電機保護說明模板

1、電動機故障情況分析對于異步電動機來說 , 其故障形式主要分為繞組損壞和軸承損壞兩方面。造成繞組損壞的主要原因有 :(1) 由于電源電壓太低使得電動機不能順利啟動 , 或者短時間內(nèi)重復啟動 , 使得電動機因長時間的大啟動電流而過熱。(2) 長期受電、熱、機械或化學作用 , 使繞組絕緣老化和損壞 , 形成相間或對地短路。(3) 因機械故障造成電動機轉子堵轉。(4) 三相電源電壓不平衡或波動太大 , 或者電動機斷相運行。(5) 冷卻系統(tǒng)故障或環(huán)境溫度過高。低壓電動機的各種保護方式：1）低壓熔斷起，近年來很少采用。2）不可調(diào)整的一次脫扣低壓自動空氣開關3）可分級調(diào)整的瞬時或短延時一次脫低壓自動空氣開關

2、單相接地保護4）裝設可分級調(diào)整的瞬時或短延時一次脫扣自動空氣開關帶電流互感器的二次型機電保護5）帶職能型保護的低壓自動空氣開關。低壓電動機保護1） 電流速斷保護作為電動機短路故障的主保護。 一般按躲開電動機起動電流整定 , 并考慮一定的可靠系數(shù)。對于電磁型的一次脫扣器:I o pK rel K st I mn 1.8 7 I mn 12.6I mnKrel可靠系數(shù)，取 1.8Kst電動機啟動倍數(shù)，取 7I mn低壓電動機額定電流動作時間：t op0s對于智能型保護的自動空氣開關:I o pK rel K st I mnKrel可靠系數(shù)，取 1.5Kst電動機啟動倍數(shù)，取6 8I mn低壓電動機

3、額定電流動作時間：t op0s對于二次型保護：I o pK rel K st I mn / nTAKrel可靠系數(shù)，反時限電流 速斷元件取 1.8，DL型電流元件取 1.5Kst電動機啟動倍數(shù)，取 6 8I mn低壓電動機額定電流nTATA變比靈敏度為：I k(2)K2IopI k(2 )電動機入口處兩相短路 電流2） 長延時電流（ 1） 電流定值：躲過電動機額定電流或正常最大負荷電流：I rlK rel I MNK rel可靠系數(shù)，取 1.3 1.5I MN電動機額定電流（ 2） 時間定值topK reltstK rel可靠系數(shù)，取 1.2 1.5tst電動機最長啟動時間對于反時限特性繼電器

4、，根據(jù)曲線特性進行整定。3） 單相接地零序過電流保護：對于 400V單相接地電流很大，低壓電動機單相接地時靈敏度足夠，一般按照經(jīng)驗公式，?。?I op.set( 0.05 0.15) I MNI MN低壓電動機一次額定電 流當電動機容量較大時;?。?.05）I MN 0.075當電動機容量較小時;?。?.75）I MN 0.15動作時間 tst0s靈敏度為：I k(1)K23I op. setI k(2 )電動機入口處單相短路電流4） 電動機低電壓保護（ 1） 為保證重要電動機自起動，必要時需加裝 0.5 延時切除的 II ，III類電動機低電壓保護，其動作定值：U op(0.6 0.7)U

5、Ntop0.5s（ 2） 生產(chǎn)工藝不允許在電動機完全停運后突然來電自起動的電動機， 根據(jù)生產(chǎn)工藝要求加裝延時 9s 的低電壓保護切除這些電動機，其動作定值：U op(0.4 0.45)U Ntop9s低壓饋線（ MCC電源）保護1）相電流速斷電流定值按躲過饋線末端短路計算，一次動作電流為：I opK rel I K . f maxK relk可靠系數(shù)，取 1.2 1.3I K . f max 饋線末端短路時的最大短路電流動作時間為 0s靈敏度為：I k(2 )K2IopI k( 2)電纜始端兩相短路電流2）短延時（1） 按與 MCC母線上所連設備最大速斷電流配合計算，即：I opKrel I

6、K . f maxK relk可靠系數(shù)，取 1.2I K . f max MCC 上所連設備最大速斷動作電流（2） 躲過 MCC上成組自起動電動機起動電流之和I opKrel I stK relk可靠系數(shù)，取1.2I stMCC 上最大自啟動電流（3） 動作時間取需配合動作設備的最大動作時間一個時間級差，時間級差一般取 0.3s3) 長延時作為過負荷保護，按電流躲過可能最大的負荷電流或電纜允許電流計算（ 1） 按照躲過最大負荷電流計算I opK rel I L . NK relk可靠系數(shù)，取1.2 1.3I L.N最大負荷電流（ 2） 按電纜允許電流計算I opK rel I alK rel可

7、靠系數(shù)，取09 1I al電纜允許安全電流（ 3） 時間定值根據(jù)繼電器特性整定， 在保證電纜安全情況下盡量采用較長時間3）單相接地零序電流保護（1） 躲過正常最大不平衡電流I op0.25I L. maxI L. max最大負荷電流（2） 按與下一級最大相電流速斷動作電流配合I opK rel I op. maxK relk可靠系數(shù)，取1.2 1.5I op. maxMCC 上設備最大速斷電流（3）動作時間取需配合動作設備的最大動作時間一個時間級差，時間級差一般取 0.3s（4）靈敏度KI k(1)1.5 2IopI k(2)電纜末端單相短路電流高壓電動機1）比率制動縱差保護I dI d .o

8、p.qu213I d . op. minI res. minI res1比率制動差動保護的動作特性2差動電流速斷保護動作特性3外部短路不平衡電流曲線I d差動保護差動電流I res差動保護制動電流I d .op. min差動保護最小動作電 流I res . min差動保護最小制動電流I d .op.qu差動保護的差動速斷 電流1） I d .op. min ，按照經(jīng)驗公式：I d .op. min(0.3 0.4)I M . N / nTA(0.3 0.4) I m.nI M . N電動機額定電流2） I res. minI d .op. min0.8I M . N / nTA 0.8I m.

9、nI M . N電動機額定電流3）制動斜率，根據(jù)經(jīng)驗公式：Kres0.4 0.54） I d .op.qu I d .op.qu( 4 5)I m.n2）相電流速斷保護動作判據(jù) 1I maxI op.h電動機啟動過程中I maxI op.l電動機啟動結束后t t opI max最大相電流定值I op. h動作電流高值I op.l動作電流低值t op動作時間保護動作判據(jù) 2I maxI opK I op.set電動機啟動過程中I maxI op I op.set電動機啟動結束后t t opI max最大相電流定值I op速斷動作電流I op.set速斷動作電流整定值K電動機啟動時動作電流倍數(shù)，一

10、般取 12整定計算：（ 1）動作電流高值 I op.h 的計算，按躲過電動機最大起動電流Iop.hK rel K st ImnKrel可靠系數(shù)取1.5K st電動機啟動電流倍數(shù)（在 68之間）I mn電動機額定二次電流對于 K st 應按照實測數(shù)值確定， 如無實測值對于直接起動的異步電動機一般取Kst78 ；對于串勵調(diào)速或變頻調(diào)速的電動機一般取K st45 ，一般取5按 K st7 計算的高值Iop. hK rel K st I mn1.57I mn10.5I mn，取Iop.h(10.5 12) I mn（ 2）動作電流低定值I op. l 的計算a 躲過電動機自起動電流， 指廠用電切換或母

11、線出口短路切除后， 廠用電恢復過程中電動機的電流，按經(jīng)驗值或實測值確定，即：I op.lK rel K ast I mn 6.5I mnKrel可靠系數(shù)取 1.3Kast電動機自啟動電流倍數(shù)，一般取 5b. 按躲過區(qū)外出口短路時電動機的最大反饋電流計算，廠用電母線出口三相短路時，根據(jù)以往的實測，電動機反饋電流的暫態(tài)值為5.86.9 ，考慮保護固有動作時間為 0.040.06s ，以及反饋電流的衰減，取 K fb6 計算：I op.lK rel K fb I mn7.8I mnKrel可靠系數(shù)取 1.3K fb區(qū)外故障最大反饋電流倍數(shù)，一般取6根據(jù)以上分析，對于電流定值取值如下：對于直接起動的電

12、動機：相電流速斷高值I相電流速斷低值Iop.h(10.5 12) I mnop.l(7.8 8)I mn對于串勵調(diào)速或變頻調(diào)速起動的電動機I op.hI op. l(10.5 12) I mnc. 電動機起動時電流倍數(shù) K 的取值I op.setI op.lKI op.hI op.l負序過電流保護當電動機三相電流不對成時將產(chǎn)生負序電流I2 ，當電動機一次回路中的一相斷線，電動機一相或兩相繞組匝間短路， 電動機電源相序接反等出現(xiàn)很大負序電流時，負序電流保護（不平衡電流保護）動作延時切除故障1 ）整定計算 1（1）電流值，電動機兩相運行時應可靠動作，根據(jù)運行經(jīng)驗：a.電動機在70額定有功兩相運行時

13、，電動機二次線電流約為1.3I mn ，取按負序靈敏度為 1.25 計算，則：1.3I mn0.6I mnI 2.op1.253b.電動機在 58額定功率兩相運行時，曾測得電動機二次線電流為I mn ，則：II mn0.46I mn2.op1.253考慮到電動機兩相運行時， 負序過電流保護可靠動作， 此外在較小負序電流時候，過熱保護也能動作，一般采?。篒 2.op( 0.3 0.6) I mn正常運行時電動機負荷電流接近滿負荷時，取0.5 ；負荷較小時取0.3c. 動作時間躲過區(qū)外故障最長切除時間T2.op.settop. maxttop. max切除區(qū)外故障保護動作最長時間t時間級差，取0.

14、4s（2）整定計算 2a. 負序 I 段，躲過區(qū)外不對稱短路電動機負序反饋電流和電動機起動時出現(xiàn)的暫態(tài)二次負序電流， 以及保證電動機在較大負荷兩相運行和電動機內(nèi)部不對稱短路有足夠的靈敏度綜合考慮電流值，經(jīng)驗公式：I 2.op(0.6 1)I mn動作時間：T2. op. set(0.5 1)sb. 負序 II段躲過正常運行時負序電流， 以及保證電動機在較小負荷兩相運行有足夠的靈敏度綜合考慮及對電動機定子繞組匝間短路有保護功能考慮動作電流，按經(jīng)驗公式I 2.op(0.15 0.3)Imn動作時間，大于電動機起動電流，T2. op. set(10 25) s單相接地零序電流保護1中性點不接地單相接

15、地保護1）按躲過區(qū)外單相接地時流過保護安裝處單相接地電流計算3I 0. op.set K rel I k(1)I k(1)3I cK rel可靠系數(shù)，動作于信號 時取 動作于跳閘時取2.532 2.5,I k(1)單相接地電流I c單相電容電流2）動作時間整定值與作用方式（1）當單相接地電流 >=10A時，保護動作于跳閘，動作整定值為 0.51s(2) 當單相接地電流 <10A 時，對于 300MW及以上機組，根據(jù)計算，如能滿足選擇性和靈敏性要求時，建議動作于跳閘，時間整定為0.51（3）單相接地電流小于 10A，如滿足第 2 條規(guī)定，動作于信號，時間取 0s2中性點經(jīng)小電阻接地躲

16、過區(qū)外單相接地以及電動機起動時零序不平衡電流，一般取經(jīng)驗公式：3I 0.op. set(0.05 0.1)I MN時間整定為 0s過熱保護過熱是引起電動機損壞的重要原因 , 特別是轉子因負序電流產(chǎn)生的過熱。 一般所采用的發(fā)熱模型如下：I egK1I12K2I22I eg熱等效電流I1電動機正序電流I 2電動機負序電流K1正序電流在發(fā)熱模型 中熱效應系數(shù)，啟動時 間內(nèi)取 0.5，啟動后取 1 K1負序電流在發(fā)熱模型 中熱效應系數(shù)，一般取 6電動機積累過熱量tI2I2dtI2I2teg(1.05mn )eg(1.05mn )0TI mn* 2The電動及允許過熱量 The 電動機允許的發(fā)熱時間 常

17、數(shù) I mn*電動機額定二次電流 相對值電動機積累過熱程度T過熱保護動作判據(jù)：1）電動機無熱積累。 當 0或0時，即I eg1.05時 ，表明電動機達到熱平衡，無積累過熱量。2）過熱報警值 aa 0.7時，發(fā)過熱報警信號。3）過熱保護出口動作判據(jù)，當T或100 時，電動T機達到熱極限，出口。4）過熱保護出口動作時間，當電動機熱平衡被破壞，I eg 1.05時 ，由 0到 1 的時間為過熱保護動作時間，即：Thetop( I eg )21.052I mn5）過熱保護動作后閉鎖再起動解除判據(jù)，當電動機過熱保護跳閘后，過熱保護積累熱量程度和電動機溫度以散熱時間常數(shù)Teh按指數(shù)規(guī)律同步衰減，當衰減到5

18、0% 時，保護出口返回，解除再起動閉鎖，允許電動機再次合閘起動，所以過熱保護再起動解除判據(jù)為art50%整定計算1）發(fā)熱時間常數(shù)整定值 The. set ，電動機發(fā)熱時間常數(shù)The 由電動機廠家提供， 如果沒有提供則按以下方法計算a按電動機過負荷能力進行估算。由電動機廠家提供的電動機過負荷能力，如果過負荷電流倍數(shù)I * 時允許的運行時間為t al ，則：The( I * 2 1.052 )tal若 I *1.5 時，允許時間 t 420s，則 The(1.52 1.052 ) 420 480s，如有若干過負荷能力數(shù)據(jù)，則取 The 最小值作為整定發(fā)熱時間常數(shù)。b根據(jù)電動機運行歸程估算。當 t

19、st15s 時，電動機從冷態(tài)起動到滿速起動連續(xù)允許2次，熱態(tài)停運后允許再起動一次。當 t st15s 時，冷態(tài)起動允許 1次，再次起動必須間隔 30min，熱態(tài)停運再次起動也必須間隔 30min。由此對于一些起動時間較長的電動機，如電動給水泵，送風機，引風機，一次風機，循環(huán)水泵，磨煤機等可按起動時間tst15s ，冷態(tài)起動 2次或熱態(tài)起動 1次估算，起動電流按實測起動過程中的平均值計算。按冷態(tài)起動 2次計算：The2(K1 I st * 21.052 )tstI st電動機實測啟動電流K 1正序電流在發(fā)熱模型 中的熱效應系數(shù)（啟動時間內(nèi)為 0.5）t st電動機啟動時間按熱態(tài)起動一次The(

20、K1I st* 21.052 )tstI st電動機實測啟動電流K1正序電流在發(fā)熱模型中的熱效應系數(shù)（取啟動結束后 1）t st電動機啟動時間例：測得引風機在起動過程中平均起動電流I st26，tst15s 則：The2(K1 I st * 21.052 )t st2(0.5 621.052 )15507The* 21.052 )tst (621.052 )15 523( K1I st則取 The 為 500sc按電動機允許起動電流和允許起動時間計算，即：The* 21.052 )t st .al( K I st. alI st .al允許啟動電流倍數(shù)（如6）t st. al允許啟動時間（如3

21、0s）K系數(shù)，取 0.5對于上例，計算的 The 508s2）散熱時間 Teh.set 計算，一般按以下原則：a一般電動機 Teh. set30minb容量超過 5000kW的電動機，如電動給水泵，Teh.set45 min3）電動機起動時間 tst. set 計算，為保證電動機可靠起動，?。簍 st. set(1.2 1.5)t st. maxt st. max電動機最長啟動時間各電動機起動時間最好以實際測量為主，有文獻提供如下試驗數(shù)據(jù)：循泵給水引風送風排粉磨煤凝一般電機泵機機機機泵t st. max202020151520654）過熱報警值a ，取 0.75）過熱保護動作后閉鎖再起動解除整

22、定值，art50%6）電動機散熱時間倍率系數(shù)K c ， K c電動機散熱時間常數(shù)，一般取 4電動機發(fā)熱時間常數(shù)長起動及正序過電流保護：長起動保護為起動過程中電動機堵轉或重載起動時間過長。 電動機起動超過允許的起動時間，電動機啟動失敗， 長起動保護出口跳閘， 如電動機啟動正常則，啟動結束后長啟動保護轉為正常正序過電流保護（一般為電動機過負荷保護）整定計算：1長起動保護I st .nK st. n I mn1）電流定值 I st. n ，電動機額定起動電流倍 數(shù)，一般取 K st .n6 72）時間定值 t st. set ， t st. set(1.2 1.5)t st. max ，對于起動時間

23、較長的電動機一般取 30s2正序過電流保護1）電流定值 I1.op.setI 1.op. setK rel I mn或 I 1. op. set K rel I L .maxK rel可靠系數(shù)，一般取1.3 1.5I L. max電動機正?？赡茏畲筘摵呻娏?）時間定值 t1. op. set ，按電動機允許過負荷時間內(nèi)保證電動機安全運行計算，一般可取 3060s電動機低電壓保護 :1為保證重要電動機自起動， 必要時需加裝 0.5 延時切除的 II ，III 類電動機低電壓保護，其動作定值：U op(0.65 0.7)U Ntop0.5s2生產(chǎn)工藝不允許在電動機完全停運后突然來電自起動的電動機，

24、 根據(jù)生產(chǎn)工藝要求加裝延時 9s 的低電壓保護切除這些電動機，其動作定值：U op(0.4 0.45)U Ntop9s高壓廠用饋線繼電保護整定計算：對于電纜長度不超過 1km的，可采用電纜差動保護定時限過電流保護；超過 1km的采用兩段式過流，電壓保護或一段短延時定時限保護。1 電纜縱差保護整定計算I d2I d .op.qu13I d .op . minI res. minI res1比率制動差動保護的動作特性2差動電流速斷保護動作特性I d差動保護差動電流I res差動保護制動電流I d .op. min差動保護最小動作電 流I res . min差動保護最小制動電流I d .op.qu差

25、動保護的差動速斷 電流1） I d .op. min ，按照經(jīng)驗公式：I d .op. min( 0.8 1) I n2） I res. minI res . min(0.8 1)I n3）制動斜率，根據(jù)經(jīng)驗公式：Kres0.54） I d .op.quI (0.3 0.4)I (3 )k . maxI (3) k. max電纜末端最大三相短路 電流二次值KsenI k(2 )1.5I d.op5）靈敏度1( 3)，差動保護動作電流k. maxI d . opI d .op. minK rel (2II res. min )I k(2 )電纜末端最小兩相短路二次值2瞬時動作電流電壓保護1 ）電

26、流速斷保護 I op 按躲過電纜末端三相短路電流計算動作電流 I opK rel I( 3)K . f靈敏度 K sen(2)0.866 I K(3).i2I opK rel可靠系數(shù)，一般取 1.2 1.25I K(3.)f電纜末端三相短路二次 最大電流I (3)電纜末端三相短路二 次最小電流K . i( 2)K sen電纜始端兩相短路靈 敏度2）由于廠用電纜阻抗很小，很難滿足靈敏度要求，則此時考慮電流閉鎖電壓速斷保護此時電流元件按電纜末端有足夠靈敏度而電壓元件按照躲過電纜末端三相短路計算動作電流標么值 I opI K(2.)f / K sen(2)電壓動作標么值 U op*ZLK rel ( XS X L )Krel可靠系數(shù)，一般取 1.2 1.25( 3)電纜末端三相短路二次 最大電流I K . fI K(3.)i電纜末端三相短路二次