 ， 以满足选择性要求。显然 ， Ｉ—ｌ 在 ｓ Ｂ 范 围内就很难确保有选 择性 ．阕此要求该范 闱应尽量小 。从现行 ＩＣ Ｅ 标准规定来看 ， 极限值为 Ｉ＝Ｏ７ ｉ Ｉ ＝１ ５Ｊ 目前 过载保护装 置的 ｓ ．５ｊ ｂ １。 ， ２ 额定接通和分断能力均按 ０７ Ｕ考核 ， 然偏低一些 ， １Ｃ标准修 改 ．５ 从 Ｅ 的动向， 今后有可能按 Ｉ 考核 ， Ｊ 以提高其可靠性 。凶此 Ｅ述的协调配合
２ 检测线圈测温电动机定子每相绕组中埋入 ｌ２ 、 一 个检测线圈， 由自
动平衡式温度计来监 视绕组温度。 ３ 热敏电阻温度继电器它直接埋入 电动机绕组 中， 旦超过规定 、 一
温度， 电阻值急剧增大 １— ｌ０ 倍。使用时 ， 其 Ｏ ００ 配以电子电路检测 ， 然
后使继 电器动作。产 品如 Ｊ Ｗ９系列船用 电子温保 护装置与异步电动机 的协调配合为 了确保异步 电动机 的正 常运行及对 其进行有效 的保护 ，
科技信息
专题 论 述
异 电动栅胭保护与控制
大 同煤矿 集 团煤 峪 口矿机 电科 曲效健
［ 摘 要］ 本文 阐述 了异 步电动机的保 护与控制关 系， 过载保护装置与电动机 、 过载保护装置与短路保 护装置的协调 配合 。 ［ 关键词 ］ 异步 电动机 使 用中， 应按照电动机 的容量 、 型式 、 控制方式和配电设备 等不 同来选择相适应的保 护装置及 起动设备。 电动机的保护与控制关 系 作为触桥 串在电动机 回路 ， 既有流过的过载电流使其发热， 又有 电动机 温度使其 升温 ， 达到一定值 时， 双金属片瞬间反跳动作 ， 触点断开， 分断 电动机 电流 。它可作小型三相电动机 的温度 、 过载和断相保护。产 品如
电动机保护
（2）低定值按躲过电动机的启动电 流整定。
1）启动电流指母线出口短路切除后电压恢 复过程中的电动机电流。按经验可取：
Iop.l Krel K astIM .N / nTA 1.3 5 IM .N / nTA 6.5IM .N / nTA
2）按躲过区外出口短路的电动机最 大反馈电流整定。
Iop.l Krel K fbIM .N / nTA 1.3 6 IM .N / nTA 7.8IM .N / nTA
高压电动机、馈线、变压器 保护及其整定计算
一 高压电动机配置的保护
•容量在200KW及以上的电动机一般 •采用高压电动机。
断路器采用真空断路器、 FC（真空接触器+高压熔断器）
一 高压电动机配置的保护
• 1 容量在2000KW及以上的电动机应
采用纵联差动保护； • 2 磁平衡差动保护； • 3 电流速断保护； • 4 负序电流保护；
动作时间： 按与切除区外短路保护的最长时间 配合。一般取：
T2.op.set 1s
（五）零序过电流保护的整定计算
1 中性点不接地系统的单相接地保护
按躲过区外单相接地时，流过保护 安装处的单相接地电流计算。
3I 0.OP.set
K
rel
I
(1) K
I (1) K
3IC
I C 为被保护设备的单相电容电流。
I res I res0
采用和电流接线方式：
I d | IT IN |
IN
M
I res
1 2
| IT
IN
|
IT
采用差电流接线方式：
Id | IT IN |
I res
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|
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异步电动机的电气装置保护
异步电动机的电气装置保护摘要：该文阐述了异步电动机的保护与控制关系，介绍了异步电动机的各种保护装置。
电动机保护主要有两大类：采用电流检测型的有热继电器，带有热磁脱扣的电动机保护用断路器，电于式和固态继电器，带电子式脱扣的电动机保护用断路器以及软起动器；直接检测电动机绕组温度的温度检测型有双金属片温度继电器、热保护器、检测线圈和热教电阻温度继电器等，但由于需直接埋入电机绕组，价格较贵、维修困难等原因，仅在部分频繁操作场合使用。
最后指出不管采用何种保护装置，必须考虑过载保护装置与电动机、过载保护装置与短路保护装置的协调配合。
关键词：异步电动机；保护装置；控制1 电动机的保护与控制关系通常来说，电动机的保护主要和控制方式有关。
尽可能地实现控制中有保护，保护中有控制。
例如，在电动机起动时会有四到七倍的额定起动电流。
如果使用接触器来控制的话，就必须保证电器的接触头能够承受住起动电流的接通考核。
但是即使是可以反复使用的接触器长时间的接触起动电流，也会造成触头磨损，进而破坏电器，而塑料外壳的断路器就更不能达到这种要求了。
所以为了解决这种问题，我们可以在使用过程中把电动机和启动器一起串联在主回路之中，这时候主要就是依靠启动器的接触器直接来承受起动电流，而至于保护部分，则可以由其他装置来完成。
2 电流检测型保护装置2.1 热继电器主要是利用负载电流流过来进行校准电阻元件，这就会导致双金属热元件在受到高温加热之后产生变形弯曲，进而使继电器的触点破坏了以前的动作。
热继电器的动作时间准确性不是很高，但是对电动器却有十分有效的保护作用。
随着热继电器的结构设计不断提高和改进，它在原有功能的基础上还具备了温度补偿功能，而且还具有对电动机负载不平衡现象的保护功能等等。
2.2 针对带有热磁脱口的电动机保护主要是使用热式断路器，它的用途、动作及原理和热继电器是基本相似的，它的双金属元件在受到高温加热会出现弯曲现象并直接顶到脱口装置上，而有的时候会出现触点相接通的情况，最后导致断路器直接断开。
继电保护整定计算公式汇总
继电保护整定计算公式汇编为进一步规范我矿高压供电系统继电保护整定计算工作,提高保护的可靠性快速性、灵敏性,为此,将常用的继电保护整定计算公式汇编如下,仅供参考;有不当之处希指正：一、 电力变压器的保护：1、 瓦斯保护：作为变压器内部故障相间、匝间短路的主保护,根据规定,800KVA 以上的油浸变压器,均应装设瓦斯保护;（1） 重瓦斯动作流速：～s;2轻瓦斯动作容积：S b ＜1000KVA ：200±10%cm 3；S b 在1000～15000KVA ：250±10%cm 3；S b 在15000～100000KVA ：300±10%cm 3；S b ＞100000KVA ：350±10%cm 3;2、差动保护：作为变压器内部绕组、绝缘套管及引出线相间短路的主保护;包括平衡线圈I 、II 及差动线圈;3、 电流速断保护整定计算公式：1动作电流：Idz=Kk ×I 3dmax2继电器动作电流：u i d jx K dzj K K I K K I ⨯⨯⨯=2max )3(其中：K k —可靠系数,DL 型取,GL 型取K jx —接线系数,接相上为1,相差上为√3I 3dmax2—变压器二次最大三相短路电流K i —电流互感器变比K u—变压器的变比一般计算公式：按躲过变压器空载投运时的励磁涌流计算速断保护值,其公式为：其中：K k—可靠系数,取3～6;K jx —接线系数,接相上为1,相差上为√3I1e—变压器一次侧额定电流K i—电流互感器变比2速断保护灵敏系数校验：其中：I2dmin1—变压器一次最小两相短路电流I dzj —速断保护动作电流值K i—电流互感器变比4、过电流保护整定计算公式：（1）继电器动作电流：其中：K k—可靠系数,取2～3井下变压器取2;K jx —接线系数,接相上为1,相差上为√3I1e—变压器一次侧额定电流K f—返回系数,取K i—电流互感器变比2过流保护灵敏系数校验：其中：I2dmin2—变压器二次最小两相短路电流I dzj —过流保护动作电流值K i—电流互感器变比K u—变压器的变比过流保护动作时限整定：一般取1～2S;5、零序过电流保护整定计算公式：1动作电流：其中：K k—可靠系数,取2;I2e—变压器二次侧额定电流K i—零序电流互感器变比适用于Y—Y0—12接线的变压器2零序过电流保护灵敏系数校验：其中：I d1min2—变压器二次最小单相短路电流I dz —零序过流继电器动作电流值K i—零序电流互感器变比二、高压电动机的保护：1、电流速断保护：1异步电动机：其中：K k—可靠系数,DL型取～,GL型取～K jx —接线系数,接相上为1,相差上为√3I qd—电动机的启动电流I qd=n qd×I de=5～6I deK i—电流互感器变比注：带排水泵的电机启动电流应按所配电抗器的参数进行计算2同步电动机：①应躲过起动电流按异步电动机速断保护公式计算②应躲过外部短路时输出的电流：其中：K k —可靠系数,DL 型取～,GL 型取～K jx —接线系数,接相上为1,相差上为√3K i —电流互感器变比I’’dmax —最大运行方式时,外部三相短路时,同步电动机的反馈电流其中：X ’’d —同步电动机次暂态电抗标么值φe —电动机额定功率因数角I e —电动机额定电流取其中最大者为同步电动机的速断保护值3速断保护灵敏系数校验：同步电动机、异步电动机其中：I 2dmin —电机出口处最小两相短路电流I dzj —速断保护动作电流值K i —电流互感器变比2、纵联差动保护：1躲过下列不平衡电流,取其较大者：①异步或同步电动机,由起动电流引起的不平衡电流：其中：K k —可靠系数,取～I qd —电动机的启动电流I qd =n qd ×I de =5～6I deK i —电流互感器变比②躲过外部短路时,同步电动机输出电流引起的不平衡电流： 其中：K k —可靠系数,取～max ''d I —同步电动机外部三相短路时的输出电流K i—电流互感器变比2纵联差动保护灵敏系数校验：其中：min)2(I—保护装置安装处最小两相短路电流dI dz —纵差保护动作电流K i—电流互感器变比3、过流保护：1动作电流：其中：K k—可靠系数,动作于信号时取,动作于跳闸时取～K jx —接线系数,接相上为1,相差上为√3I e—电动机的额定电流K f—返回系数,取K i—电流互感器变比2对同步电动机兼作失步保护的动作电流：其中：K jx —接线系数,接相上为1,相差上为√3I e—同步电动机的额定电流K i—电流互感器变比3过流保护动作时限：应躲过电动机的起动时间,t＞ t qd,一般取10～15S4、低电压保护：1动作电压取50%电机的额定电压;2动作时限取1S不需自起动、10～15S需自起动三、电力电容器保护1、电流速断保护；1动作电流：其中：K jx —接线系数I e—单台电容器的额定电流n—每相电容器安装台数K i—速断保护电流互感器变比K—可靠系数,考虑躲过冲击电流取2～k2速断保护灵敏系数校验：其中：I2dmin—被保护电容器安装处最小两相次暂态短路电流I dzj —速断保护动作电流值K i—电流互感器变比2、当电容器容量较小时300KVar以下,可采用熔断器保护相间短路,熔体的额定电流按下式选择：其中：I ce—电容器组的额定电流K—可靠系数,取2～k四、3～10KV线路的保护1、架空线路的保护整定1电流速断保护：其中：K—可靠系数,DL型取,GL型取kK jx—接线系数,均为1I3dmax—被保护线路末端三相最大短路电流K i—速断保护电流互感器变比一般计算公式：按躲过最大设备起动电流加其余设备的额定电流之和计算;注：新站至井下主供电缆回路按被保护线路末端三相最大短路电流的30%～50%计算整定值;2电流速断保护灵敏系数校验：其中：min )2(d I —保护安装处最小两相短路电流I dzj —速断保护动作电流值K i —电流互感器变比3电流速断最小保护范围校核被保护线路实际长度应大于被保护线路的最小允许长度 被保护线路的最小允许长度：其中：K K —可靠系数,DL 型取,GL 型取α—系数,最小与最大运行方式系统计算电抗之比 β—被保护线路允许的最小保护范围,取l Z *—被保护线路每公里阻抗标么值;l Z *=l l X R 2*2*+ 也可用公式：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯=max ,min 231x dz xp O X I U X l 其中：U xp —保护安装处的平均相电压,VX x,max —最小运行方式下归算到保护安装处的系统电抗,Ω X 0—线路每公里电抗,Ω/Km4过电流保护：其中：K k—可靠系数,考虑自起动因素时,取2～3,不考虑自起动因素时,DL型取,GL型取K jx —接线系数,接相上为1,相差上为√3I‘lm—被保护线路最大计算负荷电流,当最大负荷电流难以确定时,可按两倍的电缆安全电流计算,此时,可靠系数取１;K i—电流互感器变比K f—返回系数,取5过流保护灵敏系数校验：近后备：5.1min)2(≥⨯=idzjdl KIIK其中：I2dmin—被保护线路末端最小两相短路电流 I dzj —过流保护动作电流值K i—电流互感器变比远后备：2.1min)'2('≥⨯=idzjdlKIIK其中：I2‘dmin—远后备计算点最小两相短路电流 I dzj —过流保护动作电流值K i—电流互感器变比2、电缆线路的保护整定1电流速断保护：其中：kK—可靠系数,DL型取,GL型取K jx—接线系数,均为1I3dmax—被保护线路末端三相最大短路电流K i—速断保护电流互感器变比一般计算公式：按躲过最大设备起动电流加其余设备的额定电流之和计算;注：新站至井下主供电缆回路按被保护线路末端三相最大短路电流的30%～50%计算整定值;2电流速断保护灵敏系数校验：其中：min)2(I—保护安装处最小两相短路电流dI dzj —速断保护动作电流值K i—电流互感器变比3过电流保护：其中：K k—可靠系数,取～K jx —接线系数,接相上为1,相差上为√3I‘lm—被保护线路最大计算负荷电流,应实测或用额定值乘以需用系数求得,此时,可靠系数取～,当最大负荷电流难以确定时,可按两倍的电缆安全电流计算,此时,可靠系数取1;K i—电流互感器变比K f—返回系数,取4过流保护灵敏系数校验：近后备：5.1min)2(≥⨯=idzjdl KIIK其中：I2dmin—被保护线路末端或变压器二次侧最小两相短路电流 I dzj —过流保护动作电流值K i—电流互感器变比五、高防开关电子保护器的整定：1、电子式过流反时限继电保护装置,按变压器额定电流整定;I Z≤I e。
继电保护整定计算公式大全
继电保护整定计算公式汇编为进一步规范我矿高压供电系统继电保护整定计算工作，提高保护的可靠性快速性、灵敏性，为此，将常用的继电保护整定计算公式汇编如下：一、电力变压器的保护：1、瓦斯保护：作为变压器内部故障（相间、匝间短路）的主保护，根据规定，800KVA以上的油浸变压器，均应装设瓦斯保护。
（1）重瓦斯动作流速：0.7～1.0m/s。
（2）轻瓦斯动作容积：S b＜1000KVA：200±10%cm3；S b在1000～15000KVA：250±10%cm3；S b在15000～100000KVA：300±10%cm3；S b＞100000KVA：350±10%cm3。
2、差动保护：作为变压器内部绕组、绝缘套管及引出线相间短路的主保护。
包括平衡线圈I、II及差动线圈。
3、电流速断保护整定计算公式：（1）动作电流：I dz=K k×I(3)dmax2继电器动作电流：其中：K k—可靠系数，DL型取1.2，GL型取1.4；K jx —接线系数，接相上为1，相差上为 I(3)dmax2—变压器二次最大三相短路电流；K i—电流互感器变比；K u—变压器的变比一般计算公式：按躲过变压器空载投运时的励磁涌流计算速断保护值，其公式为：其中：K k—可靠系数，取3～6。
K jx —接线系数，接相上为1，相差上为；I1e—变压器一次侧额定电流；K i—电流互感器变比（2）速断保护灵敏系数校验：其中：I(2)dmin1—变压器一次最小两相短路电流；I dzj —速断保护动作电流值；K i—电流互感器变比4、过电流保护整定计算公式：（1）继电器动作电流：其中：K k—可靠系数，取2～3（井下变压器取2）。
K jx —接线系数，接相上为1，相差上为 I1e—变压器一次侧额定电流；K f—返回系数，取0.85；K i—电流互感器变比（2）过流保护灵敏系数校验：其中：I(2)dmin2—变压器二次最小两相短路电流I dzj —过流保护动作电流值；K i—电流互感器变比；K u—变压器的变比过流保护动作时限整定：一般取1～2S。
高压电动机的继电保护
电流速断保护的动作电流 Iq（b 速断电流），应躲过电动机的最大启动电流 Ist.max
来整定，整定计算的公式为
I qb
Krel Kw Ki
I st .max
（6-49）
式中 Krel 为可靠系数，采用DL型电流继电器时取1.4～1.6,采用GL型电流继电器时 取1.8～2。
2、采用纵联差动保护的接线及其动作电流的整定计算 在3～10kV系统中，电动机差动保护可采用两相两继电器式接线，如图6-46所 示。继电器KA可采用DL-11型电流继电器，也可采用专门的差动继电器（KD）。 差动保护的动作电流，应按躲过电动机额定电流来整定，整定计算的公式为
电力系统失步保护原理及整定计算方法
电力系统失步保护原理及整定方法概述随着电力系统容量不断增加，大型发电厂高压母线的系统阻抗较小，一旦发生系统非稳定性振荡，其振荡中心很容易进入失步发电机变压器组内部，这将严重威胁失步的发电机和系统的安全运行，所以自20世纪90年代以来，我国大型发电机组均加装发电机失步保护，并有多种不同类型判据的失步保护。
1.失步保护的基本原理失步保护的基本原理主要是通过测量阻抗的轨迹变化情况来检测是否失步。
其主要指标有三点，一是测量阻抗轨迹为自左向右或自右向左依次穿越整定阻抗区域，穿越一次则记录为滑极次数加一；二是每穿越一个区域都大于一定延时，以区别于故障以及区分失步振荡和稳定振荡；三是滑极次数达到一定值时，则动作出口。
失步保护要求在短路故障、系统振荡、电压回路断线等情况下，保护不误动作。
国内失步保护主要采用三阻抗元件失步保护动作特性或双遮挡器失步保护动作特性。
这里仅介绍南瑞RCS985保护的三阻抗元件失步保护动作特性。
1.1国产南瑞RCS985发变组保护：失步保护反应发电机失步振荡引起的异步运行，失步保护阻抗元件计算采用发电机正序电压、正序电流，阻抗轨迹在各种故障下均能正确反映。
1.1.1保护采用三阻抗元件失步继电器动作特性, 如下图。
图1.南瑞三阻抗元件失步保护特性图第一部分是透镜特性，图中①，它把阻抗平面分成透镜内的部分I和透镜外的部分O。
第二部分是遮挡器特性，图中②，它把阻抗平面分成左半部分L和右半部分R 。
两种特性的结合，把阻抗平面分成四个区OL 、IL 、IR 、OR ，阻抗轨迹顺序穿过四个区（OL →IL →IR →OR 或OR →IR →IL →OL ），并在每个区停留时间大于一时限，则保护判为发电机失步振荡。
每顺序穿过一次，保护的滑极计数加1，到达整定次数，保护动作。
第三部分特性是电抗线，图中③，它把动作区一分为二，电抗线以上为I 段（U ），电抗线以下为II 段（D ）。
阻抗轨迹顺序穿过四个区时位于电抗线以下，则认为振荡中心位于发变组内，位于电抗线以上，则认为振荡中心位于发变组外，两种情况下滑极次数可分别整定。
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高压异步电动机保护的整定
刘玉福
云南红河学院
摘 要:高压异步电动机在启动、运行过程中会发生一些异常情况,如过电压、低电压、过负荷、电动机
内部线圈绕组短路、开路、接地等。因此,对电动机的启动、运行状态、必须实时监控,并应采取一系列保
护措施以保证电动机的安全、正常运行。
关键词:高压异步电动机;电压;保护
1 引言高压异步电动机具有结构简单、性能稳定及维护简单等特点,在工农业得到广泛利用。但高压异步电动机在启动、运行过程中会发生一些异常情况,如过电压、低电压、过负荷、电动机内部线圈绕组短路、开路、接地等。因此,对电动机的启动、运行状态、必须实时监控,并应采取一系列保护措施以保证电动机的安全、正常运行。本文将对高压电动机的保护整定进行探析。2 过电压保护为了安全起见,在电动机的进线端要设置电压保护装置,用以防止雷击或操作产生的高压对电动机造成破坏。一般的防护措施有装设避雷器、R-C吸收回路、配有过电压继电器的电压互感器等。2.1 过电压有操作过电压、雷击过电压两类。操作过电压由操作或线路谐振所产生,一般不会超过系统正常运行时单相额定电压的3～4倍。因此,采用电压互感器加过电压继电器进行保护比较合适;对于雷击过电压,由于其电压幅值高、电流大,以采用避雷器为宜。2.2 由于高压电动机的定子绕组是采用固体介质绝缘,其冲击耐压试验值比同级电力变压器低1/3左右;加之长期运行后,固体绝缘介质因受潮、腐蚀和老化,会进一步降低其耐压水平。因此,对雷电侵入的保护,宜采用专用于保护旋转电动机的FCD型瓷吹阀式避雷器,或带有串联间隙的金属的氧化物避雷器。2.3 对于定子绕组中性点能引出的高压电动机,
应
在中性点装设避雷器;对于定子绕组中性点不能引
出的高压电动机,可在电动机前面加一段
100～150m的引入电缆,
并在电缆前装设排气式避
雷器或阀式避雷器。而在电动机入口母线上安装一
级并联有电容器(0.25～0.5uf)的FCD型瓷吹阀式
避雷器,以降低沿线侵入的雷电波波头陡度,减轻其
对电动机绕组绝缘的危害。
一般地说,避雷器虽能有效地防止雷击高压,但
会在电动机端口留下残压。因此,现在较多的是采
用R-C吸收回路,它能有效地防止雷击高压。
3
低压电保护
当高压电动机的端电压比其额定电压低
10%
时,由于转矩与电压的平方成正比,其实际转矩只有
额定电压的80%。此时负荷电流将增大
5%～10%,温升降提高10%～15%,
绝缘老化速度
将增加1倍,这将明显地缩短电机的使用寿命。根
据现场的实际要求,当电源电压短时降低或短时中
断后,生产过程不允许电动机自启动。因此,必须加
装低电压保护装置。
3.1 将3
个电压继电器接于电压互感器不同相间
电压,当3个电压继电器均动作时再启动时间继电
器。这种接线的优点是在任何一相断线时不会误
动。为防止2个熔断器熔断时发生误动,3个熔断
器的额定电流不宜相同。
3.2 由于电动机启动时,
电网电压会陡然下降很多
(大约10%～15%)
,
低电压保护应躲过启动初始时
—11—
2007.No.1
高压异步电动机保护的整定
的低电压,采用反时限继电器,其延迟时间约为2～8s,保护装置的动作电压整定为:Udx=Umin/KkKfKu式中Umin为保证电动机自起动的供电母线最低允许电压,一般取0.55～0.65(Ue),这里Ue为额定电压;Kk为可靠系数,取1.2;Kf为返回系数,取1.15;Ku为电压互感器的变化。4 过负荷、速断保护过负荷、速断保护均采用两个电流继电器按两相式接线构成,只不过速断保护采用的两个继电器的量最大。4.1 过负荷保护装置的动作电流整定为Idx=KkKjIe/KfKi式中Kk为可靠系数,取1.2;Kj为电流互感器的接线系数,取1;Ie为电动机的额定电流;Kf为返回系数,取0.85;Ki电流互感器的变化。过负荷保护的动作时间按大于电动机启动时间整定,取10～16s。4.2 速断保护装置的动作电流整定为Idx=KkKjIeKq/Ki式中Kk为可靠系数,取1.4～1.6;Kq为电动机启动倍数,取4～7;Kj,Ie,Ki与过负荷保护相同。5 零序保护零序保护也可作为单相接地保护,将电流互感器套在电缆的外面,从其铁心中穿过的电缆就是电流互感器的一次绕组。因此,互感器的一次电流就是三相电流之和。当发生单相接地故障时,一次测出现零序电流,在互感器二次侧有相应的输出。与采用零序电流过滤器相比,采用零序互感器的优点主要是没有不平衡电流。同时,接线也比较简单。零序保护装置的动作电流整定为Idx=KkIdmax/Ki式中Kk为可靠系数,取3～4;Idmax为外部发生接地故障时,流经本设备的最大接地电容电流。当
单相接地电流为10A及以上时,应瞬时作用于断路
器跳闸;Ki与过负荷保护相同。
6
差动保护
根据有关规定,对电动机的容量在2000kW以
上,当电流速断保护不能满足灵敏度要求时,应装设
纵差动保护。纵差动保护主要是为了防止电动机发
生相间短路,差动保护装置的动作电流整定为
Idx=(1.5～2)I
e/Ki
式中的Ie,Ki与过负荷保护相同。
7
结语
随着新技术的开发和成熟,微机型高压电动机
保护装置也逐渐成熟。由于微机保护具有灵活、高
性能、运行维护方便、可靠性好、硬件尺寸小、硬件负
担轻等优点,所以微机型高压电动机保护装置越来
越多进入各用电企业。我国已成功研制了多套大机
组微机保护装置,并先后投入运行或正时运行,不少
6～10kV
高压电动机采用了多种微机监控和保护
装置。例如浙江乐清生产的WDZ-1(T)、
WDZ-2
(T)
微机型高压电动机保护装置;WDZ系列保护装
置具有电流速断、负序保护、接地保护、过热保护、过
热禁止再起动保护、长起动保护、正序过流保护和欠
压保护等功能。德国康富-英戈尔等国外发电机制
造厂商在中小型发电机上也采用了微机保护装置。
参 考 文 献
[1]吕千.进网作业电工培训教材[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,
1992.
[2]王之平.继电保护题解400列[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,
1990.
[3]杨碧芳.WDZ微机型高压电动机保护的整定及校验.电世界[J],
2006(4).
作者简介
:
刘玉福(1967-),男,工程师,研究继电保护、电
器设备检修技术。
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上海大中型电机
2007.No.1