《电动机保护原理》word版.doc

保护原理4 保护原理速断保护速断保护作为电动机绕组及引出线发生相间短路时的主保护。为了提高电流速断保护在正常运行状态下的灵敏度，本装置速断保护设置了两个整定值：电动机启动状态下的定值和正常运行状态下的定值。考虑到电动机启动时以及外部短路会产生较大的瞬态电流，建议速断保护带一短延时，对于中小型电动机该延时可取0.100.15秒，对于大型电动机可取0.150.20秒。速断高值主要是为了保护启动时的电流不能太大。一般整定为启动电流最大值的1.1-1.3倍。景泰常规设定为额定电流的7倍*1.3。速断低值主要是用来保护在机器正常运行的情况下如果电流过大启动此保护跳闸。但前提是启动过程中的电流比此定值大，否则下次即使出现比此定值大的电流，此保护也不会动作。只有在第二次电流高于此值时保护才会动作。正序过流保护 本装置的正序过流保护对电动机在启动结束后的堵转及对称过负荷提供快速保护。若在电动机启动过程中发生堵转，启动时间过长保护会动作，虽然动作时间可能大于允许的堵转时间，但考虑到堵转前电动机处于冷却状态，允许适当延长跳闸时间。负序电流保护负序电流保护用于反应电动机的不对称故障、断相、反相、匝间短路、不对称过负荷。 本装置反时限特性是一条设置了最小时限的反时限曲线。设置最小定时限是为了防止电动机外部两相短路时的误动作，或电动机出口采用FC回路时防止负序保护先于熔丝熔断前动作。动作判据：1. t= 当1 2时；2. t=T 当 2时其中，I2： 电动机的负序电流 I2dz：负序电流动作值 T： 负序动作时间常数启动时间过长保护电动机启动时间过长会造成转子过热，当装置实际测量的启动时间超过整定的允许启动时间时，保护动作于跳闸。低电压保护为防止电动机在低电压状态下运行时，负荷电流增加而烧坏设备，以及保障重要电机的自启动，本装置设置了低电压保护。为防止电动机停运时低电压保护动作，装置只有首先检测到有压后才会投入本保护。过热保护考虑正、负序电流的综合发热效应，本装置采用以下发热模型实现电动机的过热保护。其中，：发热时间常数；In： 电动机的额定电流；I1：正序电流；I2：负序电流；K1：正序电流发热系数，电动机启动中K1=0.5,启动结束K1=1；K2：负序电流的发热系数，K2=310，一般取K2=6；过热保护启动后，装置显示电动机的热积累程度，当热积累值达到热积累告警定值时发热告警信号；当热积累值达到热积累定值时发跳闸命令切除电动机。电动机过热保护跳闸后，积累的热量即按指数规律衰减，当电动机仍处于过热状态时，禁止电动机再次起动。在需要紧急起动时，通过装置面板的“热复归”按钮强行将热模型恢复到冷态，方可紧急起动。零序过流保护本装置采用零序互感器获取电动机的零序电流，作为电动机的单相接地保护。为防止在电动机较大的启动电流下，由于不平衡电流引起的误动作，装置采用最大相电流作为制动量。动作判据：1. I0I0dz 当 Imax1.05In时其中， I0： 电动机的零序电流 I0dz：零序电流动作值In： 电动机额定电流Imax：最大相电流值 保护功能6.1 差动保护6.1.1 差动速断保护速断定值Isd按躲过各种不平衡电流和涌流整定。差动速断保护动作判据：6.1.2 二次谐波闭锁的比率差动保护6.1.2.1 比率差动特性采用比率制动的差动保护，动作特性如图所示。当制动电流大于或等于拐点电流时：图中：为差动电流为制动电流为差动启动值为拐点电流为比率制动系数为差动速断定值动作判据为：当制动电流小于拐点电流时：当制动电流大于或等于拐点电流时：差动电流：Icd=H- L制动电流：同步电机的差动保护动作电流的整定：1 为避免电流互感器二次回路断线时误动作，保护的动作电流应大于同步机的额定电流，即I=K*In其中：k: 可靠系数，取1.3二次谐波闭锁原理装置采用三相差流中二次谐波与基波的比值作为励磁涌流的判据。判据公式如下：式中为每相差动电流中的二次谐波为对应相的差流基波为二次谐波制动比率系数三相中任一相满足闭锁条件，则闭锁三相比率差动保护。6.1.3 CT断线闭锁正常情况下判别CT断线是通过检查高、低侧电流，如果其中某侧有一相无流，即认为该相CT断线。为防止电动机故障时CT断线误闭锁，装置设置了一门槛电流Ict，只有所有电流小于Ict时才开放CT断线检查。Ict按最大负荷电流整定。CT断线后发出告警信号，并可选择闭锁差动保护方式。6.1.4 电动机各侧电流相位与平衡补偿电动机各侧的电流互感器二次均采用星形接线，其二次电流直接接入装置，从而简化了CT二次接线。电流互感器极性都以指向电动机为同极性端。电动机各侧的电流互感器二次电流相位由软件校正，本装置可对常见的几种接线方式进行相位校正。电动机各侧的电流互感器二次电流平衡调节由软件完成。由于采用了32 位微处理器后运算性能极大提高所有元件均实时计算出大大提高保护装置的整体可靠性4.1 起动时间Tstart装置测量电动机起动时间Tstart 的方法当电动机的最大相电流从零突变动10%Ie 时开始计时直到起动电流过峰值后下降到120%Ie 时为止之间的历时称为Tstart Ie 为电动机额定电流以下同电动机起动时间过长会造成转子过热当装置实际测量的起动时间超过整定的允许起动时间Tstart 时保护动作于跳闸1 0120 Ie异步电动机起动电流特性4.2 过热保护原理综合考虑了电动机正序负序电流所产生的热效应为电动机各种过负荷引起的过热提供保护也作为电动机短路启动时间过长堵转等的后备用等效电流Ieq 来模拟电动机的发热效应即12保护原理Ieq= 2 2 221 1 I K I K式中Ieq 等效电流I1 正序电流I2 负序电流K1 正序电流发热系数在电动机启动过程中K1 0.5 启动完毕恢复K1 1K2 负序电流发热系数K2=310 可取K2 6根据电动机的发热模型电动机的动作时间t 和等效运行电流Ieq 之间的特性曲线由下列公式给出t ln 2 2eq2 p2eqI II I式中Ip 过负荷前的负载电流若过负荷前处于冷态则Ip 0I 长期允许负载电流即保护不动作所要求的规定的电流极限值可按额定电流Ie的1.05 1.15 倍整定 时间常数反映电动机的过负荷能力这一判据充分考虑了电动机定子的热过程及其过负荷前的热状态装置用热含量来表示电动机的热过程热含量与定子电流的平方成正比通过换算将其量纲化成反映电动机过负荷能力的时间常数 当热含量值达到 时装置即跳闸当热含量达到Ka 发过热告警信号其中Ka 为告警系数其取值范围为12 Icdsdc 本保护不考虑TA 断线情况亦即TA 断线即判为故障d 差流越限告警只发告警信号告警定值为差动值的一半时间为10 秒17