高压电机整定分析
高低压开关整定
高、低压开关整定计算方法1、1140V供电分开关整定值=功率×0.67, 馈电总开关整定值为分开关整定值累加之和。
2、660V供电分开关整定值=功率×1.15，、馈电总开关整定值为分开关整定值累加之和。
3、380V供电分开关整定值=功率×2.00，、馈电总开关整定值为分开关整定值累加之和。
低压开关整定及短路电流计算公式1、馈电开关保护计算（1）、过载值计算：Iz=Ie=1.15×∑P(2)、短路值整定计算：Id≥IQe+KX∑Ie(3)、效验：K=I(2)d /I d≥1.5式中：I Z----过载电流整定值∑P---所有电动机额定功率之和Id---短路保护的电流整定值IQe---容量最大的电动机额定启动电流(取额定电流的6倍) Kx---需用系数，取1.15∑Ie---其余电动机的额定电流之和Pmax ---------容量最大的电动机I(2)d---被保护电缆干线或支线距变压器最远点的两相短路电流值例一、馈电开关整定：（1）型号：KBZ16-400，Ie=400A,Ue=660V,电源开关；负荷统计Pmax =55KW,启动电流IQe=55×1.15×6=379.5A, ∑Ie =74KW。
∑P=129KW （2）过载整定：根据公式：IZ=Ie=1.15×∑P =129×1.15=148.35A 取148A。
（3）短路整定：根据公式 Id≥IQe+KX∑Ie=379.5+1.15x74=464.6A取464A。
例二、开关整定：（1）、型号：QBZ-200，Ie=200A,Ue=660V,所带负荷：P=55KW。
（2）、过载整定：根据公式：IZ=Ie=1.15×P =1.15×55=63.25A 取65A。
井下高压开关整定：式中：K Jx -------结线系数,取1K k -------可靠系数,通常取(1.15-1.25)取1.2Ki-------电流互感器变比Kf-------返回系数,取0.8Igdz-------所有负荷电流Idz---------负荷整定电流cos￠-----计算系数0.8----1P-----------所有负荷容量U----------电网电压√3--------1.732例1；高压开关屏整定:电流互感器为50/5=10、过流继电器为GL-12，Ie=5A.按变压器容量进行整定，变压器为KBSG-315/6.I gdz=P/√3*U*cos￠=315/1.732×6×0.92=32.9AIdz= Igdz×KJx×KK /Ki×Kf =32.9×1×1.2/10×0.8 =4.94A例2；（为BGP9L-6G高爆开关）整定: 高压开关电流互感器为50/5 按变压器容量为200KVA，额定电流为19.2A根据该配电装置微机高压综合保护器说明书要求：过载电流整定为20A，短路整定为180A（一般整定为额定电流的8-10倍）。
高压整定值计算公式
高压整定值计算公式在变压器保护计算方面，低压厂变通常需要配置差动保护、速断过流、延时过流、过负荷信号、负序过流保护、高压侧零序信号及跳闸、低压侧零序信号或跳闸、温度启动/停止风扇、信号/跳闸以及瓦斯保护。
变压器容量计算公式为S=√3UI。
此外，变压器低压侧的三相短路电流参数表中包括速断保护和过流保护，其中速断保护的计算公式为Idzj＝Kk* I（3）/2max/Ki，而过流保护的计算公式为Idzj＝Kk* Ie/Kf*Ki。
在电动机保护方面，大于2000KW的电动机通常需要配置差动保护和速断过流保护，同时还需要考虑延时过流保护、过负荷信号、负序保护、过热保护、启动时间过长保护、堵转保护、零序保护、过压保护、低压保护以及电动机温度保护。
电动机启动电流倍数通常为5～7倍。
异步电动机的电流速断保护计算公式为Idzj＝Kk*Iqd/(Kjx*Ki)，其中Kk的取值范围为DL型1.4～1.6或GL型1.6～1.8，Kjx接相上为1，相差上为√3，Iqd为电动机的启动电流，Iqd=nqd×Ide，而Ki为电流互感器变比。
同步电动机的电流速断保护需要考虑起动电流和外部短路时输出的电流，其中外部短路时输出的电流的计算公式为Idmax＝Kk*I''dmax/(Kjx*Ki)，而I''dmax为最大运行方式时，外部三相短路时，同步电动机的反馈电流，X''d为同步电动机次暂态电抗标么值，φe为电动机的励磁角。
电动机的速断保护值可由其额定功率因数角和额定电流中取最大值得出。
同时，还需要对速断保护灵敏系数进行校验，其中包括电机出口处最小两相短路电流、速断保护动作电流值和电流互感器变比。
纵联差动保护需要避免不平衡电流的干扰，其中包括异步或同步电动机启动电流引起的不平衡电流和同步电动机输出电流引起的不平衡电流。
可靠系数和电流互感器变比也需要考虑，并进行灵敏系数校验。
过流保护需要考虑动作电流，对于同步电动机还需要兼顾失步保护。
高压整定计算
郑煤集团国瑞公司郑新豫能（新密）煤业有限公司负荷整定计算书（高压部分）机电运输科2016年10月开关整定计算原则1.井下保护装置（电子式反时限保护装置）计算原则(1)、变压器保护计算(1) 过载值整定：Iz=Kx*Kb P∑*15.1(2) 短路值整定：Id=IgeKb IeKx IQe*∑+zI——过载整定值dI——短路保护整定值xk——需要系数，取0.6，主排水泵取0.8∑P—总负荷Kb——变压器变比I Q e——最大起动电流∑Le——其余负荷电流Ige——高压开关额定电流中央变电所高压开关整定计算1、中央变电所G1、G6、G10高爆开关整定：G1、G10高爆开关为中央变电所I进线、II进线，G6为联络开关，高爆开关额定电流为400A，过载值有0.2～1.4倍档可选用，短路值有1.6～10倍档可选用。
(1) 过载值整定：Iz=Kx*Kb P∑*15.1=0.6*（1.15*2107.7）/9.09=160A 整定过载电流为200A，0.5档(2) 短路值整定：由于G1开关为中央变电所动力变压器，所以采用以下公式计算：Id=Kb IeKxIQe∑+=（1771+0.6*1887.7）/9.09=319.4A 整定短路电流为340A2、中央变电所G9高爆开关整定：G9高爆开关控制中央变电所1#动力变压器，高爆开关额定电流为50A ，过载值有0.2～1.4倍档可选用，短路值有1.6～10倍档可选用。
变压器容量P=315 kVA(1) 过载值整定：Iz=Kx*Kb P∑*15.1=0.6*09.95.151*15.1=11.5A整定过载电流为15A ，0.3倍(2) 短路值整定：由于G9爆开关为中央变电所动力变压器，所以采用以下公式计算：Id=Kb IeKxIQe∑+=09.95. 76 *6.075.603+=71.5A整定短路电流为75A3、中央变电所G5高爆开关整定：G5高爆开关控制中央变电所2#变压器，高爆开关额定电流为50A ，过载值有0.2～1.4倍档可选用，短路值有1.6～10倍档可选用。
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。
高压电动机综合保护装置定值计算
《高压电动机综合保护装置定值计算》摘要：以四期循环水和主装置10kV电动机为例说明高压电动机综合保护装置定值的计算。
其中包括：1、相间过流Ⅰ段（速断）；2、相间过流Ⅱ段（过流）；3、负序过流Ⅰ段（I2>>）（不平衡负荷）；4、负序过流Ⅱ段（I2>）（不平衡负荷）；5、热过负荷保护；6、（灵敏）接地保护；7、低电压保护1、相间过流Ⅰ段（速断）：功率在500kW以内，一般取电动机额定电流9-25倍；功率大于500kW，一般取电动机额定电流5-10倍，都是为了避开电动机起动电流。
那么速断定值为：其中，k1取9-25或者5-10，IN为电动机额定电流，CT变比为75/1。
延时0S动作于跳闸。
有些综保具有动态冷负荷起动功能，如果启用该功能，为了提高保护灵敏度，可以适当降低速断定值。
2、相间过流Ⅱ段（过流）：考虑电动机不能超过额定工作状态，当检测到运行电流超过额定电流时，跳闸保护电动机，考虑保护的精度，延时8S动作。
其中，k2取1.1-1.6，IN为电动机额定电流，CT变比为75/1。
延时8S动作于跳闸。
3、负序过流Ⅰ段（I2>>）（不平衡负荷）：考虑外部不对称故障产生的负序电流对保护的影响；母线电压不平衡产生的负序电流对保护的影响；CT断线的影响。
通常负序电流保护整定值取0.8倍额定电流。
其中，k3取1，IN为电动机额定电流，CT变比为75/1。
延时0.5S动作于跳闸。
4、负序过流Ⅱ段（I2>）（不平衡负荷）：其中，k4取0.5（综保必须有CT断线闭锁功能），IN为电动机额定电流，CT变比为75/1。
延时5S动作于跳闸。
5、热过负荷保护：考虑到保护电动机过热，在接近满载时延时告警。
其中，k5取0.8-1.4，多取1，IN为电动机额定电流，CT变比为75/1。
延时10S动作于告警。
6、（灵敏）接地保护：前5个计算出来的定值都为二次值，接地保护考虑一次定值一般取5A或者2A，因为单独装设有零序CT，灵敏度较高，所以锅炉高压电动机取的2A，而四期高压电动机取的5A，那么四期二次定值为：其中零序CT变比为50/1。
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。
井下变电所高压开关整定计算
井下中央变电所高压开关整定计算一、根据地面供电设计计算井下中央变电所短路电流:地面35KV 变电站至井下中央变电所(一回、二回)MYJV22-3*150型矿用聚氯乙烯绝缘钢带铠装交联电力电缆电阻、电抗：0R =0.14*0.85=0。
119Ω 0X =0.08＊0。
85=0。
068Ω 高压系统总阻抗为：=∑R 0.119Ω=∑X 0.74+0。
068=0.8088.6121808.0119.02/100002/2222)2(0=+=∑+∑=XP Ue I d A 二、（一）中央变电所1#干式变压器的计算1＃干式变压器负荷统计：计算电力负荷总视在功率 ϕcos 取0.8 d k 取0.9电力负荷总视在功率为KVA P k S Nd 7.1158.09.090cos =⨯==∑ϕ根据计算负荷，选用KBSG —400/10矿用隔爆型干式变压器. (二)2＃干式变压器的计算2#干式变压器负荷统计：计算电力负荷总视在功率ϕcos 取0.8 d k 取0.8电力负荷总视在功率为KVA P k S Nd 5.1508.08.05.150cos =⨯==∑ϕ根据计算负荷，选用KBSG —400/10矿用隔爆型干式变压器。
（三)3# 移动变电站的计算3#动力移动变电站负荷统计：计算电力负荷总视在功率ϕcos 取0.8 d k 取0。
65电力负荷总视在功率为KVA P k S N d 5.4527.065.04.487cos =⨯==∑ϕ根据计算负荷，选用KBSGZY-630/10矿用隔爆型移动变电站1台。
（四)高压电缆线路参数:1、中央变电所3#高开至采区变电所电缆型号:MYJV22-8。
7/10—3×120mm 2，长度850米.2、中央变电所5＃高开至KBSGZY —630移动变压器,电缆型号：MYJV22-8。
7/10-3×50mm 2,长度200米。
3、中央变电所7#高开至中央变电所1＃水泵软起开关，电缆型号：MYPTJ —8。
井下高压电气整定计算
井下高压电气整定计算变压器保护㈠、过电流继电器的整定值Ia≥ 1.2~1.4KTr·Ki（I N·st＋∑I N）式中Ia——高压配电箱的过电流继电器电流整定值，A；I N·st——起动电流最大的一台或几台（同时起动时）电动机的额定起动电流，A；∑I N——其余电气设备的额定电流之和，A；K Tr——变压器的变压比；当电压为6000/690V时，K Tr＝8.7；当电压为6000/1200V时，K Tr＝5.0；Ki——电流互感器的变流比；1.2～1.4——可靠系数。
㈡、对于Y/Y接线的变压器，灵敏度按下式校验⑴、Ks＝IscKTr·Ki·Ia≥1.5式中Ks——灵敏度系数；Isc——变压器低压侧母线上的最小两相短路电流，A；Ia——过电流继电器的实际电流整定值，A。
⑵、对于Y/Δ接线的变压器，灵敏度按下式校验Ks＝Isc3KTr·Ki·Ia≥1.5式中1.2~1.4Ki—Y/Δ或Δ/Y接线变压器的二次侧两相短路电流折算到一次侧时的系数。
高压电动机保护㈠、瞬时动作的过电流继电器（或过电流脱扣器）Ia≥3I N·st式中Ia——过电流继电器的动作电流，A；I N·st——高压电动机的额定起动电流，A；对于鼠笼型电动机，I N·st＝（5～6）I N；对于绕线型电动机，I N·st＝（1.5～2）I N；I N——高压电动机的额定电流，A；K i——电流互感器的变流比；1.2～1.4——可靠系数。
灵敏度校验：Ks＝IscKi·Ia≥2式中Isc——高压电动机端子上的最小两相短路电流，A。
若高压电动机起动时，在过电流继电器两端并联上分流器，则动作电流值可按下式计算：Ia≥1.2Ki I N灵敏度应按下式进行校验：Ks＝Isc Kp·Ki·Ia≥2式中Kp——并联分流器比㈡、GL型感应式继电器动作电流值的整定计算⒈过负荷保护⑴动作电流值Ia·oL≥Krel×KcKret×Ki I N式中Ia·oL——过负荷保护整定电流值，A；I N——高压电动机的额定电流，A；Krel——可靠系数，一般取Krel＝1.2；Kc——接线系数，当继电器接于两相电流时，Kc＝1；当继电器接于两相电流差时，Kc＝流入继电器的电流与电流互感器二次侧电流的比值；Kret——返回系数。
电动机整定计算及保护设置
一、循环水泵（4台）Pe=450KW Ue=6.3KV cos∮=0.8 变比：nl=100/5=20Ie=Pe／√3×Ue×cos∮=450/(1.732×6.3×0.8)=51.55AIqd=8×Ie=8×51.5=412A（是否是循环水泵启动电流）Ie2=51.55/20=2.57A(1)速断保护（过流I段）Idzj=Kk×Iqd／nl=1.2×8Ie／nl=1.2×412/20=24.74A延时Tzd=0s(2) 过流保护（过流II段，该保护在电动机起动过程中被闭锁）Idzj=Kk×Ie／nl=1.4×Ie／nl=1.4×51.55/20=3.61A延时Tzd=0.5s(3) 过负荷Ig= Kk ×Ie2/0.85＝1.05×2.57/0.85=3.18A延时Tzd=6s(4)负序电流Idzj=Kk×Ie／nl=0.4×51.55／20=1.03A延时Tzd=0.5s(5) 起动时间tqd=15s, 电机厂家核实(6) 低电压Udzj=0.5Ue=65V延时Tzd=9s二、引风机Pe=900KW Ue=6.3KV cos∮=0.8 nl=150/5=30Ie=Pe／√3×Ue×cos∮=560/(1.732×6.3×0.8)=108.5AIqd=8I=8×108.5=868A(1).速断保护（过流I段）Idzj=Kk×Iqd／nl=1.2×8Ie／nl=1.2×868/30=34.72A延时Tzd=0s(2) 过流保护（过流II段，该保护在电动机起动过程中被闭锁）Idzj=Kk×Ie／nl=1.4×Ie／nl=1.4×108.5/30=5.06A延时Tzd=0.5s(3) 过负荷Ie2=108.5/30=5.06AIg= Kk ×Ie2/0.85＝1.05×5.06/0.85=6.25A延时Tzd=6s(4)负序电流Idzj=Kk×Ie／nl=0.4×108.6／30=1.45A延时Tzd=0.5s(5) 起动时间tqd=20s 电机厂家核实(6) 低电压Udzj=0.5Ue=65V延时Tzd=9s高压电动机的几种常规保护一、电动机主要故障1、定子绕组相间短路、单相接地；2、一相绕组的匝间短路；3、电动机的过负荷运行；4、由供电母线电压降低或短路中断引起的电动机低电压运行；5、供电母线三相电压不平衡或一相断线引起电动机三相电流不平衡；6、由于机械故障、负荷过重、电压过低造成转子堵转的故障;二、电动机主要保护类型及实现的功能基于以上电动机运行过程中本身和供电母线、负荷变化等可能引起的电动机故障，电动机（尤其对于3~10K V 等级电机）可装设以下保护，以实现对电机的保护，或可称为电动机的主要保护。
高压继电保护整定原则及方法
高压继电保护整定原则及方法继电保护整定应以合理的运行方式和可能的故障类型为依据，并就满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性四项基本要求。
可靠性是指保护应该动作时应动作，不应该动作时不动作。
选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障。
灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有的必要的灵敏性系数。
速动性是指保护装置应能尽快的切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围。
在煤矿高压系统中常用的需合理整定的设备有变压器、供电线路、电动机、电容器。
现就上述四种整定方法分别介绍一下。
1、变压器的整定1）过负荷整定，保护装置动作电流按躲过变压器额定电流整定。
I z＝K x·I eb式中：K x——接线系数，接于相电流时取1，接于相电流差时取3；I eb——变压器高压侧额定电流，A。
2）短路保护整定，①保护装置的动作电流按应躲过可能出现的过负荷电流。
I z=K k·K x·K gh·I eb式中：Iz——高压侧整定值，A；K k ——可靠系数，用于电流速断保护时取1.3和1.5； K x ——接线系数，接于相电流时取1，接于相电流差时取3；K gh ——过负荷系数，取1.3～1.5；I eb ——变压器高压侧额定电流，A 。
保护装置的灵敏系数按电力系统最小运行方式下，低压侧两相短路时流过高压侧的短路电流检验。
K=IzI K 22≥1.5 ②保护装置的动作电流按应躲过低压侧短路时流过保护装置的最大短路电流整定。
I z =K k ·K x ·I"2kmax式中：K k ——可靠系数，用于电流速断保护时取1.3和1.5； K x ——接线系数，接于相电流时取1，接于相电流差时取3；I"2kmax ——最大运行方式下变压器低压侧两相短路时，流过高压侧的超瞬态电流，A 。
保护装置的灵敏系数按系统最小运行方式下，保护装置安装处两相短路电流检验。
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1 高压电动机综合保护整定计算方法的探讨 1 概 述 目前，在火电厂和其它工矿企业，开始采用综合保护装置作为高压电动机的保护。这种综合保护装置一般为微机型，其主要功能如下： a．短路保护（即电流速断保护）：由正序电流保护实现； b．断相及反相保护：由负序电流保护实现，为反时限特性； c．接地保护：采用零序电流互感器获取零序电流实现； d．过热保护：综合计及电动机的正序电流和负序电流的热效应，对电动机过载、启动时间过长和堵转提供保护。并有热记忆功能，即过热保护跳闸后，不会立即启动，需等到电动机散热到允许启动时，才能再次启动； e．电动机保护的定值，采用启动过程中的定值与正常运行时的定值独立设置的方式，既可以保证启动时不误动，又能保证正常运行时的保护灵敏度。 2 综合保护整定计算中必须考虑的特殊问题 由于综合保护采用了负序电流来实现断相等保护功能，同时，速断保护是由正序电流实现的。因此，在保护的整定计算中必须考虑以下因素：外部不对称故障产生的负序电流对保护的影响；母线电压不平衡产生的负序电流对保护的影响；CT断线的影响；不对称短路故障对速断保护灵敏度的影响。 2．1 电动机负序电流产生的原因 2．1．1 电网参数不对称 电网参数不对称包括正常运行时的电源电压不平衡和外部不对称短路产生的不对称电压。这2种情况下都会产生负序电流。 a．正常运行时不平衡电压产生的负序电流 2
设正常运行时不平衡电压所产生的负序电压为U2，此时电动机回路的负序电流为： 式中：Ist为电动机额定电压下的启动电流；Z－为负序阻抗；ZSC为启动阻抗；UN为电动机的额定电压。 由式（1）可知，由于电动机的启动电流Ist可达额定电流的5～8倍，因此，只要有很小的负序电压存在，也会产生较大的负序电流。 例如，设U2＝0．05 UN，由于Ist＝5～8IN，代入式（1）可得： I2＝（5～8）IN（0．05UN／UN）＝（0．25～0．4）IN 即只要存在额定电压5％的负序电压，将会在电动机中产生达25％～40％额定电流的负序电流。 b．外部不对称短路产生的负序电流 如果在电动机所属高压母线上或靠母线很近的其它设备上发生两相短路，将在非故障的电动机回路上产生很大的负序电流。 设在电动机所在高压母线上发生BC相短路。忽略系统阻抗的影响，这时
式中E1为系统电势，可认为E1＝UN，且由于Z－＝ZSC，因此非故障电动机回路产生的负序电流为：
由此可见，在电动机所在高压母线上或附近发生两相短路时，非故障的电动机回路将产生达电动机启动电流一半的负序电流，这在定值整定时是不容忽视的。 3
2．1．2 内部参数不对称 造成电动机内部参数不对称的原因主要有：定子线圈相间短路、定子线圈匝间短路、定子线圈断线、转子断条等。以实际运行中故障率较高的定子线圈一相断线为例进行分析。 根据故障分析法，当电动机定子线圈发生一相断线时，复合序阻抗图如图1所示。
由图1可得电动机定子线圈一相断线时的负序电流为： 即负序电流为电动机启动电流的一半。 b．正常运行时一相断线 正常运行时，电动机的转差率S一般约0．03～0．05，正序等值阻抗即为电动机的负荷等值阻抗，而负序等值阻抗Z－仍可认为与电动机的启动阻抗相等。 在正常运行的情况下电动机定子回路发生一相断线的瞬间，由于惯性，这时电动机的转差率基本保持不变，因此，仍可按正常运行的有关参数进行分析。 根据有关资料，正常运行时，电动机的功率因数约为0．9（相当于阻抗角为25°）左右，而电动机启动时，功率因数只有0．2～0．3（相当于阻抗角72°～78°）左右，即： 4
由此可知，在正常运行时发生断相，在不考虑转差率变化的情况下，所产生的负序电流约为电动机额定电流的90％左右，由于负序电流的存在，将产生负序转矩，从而使合成转矩减少，如果维持负载转矩不变，将使电动机的转差率增大，从而使负序电流进一步增加，一般可达额定电流的110％。 2．2 负序电流对保护的影响 2．2．1 CT二次回路一相断线 如果正常运行时发生CT二次回路一相断线，这时，通入继电器仅有一相电流，使得负序电流滤序器产生输出量。例如，发生A相CT二次回路断线，这时IA＝0，
由此可见，正常运行时发生CT二次回路一相断线，产生了相当于电动机工作电流0．577倍的负序电流，可能造成保护的误动作。因此，在定值整定计算中必须考虑CT断线的影响。 2．2．2 正常运行时不平衡电压产生的负序电流 从2．1．1的分析可知，只要出现很小的负序电压，将在电动机中产生较大的负序电流。这时，只要电源的不平衡电压在允许范围内，同时所产生的负序电流与正序电流的迭加值不超过电动机的额定电流，即电动机的工作电流不超过额定值是允许的，不会给电动机造成不利影响。因此，没有必要由负序保护来切除。但是，如果负序保护的定值整定过低，将 5
造成保护的误动作。 2．2．3 外部不对称短路故障产生的负序电流 在电动机所在高压母线上或靠母线很近的其它回路上（例如电动机和厂用分支）发生两相短路，将在非故障的电动机回路上产生达启动电流一半的负序电流，在这种情况下，如果故障设备的瞬动保护（如差动、电流速断）正确动作，则一般不会造成负序保护的误动。但是，如果瞬动保护拒动，特别是当故障发生在厂分支上，这时必须依靠后备保护来切除，如果定值整定不当，负序电流保护将误动出口，这是不允许的。因为当故障支路切除后或备用电源自投后，要求非故障的电动机自启动运行。同样，单纯依靠提高负序电流保护的启动值，也是不允许的，因为从2．1．2的分析可知，在正常运行时电动机发生断相时所产生的负序电流只有额定电流的90％至110％左右，远小于外部两相短路时在非故障电动机中所产生的负序电流，因此，如果定值整定过高，在发生断相时，负序电流保护根本无法动作，失去了综合保护装置中负序电流保护单元应有的功能。解决这一矛盾，只有通过时限来配合。
3 主要保护单元的整定方法 3．1 电流速断保护 电流速断保护仍按躲过电动机启动电流的原则整定。但是，由于综合保护的电流速断是通过测量电动机的正序电流实现的，故定值计算及灵敏系数的校验方法与常规保护不同。其方法如下： a．启动值I1．DZ
式中I1．DZ为正序电流保护整定值；KK为可靠系数，取1．3；Ist为电动机启动电流。 b．动作时间t1 6
对于采用断路器控制的电动机，选择瞬时动作，即t1＝0； 对于F－C控制的电动机，由于短路故障由熔断器切除，而非接触器切除，应整定带一定的延时，一般取t1＝0．3 S。 c．灵敏度校验 根据规程规定，电动机的电流速断保护应保证在最小运行方式下，保护安装处两相短路时的灵敏系数大于2。由于本保护单元是通过测量正序电流实现的，当发生两相短路时，所测得的正序电流为：
已知同一地点两相短路电流与三相短路电流的关系为： 因此，将式（7）代入式（6）得出两相短路时流入继电器的正序电流与三相短路电流的关系为：
式中为最小运行方式下，保护安装处两相短路时的正序电流；为最小运行方式下，保护安装处两相短路电流；为最小运行方式下，保护安装处三相短路电流。 因此，为保证电动机启动过程中，发生两相短路时有足够的灵敏度，灵敏度应按下式进行校验：
3．2 负序电流保护 3．2．1 启动值I2．ZD整定 根据以上分析，负序电流保护的启动值整定原则是： a．躲过CT二次回路断线 7
已知CT二次回路断线时，相当于在继电器中产生了一个0．577倍电动机负荷电流的负序电流，故启动值应为： I2．ZD≥KK×0．577IN（10） b．在正常运行时电动机发生断相有足够的灵敏度 已知电动机正常运行时发生断相，将产生电动机负荷电流约90％的负序电流，因此，为保证断相时负序保护可靠动作，负序电流保护启动值应为： I2．ZD≤0．9IN／KLM（11） 综合式（10）和（11），负序电流启动值的整定范围为： 0．577KKIN≤I2．ZD≤0．9IN／KLM（12） 式中：I2．ZD为负序电流保护整定值；IN为电动机额定电流；KK为可靠系数，取1．15；KLM为灵敏系数，取1．1。 通常负序电流保护整定为0．8 IN即可。 c．动作时间τ2 负序电流保护的反时限特性如下：
式中：I2．eq为流入继电器的负序电流与负序电流启动值之比，即：I2．eq＝I2／I2．ZD；τ2为流入继电器的负序电流I2为整定值I2．ZD时的动作时间。 由于负序电流保护的动作时间t必须躲过外部两相短路时后备保护的动作时间，设所在母线后备保护的动作时间为t′，由式（2）和式（13），τ2可整定为： τ2＝Ist（t′＋Δt）／（2I2．ZD）（14） 式中Δt为时间级差，取0．5 S。 应注意的是，有一些型号的综合保护装置的负序电流保护单元的反时限特性已由厂家固 8
定，不能随意整定。对于此类保护装置应根据厂家提供的反时限特性曲线进行校验，当不能满足选择性要求时，按以下原则进行处理：对于不要求自启动的电动机（如磨煤电动机），由于在后备保护动作出口前已由母线低电压保护动作（动作时间为0．5 S）跳闸，因此可按t′＝0．5 S重新进行校验；对于要求自启动的 电动机及按t′＝0．5 S重新校验仍不满足选择性要求的电动机，则宜将负序保护单元退出。 4 结 语 微机型电动机综合保护装置已越来越得到普遍应用，其定值整定是否合理，直接影响到装置的应用效果和被保护对象的安全运行，需要用户在使用时认真仔细考虑，尤其是负序电流保护，运行启动过程中误跳情况较多，作者不赞同采取启动时将负序电流保护退出的简单办法，若能如文中所述，合理整定保护动作值，是能够处理好这些问题的。 高压电动机综合保护整定计算方法的探讨
收藏此信息 打印该信息 添加：用户发布 来源：未知 摘 要 通过对电动机负序电流产生原因和对保护的影响进行分析，对高压电动机综合保护的定值整定方法进行了探讨。
1 概 述 目前，在火电厂和其它工矿企业，开始采用综合保护装置作为高压电动机的保护。这种综合保护装置一般为微机型，其主要功能如下： a．短路保护（即电流速断保护）：由正序电流保护实现； b．断相及反相保护：由负序电流保护实现，为反时限特性； c．接地保护：采用零序电流互感器获取零序电流实现； d．过热保护：综合计及电动机的正序电流和负序电流的热效应，对电动机过载、启动