高压电动机的纵联差动保护

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原理而构成的，正常情况下二者的差流为0，即流入电动机的电流等于流出电动机的电流。

当电动机内部发生短路故障时，二者之间产生差流，启动保护功能，出口跳电动机的断路器。

微机保护一般采用分相比差流方式。

图1 电动机差动保护单线原理接线图为了实现这种保护，在电动机中性点侧与靠近出口端断路器处装设同一型号和同一变化的两组电流互感器TA1和TA2。

两组电流互感器之间，即为纵差保护的保护区。

电流互感器二次侧按循环电流法接线。

设两端电流互感器一、二次侧按同极性相串的原则相连，即两个电流互感器的二次侧异极性相连，并在两连线之间并联接入电流继电器，在继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器二次电流I·12与I·22之差。

继电器是反应两侧电流互感器二次电流之差而动作的，故称为差动继电器。

图1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BCH-2型差动继电器或两个DL-11型电流继电器构成。

如果采用DL-11型继电器，为躲过电动机启动时暂态电流的影响，可利用出口中间继电器带0.1s的延时动作于跳闸。

如果是微机保护装置，则只需将CT二次分别接入保护装置即可，但要注意极性端。

高压电机变频改造后综合保护配置方案摘要：随着电力电子技术的发展，变频器在电厂得到了广泛应用。

目前的新建电厂，重要辅机如风机、水泵等，一般均要求考虑配置变频器拖动；越来越多的已建电厂正在进行或已完成高压电动机采用变频器的改造。

高压电动机采用采用变频器拖动后，电动机保护如何配置才能保证机组安全可靠的运行，成为电厂、设计院、保护厂家关注的问题。

关键字：大型电动机；变频；保护配置1变频方式下电动机保护面临的问题采用变频装置后，电动机实现了软启动，启动电流从零开始平滑上升，启动电流显著减小，只有额定电流的1.2～1.5倍（工频可达5倍左右），电动机可以在较小的电流下实现加速、减速，发热较小。

但是，同时启动时间却有所延长。

这对按照躲过启动电流整定的保护和按启动时间整定的保护会带来一定的影响。

据实验实测，移相变压器将会产生5-6倍励磁涌流。

变频器输出侧频率将根据现场运行情况不断调整和变化，输出侧电流的频率可在0.2～400Hz内变化，同时变频器输出侧电流存在一定谐波分量，尤其当电动机在低频段工作时，谐波分量更高。

由于谐波电流的影响，电动机的发热量较工频运行方式下有所增加。

高压电动机变频运行后，电流互感器更容易饱和。

根据电磁式互感器的工作原理，在电压一定的情况下，频率和磁通成反比关系。

频率越低，互感器通过的磁通越大。

因此，在低频情况下．传统的工频互感器极容易发生饱和。

对于变频调速系统，由于附加了变频器装置，变频器的输入电流和输出电流在频率和相位上没有必然的联系。

这是影响电动机继续使用相量差动保护的最大障碍；电动机相量差动保护的工作原理是基于比较电动机两端电流的大小与相位的。

然而变频器输入输出侧的电流在相位上不一致，在工频运行方式下的差动保护中，即使电动机在正常工作情况下也会有相当数量的差流出现。

但是，对于电动机的输入和输出电流，它们的频率和相位是一致的，因此可以考虑对电动机单独进行差动保护，差动保护所需电流取自电动机的输入侧和输出侧。

高压电动机差动保护处理
高压电动机差动保护是一种用于保护电动机的重要保护手段，它能够检测电动机中的相电流差异，一旦出现差异超过设定的阈值，就能及时切断电源，避免电动机损坏。

对于高压电动机差动保护的处理，可以采取以下几种措施：
1. 检查接线：首先要检查电动机的接线情况，确保各相线路无误连接。

如果发现接线有误，应及时进行纠正。

2. 检查绝缘：接着要检查电动机的绝缘状况，确保绝缘良好。

如果发现绝缘存在问题，应及时进行修复或更换。

3. 调整差动保护装置：差动保护装置通常有灵敏度调整、零序电流调整等功能，可以根据实际情况进行调整，使装置能够准确地检测到相电流的差异。

4. 清洁电机：定期对电动机进行清洁，保持电机内部的通风良好，防止电机过热引起差动保护动作。

5. 定期检测：定期对差动保护装置进行检测和测试，确保其正常工作。

检测可以包括对装置的灵敏度、动作时间等指标进行检验。

6. 加装辅助保护装置：可以考虑在差动保护装置外加装电流保护、短路保护等辅助保护装置，以提供更全面的电动机保护。

总之，高压电动机差动保护处理包括对接线、绝缘、保护装置等方面进行检查和调整，确保差动保护装置能够准确地检测到相电流的差异，并及时切断电源，保护电动机的安全运行。

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原理而构成的，正常情况下二者的差流为0,即流入电动机的电流等于流出电动机的电流。

当电动机内部发生短路故障时，二者之间产生差流，启动保护功能，出口跳电动机的断路器。

微机保护一般采用分相比差流方式。

图1电动机差动保护单线原理接线图为了实现这种保护，在电动机中性点侧与靠近出口端断路器处装设同一型号和同一变化的两组电流互感器TA1和TA2。

两组电流互感器之间，即为纵差保护的保护区。

电流互感器二次侧按循环电流法接线。

设两端电流互感器一、二次侧按同极性相串的原则相连，即两个电流互感器的二次侧异极性相连，并在两连线之间并联接入电流继电器，在继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器二次电流I •12与I •22之差。

继电器是反应两侧电流互感器二次电流之差而动作的，故称为差动继电器。

图1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BCH-2型差动继电器或两个DL-11型电流继电器构成。

如果采用DL-11型继电器，为躲过电动机启动时暂态电流的影响，可利用出口中间继电器带0.1s的延时动作于跳闸。

如果是微机保护装置，则只需将CT二次分别接入保护装置即可，但要注意极性端。

一般在保护装置端子上有交流量或称模拟量输入的端子，分别定义为lai、lai*、Ic1、Ic1* （电机的端电流），Ia2、Ia2*、Ic2、Ic2* （电机的中性线电流），带*的为极性端。

大型高压电动机磁平衡差动保护的原理分析与应用王燕敏摘要］本文介绍了大容量高压电动机差动保护的两种方式：纵联与磁平衡差动保护的原理及二者特点的比较，结合现场实际应用，给出了的保护的整定计算方法。

关键词：大容量高压电动机；纵联差动保护；磁平衡差动保护；原理接线；整定计算[Abstract] This paper introduces two modes of differential protection for large capacity high voltage motors: the principle of longitudinal and magnetic balance differential protection, characteristic comparison of the two, and the method of setting calculation of the protection combined with the on-site practical application. Key words: Large capacity high voltage motor; longitudinal differential protection; magnetic balance differential protection; principle & wiring; setting calculation0 引言按GB50062-2008《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》的有关规定：“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以下的电动机，应装设纵联差动保护”。

电动机保护装置均采用微机保护，差动保护为电机的主保护，保护装置装于电动机6kV开关柜中，差动保护电流取自开关柜和电机中性点侧电流互感器。

而磁平衡差动保护则在电动机出口侧和电机中性点同名相加装一组磁平衡电流互感器，构成电机磁平衡差动保护。

电动机保护第一节电动机的故障、异常运行状态及保护方式在电力生产和工矿企业中，大量地使用电动机。

发电厂厂用机械大部分用的是异步电动机，但厂用低速磨煤机、大容量给水泵以及水泵房循环水泵等则采用同步电动机。

以下介绍的内容主要以异步电动机为主。

电动机的安全运行对确保发电厂以至整个工业生产的安全、经济运行都有很重要的意义，因此应根据电动机的类型、容量及其在生产中的作用，装设相应的保护装置。

但是，由于实际使用的电动机数量很多，且大部分为中、小型，因而不可能在每一台电动机上都配置性能完善的保护装置，故在进行电动机保护配置时，除考虑继电保护的四个基本要求外，还应该从技术、经济上衡量，力求简单、可靠。

电动机的主要故障有定子绕组的相间短路、单相接地以及同一相绕组的匝间短路。

电动机发生相间短路故障时，不仅故障的电动机本身会遭受严重损伤，同时还将使供电电压显著下降，影响其他用电设备的正常工作，在发电厂中甚至可能造成停机、停炉的全厂停电事故。

因此，对电动机定子绕组及其引出线的相间短路，必须装设相应的保护装置，以便及时地将故障电动机切除。

通常，对于容量在75kW及以下的低压小容量电动机，可采用熔断器或低压断路器(自动空气开关)的短路脱扣器作为相间短路保护；容量较大的高压电动机，则装设由电磁型电流继电器或感应型电流继电器构成的电流速断作为相间短路保护；当电动机的容量在2000kW以上，或者很重要但电流速断灵敏度不能满足要求时，若具有六个引出线，可装设纵差保护。

单相接地对电动机的危害取决于供电网络中性点的运行方式。

对于380／220V的低压电动机，其电源中性点一般直接接地，故发生单相接地时，将产生很大的短路电流，因而也应尽快切除，故应该装设快速动作于跳闸的单相接地保护。

为了简化，一般由相间保护采用三相式接线即可；灵敏度不能满足要求的重要电动机，才考虑采用零序保护。

而对于3—10kV 的高压电动机，由于所在供电网络属于小电流接地系统，电动机单相接地后，只有电网的电容电流流过故障点，其危害一般较小。

高压电动机的继电保护高压电动机的定子绕组和其引出线，一般应装设电流速断保护。

对生产过程中容易发生过载的电动机，应装设过负荷保护，过负荷保护可根据负荷特性带时限作用于信号、跳闸或自动减负荷装置。

对于高压电动机容量在2000kW以上的，在电流速断不能满足灵敏度要求时，应装设纵联差动保护。

当电源电压短时降低或短时中断后根据生产过程不允许或不需要自启动的电动机，以及为了保证重要电动机自启动而需要断开的次要电动机，应装设低电压保护，一般带有0.5~1.5s时限作用于跳闸，但是为了保证人身和设备的安全，在电源电压长时间小时后，须从系统中自动断开的电动机，也需要装设低电压保护，一般带有5~10s时限作用于跳闸。

一、高压电动机的相间短路保护－对于功率小于2000kW的电动机，常采用电流速断来作为电动机的相间短路保护，当灵敏度要求较高时，可以用DL型或GL型继电器构成两相不完全星型连接方式，其接线方式与电路线路或电力变压器的电路速断相同。

也可以采用两相差接线，即两相一继电器接线。

电流速断的动作电流按躲过电动机的最大启动电流来整定。

二、电动机的过压保护－过负荷保护可以采用一相一继电器接线，也可以采用两相两继电器不完全星型连接或两相差一继电器接线。

由于电动机装有电流速断保护，过负荷保护就可以利用GL型继电器的反时限过电流装置来实现过负荷保护。

过负荷的动作电流按躲过电动机的最大启动电流来整定。

过负荷保护的动作时间应大于电动机的启动时间，一般取10-16s，如用GL型继电器，可取两倍动作电流时的时间12-16s。

三、高压电机的低电压保护－当电压互感器一次测隔离开关断开时，低电压保护即退出工作，防止无动作。

对保护动作不重要的电动机，电压继电器按60％-70％额定电压整定，动作时间取0.5s；对动作较为重要的电动机，电压继电器按30％-50％额定电压整定，动作时间取5-10s。

四、高压电动机的差动保护－在小电流接地的供电系统中，可以采用两相两继电器的差动保护接线，差动保护的动作电流按躲过电动机额定电流In来整定，主要考虑二次回路断线时不至于引起误动作。

功率大于2000kW的高压电机差动保护方式的选择【摘要】介绍了功率大于2000kW的高压电机变频器起动及软起动器起动时差动保护的选择以及这两种起动方式在实际应用中的电气接线，纵联差动保护与磁平衡差动保护的共同点及不同点，优点及缺点。

差动保护时选用的电流互感器精度、容量及变比的选择。

【关键词】纵联差动保护；磁平衡差动保护【中图分类号】TU856【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2016）22-0168-02《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》中明确规定2000kW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。

功率大于2000kW的高压电机，一般来说常用的起动方式有两种（1）变频器起动。

（2）软起动器起动。

一般如此大功率的电机原则上来说不推荐选择直接启动的启动方式。

下面我们来具体论述一下以上两种起动方式时，高压电机差动保护的电气接线。

1.变频器起动时高压电机差动保护的选择有两种方式磁平衡差动保护和普通纵联差动保护。

1.1 磁平衡差动保护时，差动保护的电气接线。

4TA为磁平衡差动线圈，放置于高压电机内部（电机订货要求中一定要写到，并明确电流互感器变比及保护级别、容量等），在电机本体上带有磁平衡差动电流互感器，然后把电流互感器信号接至高压综自保护装置中。

注意电动机综自保护装置一定要求是磁平衡差动保护装置（有些综自保护厂家磁平衡保护和电机普通纵联差动保护装置为一个保护装置，装置内部可以设置）。

具体接线如图一所示。

磁平衡差动保护不受电机起动方式的选择，选择任何起动方式的高压电机均可采用磁平衡差动保护，但是必须在电机订货时要求电机厂家在电机内部磁平衡差动线圈。

1.2 变频器起动时，普通纵联差动保护的电气接线。

由于电机采用变频器起动方式，变频器上侧及下侧电流有变化不一样大，故不能做作为纵联差动保护的取样电流。

这时差动电流的取样点必须取自于变频器下侧出口4TA处及电机本体中性点处5TA，具体详见图二。

10 kV高压电动机的保护及维护在工厂以及企业选择电动机时，如果要求的额定功率须在200 kW以上，通常最合适的是选用高压电动机。

笔者所在的企业为生物制药企业，在生物制药企业以及生物发酵企业中，高压电动机的应用是非常普遍的，通常采用的高压电动机的电压等级为10 kV。

通过高压电动机的应用，能够满足工艺生产要求的必备条件，保障生产稳定的进行。

但是高压电动机功率较大且有着较高的电压，一旦高压电动机发生事故或问题，将直接影响到安全生产，甚至还能够造成极大的危害。

然而在使用过程中造成电动机烧毁损坏或者引发重大事故的情况还是在不断的发生着。

据不完全统计全国每年仅因电动机烧毁所消耗的电量就达数千万度，电动机烧毁的数量达20万台次以上，容量约0.4亿千瓦，因维修所耗的电磁线约5000万公斤，修理费达20亿元，而因停工停产所造成的损失更是一个无法估量的巨大数目。

因此做好电动机的保护和维护工作，具有节能、提高经济效益和生产效率，保障生产安全稳定进行的重大意义。

1高压电动机的保护1）电流速断保护。

电流速断保护是电动机绕组及引出线发生相间短路时的主保护。

在通常的情况中，如果电动机的容量小于2000 kW（规程规定电动机容量为2000 kW及以上，需装设纵联差动保护），通过采用电流速断的方式一般能够达到对于其相间短路情况的保护。

电流速断保护一般有两种方式，第一种是采用两相两继电器式，第二种是采用接于相电流之差的二相一继电器式接线。

对于负荷较小的高压电动机，可以采用DL-11型电流继电器来构成和实现电流速断保护；对于负荷较大的高压电动机，需要采用有限反时限电流继电器来构成和实现电流速断保护。

2）单相接地保护（零序过流保护）。

为了保护高压电动机内部，避免单相接地产生故障，在单相接地的电流超过5 A的情况下，需要装配单项接地保护装置，进行单相接地保护。

通过此装置的应用，能够对电动机做到很好的保护，在接地电流超过10 A时，保护装置能够实现瞬间的跳闸来切断电流，避免对电动机的内部造成伤害或损坏。