《電動機保護原理》word版

1、保護原理4 保護原理速斷保護速斷保護作為電動機繞組及引出線發(fā)生相間短路時的主保護。為了提高電流速斷保護在正常運行狀態(tài)下的靈敏度，本裝置速斷保護設(shè)置了兩個整定值：電動機啟動狀態(tài)下的定值和正常運行狀態(tài)下的定值?？紤]到電動機啟動時以及外部短路會產(chǎn)生較大的瞬態(tài)電流，建議速斷保護帶一短延時，對于中小型電動機該延時可取0.100.15秒，對于大型電動機可取0.150.20秒。速斷高值主要是為了保護啟動時的電流不能太大。一般整定為啟動電流最大值的1.1-1.3倍。景泰常規(guī)設(shè)定為額定電流的7倍*1.3。速斷低值主要是用來保護在機器正常運行的情況下如果電流過大啟動此保護跳閘。但前提是啟動過程中的電流比此定值大，

2、否則下次即使出現(xiàn)比此定值大的電流，此保護也不會動作。只有在第二次電流高于此值時保護才會動作。正序過流保護 本裝置的正序過流保護對電動機在啟動結(jié)束后的堵轉(zhuǎn)及對稱過負(fù)荷提供快速保護。若在電動機啟動過程中發(fā)生堵轉(zhuǎn)，啟動時間過長保護會動作，雖然動作時間可能大于允許的堵轉(zhuǎn)時間，但考慮到堵轉(zhuǎn)前電動機處于冷卻狀態(tài)，允許適當(dāng)延長跳閘時間。負(fù)序電流保護負(fù)序電流保護用于反應(yīng)電動機的不對稱故障、斷相、反相、匝間短路、不對稱過負(fù)荷。 本裝置反時限特性是一條設(shè)置了最小時限的反時限曲線。設(shè)置最小定時限是為了防止電動機外部兩相短路時的誤動作，或電動機出口采用FC回路時防止負(fù)序保護先于熔絲熔斷前動作。動作判據(jù)：t= 當(dāng)1 2

3、時；t=T 當(dāng) 2時其中，I2： 電動機的負(fù)序電流 I2dz：負(fù)序電流動作值 T： 負(fù)序動作時間常數(shù)啟動時間過長保護電動機啟動時間過長會造成轉(zhuǎn)子過熱，當(dāng)裝置實際測量的啟動時間超過整定的允許啟動時間時，保護動作于跳閘。低電壓保護為防止電動機在低電壓狀態(tài)下運行時，負(fù)荷電流增加而燒壞設(shè)備，以及保障重要電機的自啟動，本裝置設(shè)置了低電壓保護。為防止電動機停運時低電壓保護動作，裝置只有首先檢測到有壓后才會投入本保護。過熱保護考慮正、負(fù)序電流的綜合發(fā)熱效應(yīng)，本裝置采用以下發(fā)熱模型實現(xiàn)電動機的過熱保護。其中，：發(fā)熱時間常數(shù)；In： 電動機的額定電流；I1：正序電流；I2：負(fù)序電流；K1：正序電流發(fā)熱系數(shù)，電動

4、機啟動中K1=0.5,啟動結(jié)束K1=1；K2：負(fù)序電流的發(fā)熱系數(shù)，K2=310，一般取K2=6；過熱保護啟動后，裝置顯示電動機的熱積累程度，當(dāng)熱積累值達到熱積累告警定值時發(fā)熱告警信號；當(dāng)熱積累值達到熱積累定值時發(fā)跳閘命令切除電動機。電動機過熱保護跳閘后，積累的熱量即按指數(shù)規(guī)律衰減，當(dāng)電動機仍處于過熱狀態(tài)時，禁止電動機再次起動。在需要緊急起動時，通過裝置面板的“熱復(fù)歸”按鈕強行將熱模型恢復(fù)到冷態(tài)，方可緊急起動。零序過流保護本裝置采用零序互感器獲取電動機的零序電流，作為電動機的單相接地保護。為防止在電動機較大的啟動電流下，由于不平衡電流引起的誤動作，裝置采用最大相電流作為制動量。動作判據(jù)：I0I0

5、dz 當(dāng) Imax1.05In時其中， I0： 電動機的零序電流 I0dz：零序電流動作值In： 電動機額定電流Imax：最大相電流值 保護功能6.1 差動保護6.1.1 差動速斷保護速斷定值Isd按躲過各種不平衡電流和涌流整定。差動速斷保護動作判據(jù)：6.1.2 二次諧波閉鎖的比率差動保護6.1.2.1 比率差動特性采用比率制動的差動保護，動作特性如圖所示。當(dāng)制動電流大于或等于拐點電流時：圖中：為差動電流為制動電流為差動啟動值為拐點電流為比率制動系數(shù)為差動速斷定值動作判據(jù)為：當(dāng)制動電流小于拐點電流時：當(dāng)制動電流大于或等于拐點電流時：差動電流：Icd=H- L制動電流：同步電機的差動保護動作電流

6、的整定：為避免電流互感器二次回路斷線時誤動作，保護的動作電流應(yīng)大于同步機的額定電流，即I=K*In其中：k: 可靠系數(shù)，取1.3二次諧波閉鎖原理裝置采用三相差流中二次諧波與基波的比值作為勵磁涌流的判據(jù)。判據(jù)公式如下：式中為每相差動電流中的二次諧波為對應(yīng)相的差流基波為二次諧波制動比率系數(shù)三相中任一相滿足閉鎖條件，則閉鎖三相比率差動保護。6.1.3 CT斷線閉鎖正常情況下判別CT斷線是通過檢查高、低側(cè)電流，如果其中某側(cè)有一相無流，即認(rèn)為該相CT斷線。為防止電動機故障時CT斷線誤閉鎖，裝置設(shè)置了一門檻電流Ict，只有所有電流小于Ict時才開放CT斷線檢查。Ict按最大負(fù)荷電流整定。CT斷線后發(fā)出告警

7、信號，并可選擇閉鎖差動保護方式。6.1.4 電動機各側(cè)電流相位與平衡補償電動機各側(cè)的電流互感器二次均采用星形接線，其二次電流直接接入裝置，從而簡化了CT二次接線。電流互感器極性都以指向電動機為同極性端。電動機各側(cè)的電流互感器二次電流相位由軟件校正，本裝置可對常見的幾種接線方式進行相位校正。電動機各側(cè)的電流互感器二次電流平衡調(diào)節(jié)由軟件完成。由于采用了32 位微處理器后運算性能極大提高所有元件均實時計算出大大提高保護裝置的整體可靠性4.1 起動時間Tstart裝置測量電動機起動時間Tstart 的方法當(dāng)電動機的最大相電流從零突變動10%Ie 時開始計時直到起動電流過峰值后下降到120%Ie 時為止

8、之間的歷時稱為Tstart Ie 為電動機額定電流以下同電動機起動時間過長會造成轉(zhuǎn)子過熱當(dāng)裝置實際測量的起動時間超過整定的允許起動時間Tstart 時保護動作于跳閘1 0120 Ie異步電動機起動電流特性4.2 過熱保護原理綜合考慮了電動機正序負(fù)序電流所產(chǎn)生的熱效應(yīng)為電動機各種過負(fù)荷引起的過熱提供保護也作為電動機短路啟動時間過長堵轉(zhuǎn)等的后備用等效電流Ieq 來模擬電動機的發(fā)熱效應(yīng)即12保護原理Ieq= 2 2 221 1 I K I K式中Ieq 等效電流I1 正序電流I2 負(fù)序電流K1 正序電流發(fā)熱系數(shù)在電動機啟動過程中K1 0.5 啟動完畢恢復(fù)K1 1K2 負(fù)序電流發(fā)熱系數(shù)K2=310 可取K2 6根據(jù)電動機的發(fā)熱模型電動機的動作時間t 和等效運行電流Ieq 之間的特性曲線由下列公式給出t ln 2 2eq2 p2eqI II I式中Ip 過負(fù)荷前的負(fù)載電流若過負(fù)荷前處于冷態(tài)則Ip 0I 長期允許負(fù)載電流即保護不動作所要求的規(guī)定的電流極限值可按額定電流Ie的1.05 1.15 倍整定 時間常數(shù)反映電動機的過負(fù)荷能力這一判據(jù)充分考慮了電動機定子的熱過程及其過負(fù)荷前的熱狀態(tài)裝置用熱含量來表示電動機的熱過程熱含量與定子電流的平方成正比通過換