功率大于2000kW的高压电机差动保护方式的选择
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2000kW及以上电动机纵联差动保护误动作分析作者:齐长卿马雄焦京才来源:《中国科技博览》2013年第02期摘要:石化企业是连续型生产企业,电动机是企业最主要的动力来源,其安全稳定运行对石化企业的平稳生产就显得至关重要,尤其是2000kW及其以上的大型机组,更是不能由于保护的缺陷而使电动机出现难以修复的故障,本文就大型机组的差动保护的缺陷及消除进行了论述。
关键词:纵联差动保护;电动机;MICOMP243;差动CT;分类号:TM320 引言电动机是石化企业的主要动力来源,故电动机的稳定运行就显得尤其重要,一般2000kW 及其以上的电动机属于特大型机组,必须都设差动保护,因为差动保护对绕组的相间及匝间短路相比其他保护来说,都有着明显的优势,差动保护对绕组及电缆的保护的准确性、快速性是其他保护所不能比拟的。
但是由于CT的容量特性及线路距离的限制,有时候差动保护会有误动的可能性,本文主要就某厂的一起电动机差动保护误动事件及其整改措施进行论述,从而提高大型机组在石化企业的稳定运行能力,同时也为大家解决此类故障提供了一个很好的学习机会。
1 事故回放2008年9月2日,某厂一额定功率为2650kW的锅炉给水泵电机A进行单机试运,但在开机瞬间就造成了电动机差动保护动作,导致电动机跳闸。
该厂对该电动机的安装保护为纵联差动保护,使用的综合保护继电器为AREVA(阿海珐)MICOMP243-311A3M0330C继电器,当时关于差动记录数据如下表。
首端电流末端电流均值电流差动电流IA:1.856kA IA-2:1.859 kA IAbias:1.857 kA IAdiff:4.243AIB:1.936kA IB-2:655.5A IBbias:1.296 kA IBdiff:1.611kAIC:1.929kA IC-2:1.022 kA ICbias:1.476 kA ICdiff:1.345kAIN: 1.586A IN:627.3mA2 原因分析跳闸原因分析差动保护动作后,我们马上对电机进行了绝缘测试,测试结果为单相对地在10000兆欧以上,相间绝缘为0欧姆,实验表明电机绕组没有明显损坏,同时我们对电机进行了直阻测量,经计算后电机直阻也没有问题。
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。
大功率电动机差动保护调试分析摘要:随着我国工业化规模的不断扩大和自动化程度水平的提升,大功率、高电压交流异步电动机的应用日益广泛。
为了确保大功率电动机的平稳启动和可靠运行,在综合保护系统设置纵联差动保护,正确选择和设置电机差动保护显得尤为重要,对差动保护出现的问题要具体分析,及时予以解决;否则就会引起差动保护误动,电动机难以正常启动和运行。
关键词:差动保护;调试电动机纵联差动保护(简称差动保护)是大功率、重要设备的主要保护方式之一,按照《综合保护和自动化装置技术规程》的要求,20000KW以上的电动机或者是20000KW以下设置电流速断保护灵敏系数难以满足要求的电动机,均应装设差动保护。
据不完全统计,大多数设置差动保护的电动机在启动时均有不同情况的误动,这种误动主要是电动机在启动过程中与变压器的差动保护相比,电动机的差动保护不需要进行相位变换,机尾两端的电流互感器型号选择一致,其躲避不平衡电流的能力更强,但多数企业仅考虑降低成本,所配置的电流互感器(CT)型号、批次、容量不匹配,再加上电动机离高压开关柜的距离较远等原因,致使CT在启动过程中很容易达到饱和,机尾两端形成很大差流,引起电动机差动保护动作。
随着我国工业化规模的不断扩大和自动化程度水平的提升,大功率、高电压交流异步电动机的应用日益广泛。
为了确保大功率电动机的平稳启动和可靠运行,在综合保护系统设置差动保护,正确选择和设置电动机差动保护显得尤为重要,否则就会引起差动保护误动,致使电动机难以正常启动和运行。
电动机差动保护的基本原理是:在电动机的机端和尾端分别装设两组CT,其容量、型号、批次必须相同,接线方式互成180度,一二次对应,CT的二次线同时引入综合保护装置对应端口,装置设置差动保护定值、动作时间、投退和出口,当电动机启动或运行过程中机尾两端CT所检测出的电流差值(即不平衡电流)达到差动启动电流时,差动保护便会动作出口,跳开主断路器起到保护设备的作用。
速断保护1000kW以下的高压电动机,装设电流速断保护时宜采用两相不完全星型接线并动作于跳闸。
错误2000kW以下的电动机,如果(电流速断保护)灵敏度不能满足要求时,也可采用电流纵差动保护代替。
2000kW及以上大容量的高压电机,普遍采用(纵差动保护)代替电流速断保护。
变压器的(电流速断保护),其动作电流整定按躲过变压器负荷侧母线短路电流来整定,一般应大于额定电流3-5倍整定。
变压器容量在(10000)kVA以下的变压器、当过电流保护动作时间大于0.5s时,用户3~10kV配电变压器的继电保护,应装设电流电力线路电流速断保护是按躲过本线路末端最大短路电流来整定。
(√)对高压电力线路,限时电流速断保护的动作时间一般取(0.5s )电力线路电流速断保护是按躲过本线路末端最大短路电流来整定。
正确对于高压电力线路,限时电流速断保护的动作时间一般取1s。
错误对于中、小容量变压器,可以装设单独的(电流速断保护),作为变压器防止相间短路故障的主保护。
限时电流速断保护可以保护线路全长。
正确在靠近线路末端附近发生短路故障时,电流速断保护仍然能正确反映。
错误中小容量的高压电容器组普遍采用电流速断保护或延时电流速断保护作为相间短路保护。
正确中小容量的高压电容器组如配置(电流速断保护),动作电流可取电容器组额定电流的2-2.5倍。
差动保护2000kW以下的电动机,如果(电流速断保护)灵敏度不能满足要求时,也可采用电流纵差动保护代替。
2000kW及以上大容量的高压电机,普遍采用(纵差动保护)代替电流速断保护。
差动保护属于按(保护原理)分类。
高压电动机不采用纵差动保护。
(×)(解释:重要的,大型的也可采用)对差动保护来说,变压器两侧的差动CT均应接成星型。
错误高压电动机纵差动保护工作原理与变压器纵差动保护相似。
正确下列(310)表示110KV母线电流差动保护A相电流公共回路。
1、在电气施工中,必须遵守国家有关安全的规章制度,安装电气线路时应根据实际情况以方便使用者的原则来安装。
2、合理的规章制度是保障安全生产的有效措施,工矿企业等单位有条件的应该建立适合自己情况的安全生产规章制度。
3、为了保证电气作业的安全性,新入厂的工作人员只有接受工厂、车间等部门的两级安全教育,才能从事电气作业。
解析:三极安全教育4、电工作业人员应根据实际情况遵守有关安全法规、规程和制度。
解析:规章制度严格遵守5、若干电阻串联时,其中阻值越小的电阻通过的电流越小。
解析:串联电路电流相等6、有两个频率和初相位不同的正弦交流电压U1和U2,若它们的有效值相同,则瞬时值也相同。
解析:最大值相同7、正弦量可以用相量表示,所以正弦量也等于相量。
解析:向量是矢量,正弦量是标量8、最大反向电流是指二极管加上最大反向工作电压时的反向电流,反向电流越大,说明二极管的单向导电性能越好。
解析:反向电流是指二极管加上低于最大反向工作电压时的漏电流, 反向电流越大,说明性能越差9、共基极电路特点是输入阻抗较小,输出阻抗较大,电流、电压和功率的放大倍数以及稳定性与频率特性较差。
解析:输入阻抗小,输出阻抗大,电流放大倍数小于1,电压放大倍数较大,稳定性与频率特性较好10、集电极最大允许耗散功率与环境温度有关,环境温度越高,则允许的最大允许耗散功率越大。
解析:环境温度越高,最大允许耗散功率越小11、所有类型二极管在电气图纸中的符号是一样的。
解析:不一样,稳压二极管、肖特基二极管、变容二极管与普通二极管就不同12、工频电流属于高频电路。
解析:工频电指50Hz(或者60Hz)的工业电源,频率很低;高频电频率很高,严格意义的“高频”分界线是3MHz以上,频率是工频的6万倍以上。
13、中性点经消弧线圈接地属于有效接地系统。
解析:有效接地:包括中性点直接接地和中性点经低电阻接地、小电抗和低阻抗接地。
非有效接地:不属于有效接地的接地方式。
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。
对于高压电力线路,限时电流速断保护的动作时间一般取1s。
ﻫA. 正确B. 错误正确答案:B试题解析:“半秒”对于高压电力线路,限时电流速断保护的动作时间一般取()。
A.0.2s ﻫB. 0.5sC. 0.7s正确答案:Bﻫ试题解析:(2)2000kw以下的电动机,如果()灵敏度不能满足要求时,也可采用电流纵差动保护代替。
A.过负荷保护B. 电流速断保护C. 纵差动保护正确答案:Bﻫ试题解析:2000kw及以上大容量的高压电机,普遍采用()代替电流速断保护。
ﻫA. A、过负荷保护ﻫB.低电压保护C. 纵差动保护正确答案:C2000kw及以上大容量的高压电动机,常采用过流速断保护。
A. 正确B.错误正确答案:Bﻫ试题解析:高压电动机不采用纵差动保护。
()A. 正确B. 错误正确答案:BSF6负荷开关一般不设置()。
A. 气体吹弧装置ﻫB.灭弧装置C. 磁吹灭弧装置正确答案:Aﻫ试题解析:六氟化硫(SF6)负荷开关一般不设置气吹灭弧装置,所以它的灭弧能力比六氟化硫(SF6)断路器强。
() ﻫA. 正确B. 错误正确答案:B由于检修工作需要,可将六氟化硫(sf6)断路器打开后,将六氟化硫(sf6)气体排入大气中。
()A.正确ﻫB.错误正确答案:Bﻫ试题解析:SF6断路器的缺点之一是,SF6气体在电弧的作用下分解的()气体有毒。
A. A、硫化物B. 氧化物C. 低氟化物正确答案:Cﻫ试题解析:电网谐波的产生,主要在于电力系统中存在各种线性元件。
()ﻫA. 正确ﻫB. 错误正确答案:B试题解析:电网谐波的产生,主要在于电力系统中存在各种()元件。
ﻫA.A、电感元件B. 电容元件ﻫC. 非线性元件正确答案:C试题解析:RN2型高压熔断器可适用于作()的保护。
A. A、变压器B.电力线路ﻫC.电压互感器正确答案:Cﻫ试题解析:高压熔断器可用于()等设备的保护。
A. 电压互感器ﻫB. 发电机ﻫC. 断路器正确答案:Aﻫ试题解析:高压熔断器在110kv及以上供电网中被广泛应用。
高压电动机的纵联差动保护
2010-03-19 01:28
对2000kW及以上的高压电动机,或电流速断保护灵敏度不能满足要求的高压电动机,且电动机的中性点侧有引出线时,可采用差动保护作为主保护。
5000kW及以下的电动机差动保护一般按两相式接线,可由两只DL-11型继电器组成,其原理接线如图7.6.2(a)所示。
对5000kW以上电动机,一般采用BCH-2型差动继电器组成三相式接线,原理接线如图7.6.2(b)所示,均作用于电动机出口断路器跳闸。
当采用DL-11型电流继电器组成差动保护时,为躲开电动机启动时非周期分量电流的影响,可利用一个带0.1s延时的出口中间继电器动作于高压断路器跳闸;当采用BCH-2型继电器时,建议用高灵敏度的差动保护,其原理接线如图7.6.2(b)所示。
继电器的差动线圈接在相应相的差值回路中,各相的平衡线圈均串接在中性线回路中,且与差动线圈呈反极性连接,要求在电流互感器二次回路断线时,保护装置不误动作。
当保护区内发生两相或三相短路时,短路电流将反映到两个或三个差动线圈,而平衡线圈则无短路电流流过,所以只要在差动线圈中有较小的故障电流流过,差动继电器就能动作。
电动机差动保护的动作电流应按躲过电动机的额定电流来整定,继电器的动作电流为
(7.6.7)
式中 Krel——可靠系数,对DL型继电器取Krel=1.2~2;对BCH-2型继电器接成的高灵敏度接线Krel=0.55 灵敏度校验同样可按式(7.6.6)进行。
电动机差动保护的灵敏度可按下式校验
(7.6.6)
(2).min——电动机端子处最小两相短路电流值。
式中 I
k。
2025年高压电工证模拟考试题库及高压电工理论考试试题1、【单选题】2000kW以下的电动机,如果()灵敏度不能满足要求时,也可采用电流纵差动保护代替。
( B )A、过负荷保护B、电流速断保护C、纵差动保护2、【单选题】2000kW及以上大容量的高压电机,普遍采用()代替电流速断保护。
( C )A、过负荷保护B、低电压保护C、纵差动保护3、【单选题】SF6断路器的特点之一是()。
( A )A、开断电流大B、断口耐压低C、开断电流小4、【单选题】三相变压器Dyn11绕组接线表示一次绕组接成()。
( B )A、星形B、三角形C、方形【人工解析】前面的D表示一次为三角形,y表示二次为星形。
5、【单选题】下列()表示电流继电器。
( A )A、KAB、KSC、KT【人工解析】正确答案为KA,选项中漏写A6、【单选题】中性点不接地的电力系统中,用电设备的绝缘水平应按()考虑。
( B )A、相电压B、线电压C、2倍相电压7、【单选题】二次回路交流耐压试验电压为1000V。
当回路绝缘电阻值在10MΩ以上时,可采用()V伏摇表代替,试验持续时间为1min。
( B )A、1000B、2500C、5000【人工解析】正常情况用1000v,可用2500v代替测量。
8、【单选题】人体与带电体直接接触触电,以()对人体的危险性最大。
( B )A、中性点直接接地系统的单相触电B、两相触电C、中性点不直接接地系统的单相触电9、【单选题】以下过电压中()属于内部过电压。
( C )A、大气过电压B、感应雷过电压C、操作过电压10、【单选题】倒闸操作前,应先在()进行模拟操作。
( B )A、实际设备上B、模拟图板上C、操作票上11、【单选题】发生高压设备、导线接地故障时,在室外人体不得接近接地故障点()以内。
( B )A、4mB、8mC、10mD、排气式避雷器12、【单选题】变压器油的作用是()。
( C )A、导电和冷却B、绝缘和升温C、绝缘和冷却13、【单选题】变压器的额定电流为通过绕组线端的电流,即为()的有效值。
一、电机保护1、差动保护当电机容量大于2000KW时,对于中性点侧有引出线的电动机,可采用差动保护1.1、整定原则1:考虑二次回路短线时不致误动第一步:输入CT参数CT一次额定电流,CT二次额定电流,CT接线方式(星型,三角型)第二步:保护计算Idz=Kk*IeIdz.j=Idz*Kjx/nLH (1)Idz.p=Idz.j/In (2)Kk:可靠系数,BCH-2型继电器去1.3,DL-11型继电器取1.5-2Ie:电动机额定电流(取自OTI设备参数)nLH:CT变比= CT一次额定电流/CT二次额定电流Kjx:二次接线系数,星型接线取1,三角星接线取1.732In:CT二次额定电流Idz:一次动作电流Idz.j:二次动作电流Idz.p:继电器动作电流倍数Idz.j取**Idz.p取**计算实际Kk按照Idz.j或Idz.p(如果有Idz.p,则按照它计算,如果没有则按照Idz.j)反算出Kk,如果Kk大于、等于规定值(1.3或1.5),则通过,如果小于则发出警告(Kk<**,是否调整Idz.j或Idz.p,否则进行下一步计算,是则调整Idz.j或Idz.p)第三步:灵敏度校验按照电动机内部发生两相不短路时,灵敏度大于2校验Klm=0.866* Id.min / IdzId.min:电动机内部三相短路电流最小值第四步:时限整定差动动作时限:范围注:DL-11型继电器躲不过电动机启动时的短时非周期分量电流,故保护要求带0.1 -0.2秒的时限去动作跳闸以下整定计算步骤,如果无特殊说明,按照1.1项步骤进行,二次电流Idz.j、Idz.p按公式(1)(2)计算。
2、电流保护2.1、反时限过电流保护2.1.1电流启动值,整定原则按躲过电动机最大负荷电流整定Idz=Kk*Ifh.max/Kf≈1.1-1.15*IeKk:可靠系数,1.05-1.15??Ifh.max:最大负荷电流,按电动机负载情况决定,一般取电动机额定电流IeKf:继电器返回系数,电磁型继电器取0.85,微机继电器取0.95-0.99,如果微机继电器标明返回系数,取标明值2.1.1时间常数整定IEC:T=M*(K/(I/Ipu)^E-1)ANSI:T=M*(A+B/(I/Ipu-C)+D/(I/Ipu-C)^2+E/(I/Ipu-C)^3))IAC:T=M*(A+B/(I/Ipu-C)+D/(I/Ipu-C)^2+E/(I/Ipu-C)^3))具体含义见750备注整定原则1:已知电动机启动电流倍数Kqd,启动时间tqt=Kk*tqKk为可靠系数,范围:1.1…1.4.对大型压缩机组电机,Kk取为1.4; 其它电机,K取1.1-1.4将t,Kqd*Ie,Idz代入上述三类曲线公式T=t,I=Kqd*Ie,Ipu=Idz得出时间常数M整定原则2:按经验值6倍2-5秒整定(非风机类电动机)t6Ie=2-5,一般取3将t6Ie,6Ie,Idz代入上述三类曲线公式T=t6Ie,I=6Ie,Ipu=Idz得出时间常数M整定原则3:按经验值2倍16-30秒整定(非风机类电动机)t2Ie=16-30将t2Ie,2Ie,Idz代入上述三类曲线公式T=t6Ie,I=2Ie,Ipu=Idz得出时间常数M整定原则4:按普通电机启动电流持续时间整定鼠笼电动机空载启动,启动电流持续时间约t=2-5秒鼠笼电动机轻载启动,启动电流持续时间约t=10-30秒绕线式电动机启动电流持续时间约t=15秒将t,Kqd*Ie,Idz代入上述三类曲线公式T=t,I=Kqd*Ie,Ipu=IdzKqd:电动机启动电流倍数,按电动机铭牌值取,如果铭牌未标注参考值如下:单鼠笼电机5.5-7.0,双鼠笼电机3.5-4.0,绕线式电机2.0-2.5得出时间常数M注:反时限过流保护不计算灵敏度2.2、速断保护整定原则原则1:按躲开电动机启动电流整定Idz=Kk*Kfzq*IqdKk:可靠系数,>=1.3Kfzq:非周期分量系数,对于无谐波抑制且无延时的继电器取1.8,有良好的谐波抑制或延时0.1-0.2秒的继电器取1.0,其余情况取1.0-1.8Iqd:电动机启动电流周期分量的最大值,按电机铭牌取值Kqz*Ie,如果铭牌未标注参考值如下:单鼠笼电机5.5-7.0Ie,双鼠笼电机3.5-4.0Ie,绕线式电机2.0-2.5Ie灵敏度校验按电动机出口发生金属性两相短路时,灵敏度>2Klm=0.866*Id.min/IdzKlm:灵敏度Id.min:电动机出口发生金属性三相短路最小短路电流注:在满足灵敏度要求的前提下,允许适当提高速动保护动作值整定原则原则2:按保证灵敏度>=2整定Idz <=0.866*Id.min/ KlmKlm:灵敏度取2可靠系数校验Kk = Idz /(Kfzq*Iqd)2.3、定时限过电流保护Idz=Kk*IqdKk:可靠系数,>=1.5灵敏度校验按电动机出口发生金属性两相短路时,灵敏度>2Klm=0.866*Id.min/Idz2.4、过负荷保护Idz=Kk*Ie/KfKk:可靠系数,1.05-1.2??动作时限:大于电动机启动电流持续时间3、失压保护整定原则一:按电动机稳定运行区域整定0.5-0.9Ue整定原则二:按保证电动机自启动的条件整定Udz=Umin/(Kk*Kf)=(0.45-0.55)UeUmin:保证电动机自启动时,母线的允许电压,一般为0.55-0.65UeKk:可靠系数,1.2??Kf:电压继电器返回系数,1.2?动作时限建议取0.5秒,范围0.0-10.0秒,以对开速断保护及电压回路短线引起的误动作??整定原则三:按切除不允许自启动的条件整定一般取0.6-0.7Ue动作时限建议取0.5秒,范围0.0-10.0秒,以对开速断保护及电压回路短线引起的误动作??整定原则四:按保安条件整定在电压长时间消失后不允许自启动的电动机,一般取0.25-0.4Ue动作时限建议取6-10秒,范围5.0-15.0秒整定原则五:具有备用设备而断开的电动机0.25-0.4Ue动作时限建议取0.5秒,范围0.0-10.0秒4、单相接地保护(零序保护)Idz=Kk*IcKk:可靠系数,如保护装置不带时限,Kk=4-5;如带时限,Kk=1.5-2Ic::该线路的电容电流灵敏度,要求>=2Klm=(IC∑-Ic)/IdzIC∑:故障点总的电容电流二、电容器保护1、定时限速断保护1.1、采用熔断器的熔体电流整定Ier=K*IecK: 1.8-2.5(其中谐波系数为1.35,可靠系数1.35-18.);用自落熔丝时取1.85,用旁路熔丝时取2.15 Iec:电容器额定电流。
高压电机的各种继电保护1 高压电机继电保护的重要性工业上常用的大量的高压异步电动机,这些电动机在运行中可能发生很多的故障,如不及时处理,有可能导致电机烧毁甚至更大的损失,因此继电保护装置一直是高压电机的重要部件。
本文将目前常用的几种常见的继电保护方式做了归纳与整理。
2 高压电机继电保护的配置2.1 相间短路1)对于P≤2000KW的电动机内部绕组以及引出线上的相间短路,应装设电流速断保护;2)对于P≥2000KW的高压电动机,应该装设纵差保护;所有保护动作于跳闸。
2.2 易发生过负荷的电动机装设过负荷保护,并根据过负荷的性质决定动作于信号还是动作于跳闸。
2.3 单相接地故障1)当单相接地电流大于5A时,装设单相接地保护;2)当单相接地电流小于5A时,装设绝缘监测装置;3)当单相接地电流大于10A时,动作于跳闸;4)当单相接地电流小于10A时,动作于跳闸或者信号。
2.4 低电压保护对于次要的高压电动机或者不允许自起动的电动机,装设低电压保护。
3 高压电机常见的五种继电保护方式3.1 高压电机的速断保护1)电动机的速断保护装置应配置于电动机定子绕组的相间短路时,一般用于2000kw以下的高压电机。
保护的范围应当包括开关和电动机的电缆在内。
2)保护的整定原则,应当躲过全压启动时,电动机的最大启动电流整定,即其中,Iset为保护装置的一次动作电流;Ik.set 为继电器的动作电流;INM为电动机的额定电流;Is.max为电动机的最大启动电流,一般为额定电流的7—10倍;Krel为可靠系数,采用GL型继电器时,取值1.8~2.0,如果采用DL型继电器,则取值1.4~1.6;Kc为接线系数,采用两相不完全星型接线时,取值1,采用两相接线时取值;Ks为电动机启动电流倍数;nTA为电流互感器变化。
3.2 高压电机的差动保护由于电流速断保护灵敏度低,对电机内部故障区分度小,所以对于容量在2000kw以上的电机或容量小于2000kw但具有6个引出线端子的有重要作用的电动机应运用纵联差动保护。
高压变频器电动机保护的配置根据国家能源政策的要求,节能减排工作已全面展开,而在大型火力发电厂,厂用电率的降低势在必行。
对于占厂用电绝大部分的高压电动机来说,节能领域的重要技术措施就是高压变频技术的应用。
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。
1传统电动机保护配置异步电动机的故障有定子绕组相间短路故障、绕组的匝间短路故障和单相接地故障;不正常运行状态主要有过负荷、堵转、起动时间过长、三相供电不平衡或断相运行、电压异常等。
因此,对于高压电动机,根据规程以差动保护或电流速断为主保护,以过负荷保护、过流保护、负序保护、零序保护及低电压保护等作为后备保护。
2目前变频器电动机保护配置发电厂为保证系统的可靠性,高压电动机一般采用变频器带工频旁路,以便即使在变频器检修时也可通过工频旁路,保证电动机的正常运行。
图1为现场高压电动机变频器改造的示意图,其中K1、K2开关保证变频器检修时,与主回路无接触点,此时K3开关闭合,电动机通过旁路运行。
当电动机通过旁路运行,此时由厂用电中高压母线工频电压直接驱动电动机,进线开关QF 处保护装置的保护对象是开关出线以及电动机本体。
因此,此时应该按照常规电动机保护的要求配置电动机保护,有差动保护要求的,需要配置电动机差动保护。
当旁路开关K3断开,电动机由变频器拖动时,进线开关QF处保护装置的保护对象是开关出线以及变频器。
由于目前发电厂使用的变频器一般由整流变压器、控制柜等部分构成,即进线开关QF处保护装置的保护对象是开关出线以及整流变压器。
此时电动机成为与厂用电母线隔离后高压变频器的负荷,因而电动机的保护应由高压变频系统的控制器实现。
18号第1题:验电前后应在有电的设备上或线路上进行试验,以检验所使用的验电器是否良好。
(✔️)第2题:在高压电气设备(包括线路)上工作,需要全部停电或部分停电的工作应使用第一种工作票。
(✔️)第3题:工作许可人对工作负责人应指明带电设备的位置和注意事项,然后分别在工作票上签名,工作班组方可开始工作。
(✔️)答案解析:负责人应指明带电设备的位置和注意事项。
第4题:干式变压器是指铁芯和绕组浸渍在绝缘液体中的变压器。
(✔️)答案解析:是油浸式变压器,不是干式变压器的解释。
第5题:磁力线上某点的切线方向就是该点磁场的方向。
(✔️)第6题:空气是架空电力线路导线之间及导线对地的自然绝缘介质。
(✔️)第7题:在邻近可能误登的其他鉄构架上,应悬挂“禁止攀登,高压危险!”的标示牌。
(✔️)第8题:高压熔断器在110kV及以上供电网中被广泛应用。
(✔️)答案解析:10KV第9题:油箱漏油造成油面降低属于变压器的异常。
(✔️)第10题:能使继电器动合接点由断开状态到闭合状态的最小电流称为动作电流。
(✔️)第11题:变、配电所是电力网中的线路连接点,是用以变换电压、交换功率和汇集、分配电能的设施。
(✔️)第12题:绝缘安全用具分为基本安全用具及辅助安全用具。
(✔️)返回第13题:电流持续时间越长,电流对人体的危害越严重。
(✔️)第14题:电路中负荷为电阻性负载时,恢复电压等于电源电压,不利于电弧熄灭。
(✔️)答案解析:电阻性负载没有感应电流,利于灭弧。
第15题:在电缆牌和安装接线图上,只要注明电缆编号即可。
(✔️)答案解析:在电缆牌和安装接线图上,要注明电缆编号、设备编号,端子号等。
第16题:如果将电流表并联在线路中测量,则电流表有可能会因过载而被烧坏。
(✔️)第17题:人体距10kV带电设备的安全距离,应该大于等于0.7m。
(✔️)第18题:带负荷拉合隔离开关等,会产生强烈的电弧,将人严重灼伤。
(✔️)第19题:电能的生产、输送、分配以及转换为其他形态能量的过程,是分时进行的。
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~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;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;五、同步电动机的失步保护-采用两相差接线对同步电动机的失步进行保护;当电动机定子绕组内出现较大的由于失步引起的脉动电流时电流继电器动作;反应转子回路内交变电流的失步保护-在同步电动机的转子回路中串接电流互感器,正常运行时转子回路中流过直流电流,互感器的二次侧不产生感应电动势,保护装置不动作,当同步电动机发生失步运行时,转子回路中感应出交变电流,通过电流互感器使二次侧保护继电器动作;高压电动机保护配置:大型发电厂的高压厂用电机及一些工矿企业的高压电机普遍采用微机保护;1、对于容量在2000kW及以下的高压电动机的相间短路的主保护为相电流速断;、电机启动过程速断保护按躲过电机的最大启动电流整定;动作电流Idz>=Ih,Ih=K1K2In2K1为可靠系数,取K2为电机启动电流倍数,一般取7In2为电机一次额定电流/CT变比出口时间:0s、启动后按躲过母线出口三相短路时的电动机反馈电流计算1.2.1、对于真空断路器动作电流Idz>=ILIL=出口时间:0s1.2.2、对于F-C回路,由于速断带,取I2=出口时间:跟熔断器配合,对于额定电流小的熔断器取;额定电流较大的取.、电机启动时间t按实际启动时间的最长时间的倍整定;2、过流反时限一般反时限、负序电流保护Idz>=I2I2=、正序电流Idz>=、过热保护4、接地保护5、长启动保护电压为3kV以上的异步电动机和同步电动机,对下列故障及异常运行方式,应装设相应的保护:1、定子绕组相间短路;2、定子绕组单相接地;3、定子绕组过负荷;4、定子绕组低电压;5、同步电动机失步;6、同步电动机失磁;7、同步电动机出现非同步冲击电流;8、相电流不平衡;比率差动1.比率差动保护原理:差动电流: 21I I I cd +=制动电流: 2)(21I I I res -=电动机正常运行时,差动电流cd I 理论上为零,实际上不为零,其值为电动机两侧电流互感器传输特性的误差而引起的不平衡电流的大小;制动电流0.res I ≤电动机额定电流s I ,是一常数;当电动机外部故障且短路电流大于电动机额定电流值时,不平衡电流会随短路电流的增大呈非线性增大,但此时制动量也随短路电流成比率的增大;选取合适的斜率角θ,即可保证在最大的外部短路电流下保护不误动,且具有较高的灵敏度;当电动机内部故障时,差动电流cd I 迅速增大cd I 短路电流k I ,制动电流res I 迅速减小res I ≤k I 2/1,保护瞬间动作;灵敏度完全能满足大于的要求;a b0.dz I3 4max k I I res =图 差动保护特性示意图图中:1I -电动机电源侧电流; 2I -电动机中性侧电流;0.dz I -差动最小动作电流; 0.res I -比例特性曲线拐点制动电流;max k I -外部最大短路电流; CDSD I -差动速断定值差动保护动作方程如下:其中: 21I I I cd += 2)(21I I I res -=当任一相电流满足判据时,保护瞬时动作于跳闸出口和告警出口,装置显示短路故障相;2 差动电流启动定值cdqd I 的整定:差动电流启动定值cdqd I ,可以按躲过正常运行时最大不平衡差流整定;其中:qd K 可以取~;e I 为电动机额定工作电流;3. 比例差动保护制动系数bl K 的整定:比例差动制动系数的选取必须要考虑到保护的可靠性和灵敏性因素;如果bl K 选择过小,就有可能躲不过区外故障时产生的不平衡电流,进入差动保护特性区,因而发生误动;如果bl K 选择过大,就有可能躲开电动机发生区内故障时的故障差电流,进入不了差动保护特性区,因而发生拒动的现象;因此必须兼顾保护的灵敏性和可靠性;比率制动系数bl K :推荐为~;4.制动电流res I 的整定:制动电流res I 主要针对当电动机外部发生短路故障时,可以对差动保护进行有效的制动,但是在选择制动电流res I 时必须充分考虑到电动机在发生匝间短路时,同时伴有有汲出电流流出时保护动作的灵敏度,可以整定为:其中:1K 为选择系数,一般可以取~推荐整定为;e I 为电动机额定工作电流;5.比例差动保护灵敏度的校验:0.2min .)2(≥=DZD lmI I K其中:min .)2(D I 为系统在最小运行方式下,在被保护电动机发生两相短路时,流过保护装置的最小短路电流;DZ I 为系统在最小运行方式下,在被保护电动机发生两相短路时,由流过的制动电流对应电动机差动保护特性曲线上相应的动作电流值;按照规程要求:比例差动保护的灵敏度要大于;3.1.3 CT 断线闭锁装置有延时及瞬时CT 断线判别功能,具体判据如下:a 延时判别:当任一相差流大于n I ,且持续时间超过10s,发CT 断线信号,此时并不闭锁比率差动保护在保护每个采样周期内进行;b 瞬时判别:机端及中性点侧的六路电流同时满足下面两个条件时认为是CT 断线:1 一侧CT 的一相或两相电流减小至差动保护起动,其余各路电流不变;2 n X n I I I 2.12.0≤≤ 并且同时满足45.0maxmin≤I I ;瞬时CT 断线可选择发信号的同时是否闭锁比率差动保护;为防止瞬时CT 断线的误闭锁,满足下述任一条件时不进行瞬时CT 断线判别:1 启动前各侧最大相电流小于n I ;2 启动后最大相电流大于 n I ;3 启动后电流比启动前增加;3.1.4 电动机启动保护考虑到电动机在启动时会产生较大的非周期分量,灵敏的电动机差动保护可能会因为躲不过启动时的不平衡电流而造成保护误动作;本保护根据现场的实际出现的情况,在启动时间内qd T 可以整定,将差动启动电流0.dz I 定值加倍,将差动比率制动系数加倍,制动电流0.res I 继续保持不变,将差动保护动作出口的时间带60ms 的延时;当保护启动结束,立刻恢复正常定值和出口时间;定值清单Y3554-2中型高压三相异步电动机启动保护计算书一、电动机基本技术参数西安西玛电机有限公司:二、电动机启动的继电保护整定计算:1、瞬时电流速断:应躲过电机的启动电流2、过负荷:按电动机额定电流整定瞬时动作电流倍数=瞬时电流÷动作电流整定值=~÷=~按10倍整定动作电流;选用GL-16/10A或LL-14A/10A过电流继电器,整定电流按5A,4,5,6,7,8,9,10A;10倍整定动作电流下动作时间:按8s;3、低电压保护:应躲过最小运行电压四、说明:Kk—可靠系数:用于电流速断保护时,DL型和GL型继电器分别取~和~;用于过负荷保护时,动作于信号取;动作于跳闸取; Kjx—接线系数:星形或不完全星形时按;Kq—启动电流倍数:一般按7;—电动机额定电流A:nl ——电流互感器变比:50/5AKfh——继电器的返回系数:取Ue——电网额定电压kV:6nr——电压互感器变比:6/已知参数:额定电压6KV,额定功率 KW,COSφ= ,运行额定电流 ,启动时间 S,启动电流 A,一般取8倍的额定电流故障单相接地电流 A,最大过负荷电流 A,按2倍的额定电流CT变比 ,根据6KV 段配电盘设计图纸1、基准电流定值s IIe 为电机运行时额定电流,nl 为CT 变比;额定电流一般选用电机铭牌所标识的额定电流;铭牌不清楚的通过计算算出;2、启动时间按电动机实际启动时间整定并留有适当裕度,按电动机起动时间乘可靠系数整定:t s dz t t tan 2.1⨯=秒给水泵、循环泵电机取9秒,其余高压电机取8秒;3、电流速断定值电流速断保护正序速断按躲过电动机起动电流来整定: lt s k j dz n I K I tan .⋅=, k K :可靠系数 t s I tan :启动电流 微机保护的速断定值可将起动时间内和起动时间后分别整定,故需计算两个速断定值:① 启动时动作电流按照躲过最大启动电流整定;起动时间内,k K 推荐取,则 ⨯=⋅2.1j dz I l ts n I tan ⋅② 运行时动作电流按照躲过过流保护电流定值考虑;起动时间后:由于起动时间后电动机运行电流降为额定电流,为防止起动时间之后电动机仍运行在起动电流水平上:l t s k j dz n I K I tan .⋅= , k K 取 则: ⨯=⋅8.0j dz I l ts n I tan ⋅速断延时秒;电动机由断路器控制时,短路保护动作时间t 1 取~;电动机由熔丝截断短路电流时,整定t 1 =或更长;4、负序电流启动负序:为了保护电动机断相或反相,典型的负序动作电流整定值j dz I .=I s 是合适的I s为电动机额定工作电流,希望作为灵敏的不平衡保护时,可取j dz I .=~I s;电动机启动时由于CT 饱和等因素容易造成波形失真,从而造成负序保护误动作,可根据启动试验测量的最大负序电流整定启动时负序动作电流;为防止合闸不同期引起的负序电流,推荐延时不小于秒;本装置取秒;运行负序:运行时负序保护时间常数T 2的整定应躲过电动机外部两相短路时母线进线开关的切除时间,一般取T 2=,在整定得比较灵敏典型为j dz I .=~ I s 时,采用时间常数较长的曲线如T2=;5、过流保护过流保护动作电流按可靠躲过最大负荷电流整定,建议采用2倍额定电流;过流保护动作时间按可靠躲过以下保护动作时间设置:(1)本机速断保护时间(2)同一母线上其它电机的速断保护时间(3)所在母线/馈线速断保护动作时间6、接地保护的整定电动机接地故障电流取决于供电系统的接地方式,在高阻接地系统中,故障电流很小,为了检测较小的接地故障电流,常常需用零序电流互感器来取得零序电流;在直接接地系统中,接地故障电流将是很大数值,由三相电流互感器的电流之和来取得零序电流3I0;为提高可靠性和灵敏度,接地故障保护的电流和时限在启动前后分别整定;MPW-2A 型保护零序电流动作值I OS的整定范围为~,级差为;当零序保护动作时,如果选择接地报警,接地报警继电器动作,如选择接地跳闸,则出口继电器动作;接地保护可选择接地报警或接地跳闸两种出口方式,当接地保护投入时,如果选择接地报警,则当接地保护动作时,保护报警继电器动作,面板‘保护’动作指示灯亮,液晶显示器背光点亮并闪烁显示‘接地告警动作’字样;如选择接地跳闸,则保护动作时装置跳闸出口动作,同时‘保护’指示灯点亮,液晶显示器背光点亮并闪烁显示‘接地跳闸动作’字样;对于MPW-2A 本保护在‘自检故障’发生时被闭锁;由于没有零序功率方向判断,零序电流动作整定值应大于电动机外部接地时流过电动机的零序电流电容电流;当接地电流大于10A 时,才需设单相接地保护,公式为:式中:k K :可靠系数,若取不带时限的接地保护,k K 取4~5,若带秒延时,k K 取~2;c I :该回路的电容电流零序保护动作时间t 0的整定视具体实际情况而定;7、欠压保护的整定根据电动机的重要程度整定动作电压值和动作时间值,先切除次要的电动机;8、 过热保护的整定发热时间常数1 的整定:方法一:电动机制造厂家提供方法二:如果制造厂能提供过负荷能力的数据,如在x 倍过负荷下允许运行t 秒,根据公式:可得出 τ122105=-⨯(.)x t 方法三:根据公式:τθθθ121501051=⨯⨯⨯-⎛⎝ ⎫⎭⎪额定温升电流密度极限温升额定温升e e M e J . 方法四:由启动电流下的定子温升决定时间常数τ12=⨯⨯稳定温升启动电流倍数启动时间启动温升方法五:如果上述参数仍不能确切提出,可根据电动机运行规定“从冷态启动到满转速的连续启动次数不能超过两次”进行估算,即 ()()START START START START t I t I ⨯-⨯≤≤⨯-⨯2212205.15.0305.15.02τ方法六:如果上述数据仍一无所知,可以采用躲过启动电流原则整定;散热时间常数 t 2的整定:电动机散热条件好的取较小的值.报警电平的整定:负荷比较平稳或比较重要的电动机可采用较低的值~;负荷变化频繁或比较次要的电动机可采用较高的值~;若“速断方向”投入,一定认真检查CT 和PT 极性,确保电动机故障时,电流速断方向保护能正确动作;推选方法如下:电机正常启动时,“速断方向”退出,电机正常运行时,退出保护压板,把“速断保护”运行定值调至现场运行电流值以下10%,此时,把“速断方向”投入,电流速断方向保护应正确动作;若电流速断方向保护不动作,说明CT 和PT 极性有问题;试验完毕,恢复定值和压板;电压消失后保持三秒,闭锁方向,PT 断线不闭锁方向。
8号第1题:金具必须有足够的机械强度,并能满足耐腐蚀的要求。
(✔。
)第2题:验电前后应在有电的设备上或线路上进行试验,以检验所使用的验电器是否良好。
(✔.)第3题:交流电流的频率越高,则电感元件的感抗值越小,而电容元件的容抗值越大。
(✖。
) 答案解析:频率越高,感抗值越大,容抗值越小.第4题:电容器金属外壳应有明显的接地标志。
(✔️)第5题:若系统中过多的有功功率传送,则可能引起系统中电压损耗增加,电压下降。
(✖。
)答案解析:有功功率和无功功率都可以引起电压损耗增加。
第6题:互感器分电压互感器和电流互感器两大类,它们是供电系统中测量、保护、操作用的重要设备。
(✖。
)答案解析:互感器只有测量、保护作用。
第7题:六氟化硫(SF6)负荷开关一般可使用通用补气设备进行六氟化硫(SF6)气体的补气工作。
(✔️)答案解析:要用专门的引线充气套管。
第8题:当电容器内部设有放电电阻时,电容器组可不设放电装置.(✖.)答案解析:放电装置一定要装设.第9题:重复接地的接地电阻要求小于4Ω。
(✖。
)答案解析:重复接地的接地电阻要求不大于10欧。
第10题:针式绝缘子主要用于直线杆塔或角度较小的转角杆塔上,也有在耐张杆塔上用以固定导线跳线.(✔。
)第11题:能使继电器动合接点由断开状态到闭合状态的最小电流称为动作电流。
(✔。
)第12题:变、配电所是电力网中的线路连接点,是用以变换电压、交换功率和汇集、分配电能的设施。
(✔。
)第13题:真空灭弧室是保证真空断路器工作性能的关键部件。
(✔。
)第14题:新安装或大修后的断路器,投入运行前必须验收合格才能施加运行电压。
(✔。
)第15题:电缆及电容器接地前应逐相充分放电。
(✔。
)第16题:电路中负荷为电阻性负载时,恢复电压等于电源电压,不利于电弧熄灭。
(✖。
) 答案解析:电阻性负载没有感应电流,利于灭弧.第17题:在电缆牌和安装接线图上,只要注明电缆编号即可。
(✖.)答案解析:在电缆牌和安装接线图上,要注明电缆编号、设备编号,端子号等。
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。
关于高压电动机差动保护CT 配置的探讨【摘要】本文就高压电动机差动保护CT 配置重要性进行了论述,通过比较目前通用的三种的配置方式的优缺点,依次进行了排序,并推荐了最佳配置选择方案。
【关键词】高压电动机差动保护 CT 配置1 引言高压电动机,是发电厂重要的辅机设备,其故障将严重威胁机组的正常运行。
2000kW 及以上的高压电动机,或电流速断保护灵敏度不能满足要求的高压电动机,且电动机的中性点侧有引出线时,一般都采用差动保护作为主保护。
《继电保护和安全自动装置技术规程》(GB/T14285-2006)第4.13.2条规定:对电动机的定子绕组及其引出线的相间短路故障,应按下列规定装设相应的保护:2MW 以下的电动机,装设电流速断保护,保护宜采用两相式。
2MW 及以上的电动机,或2MW 以下,但电流速断保护灵敏系数不符合要求时,可装设纵联差动保护。
纵联差动保护应防止在电动机自起动过程中误动作。
上述保护应动作于跳闸,对于有自动灭磁装置的同步电动机保护还应动作于灭磁。
《火力发电厂厂用电设计技术规定》(DL/T5153-2002)也同样有如下规定:采用断路器作为保护及操作电器的高压厂用异步电动机应装设下列保护:1、纵联差动保护,用于保护电动机绕组内及引出线上的相间短路故障。
2MW 及以上的电动机应装设本保护。
对于2MW 以下中性点具有分相引线的电动机,当电流速断保护灵敏性不够时,也应装设本保护。
保护装置采用两相两继电器式接线,瞬时动作于断路器跳闸。
目前高压电动机差动保护均采用微机保护装置。
微机保护装置其优点是集保护、测量、监视、控制、人机接口、通信等多种功能于一体;一台装置即可完成开关柜内所有的保护及自动化功能,简化了高压开关柜二次设计和施工,代替了各种常规继电器和测量仪表,节省了大量的安装空间和控制电缆。
配备保护和控制可编程功能,通用性强,内置保护库,用户可根据运行需要选配相应保护,以DSP 数字信号处理器为核心,具有先进内核结构、高速运算能力和实时信号处理等优良特性,过去由于CPU 性能等因素而无法实现的保护算法可轻松实现。
:高压电动机的保护一、概述高压电动机在运行中可能出现各种短路故障和不正常工作状态,为防止故障扩大,保证电动机的安全运行因此应装设相应保护装置。
保护装置的设置:根据GB50062—1992规定1、对电压为3kV 级以上,容量2000kW 以下的高压电动机相间短路,应装设电流速断保护;2、对容量2000kW 以上的高压电动机应装设差动保护;3、对容易发生过负荷的电动机应装设过负荷保护;4、对不重要的电动机或不允许自启动的电动机,应装设低电压保护;5、高压电动机单相接地电流大于5A 时,应装设有选择性的单相接地保护。
二、保护整定计算1、高压电动机过负荷保护按躲开高压电动机的额定电流整定,即继电器动作电流: I OP 。
r =K rel K CON I N 。
M re TA式中:K rel K re 分别为可靠系数与返回系数,当动作于信号时:K rel =1.05~1.1;当动作于跳闸时,K rel =1.2~1.25,I N 。
M 为电动机额定电流。
时限整定应大于电动机带负荷的启动时间,一般可取10~15s 。
2、高压电动机瞬时速断保护按躲开高压电动机的启动电流整定,即继电器动作电流: I OP 。
r =K rel K CON (K st I N 。
M )= K rel K CON I st 。
max ) (2-1) k TA k TA对于同步电动机,除应躲过启动电流I st 。
max 外,还应躲过外部短路时同步电动机输出的三相短路电流I //(3)K 。
max ,即I //(3)K 。
max =(1.05 +0.95sin ψN )I N 。
M (2-2)X //*.M式中:X //*.M 、ψN 同步电动机的次暂态电抗和额定功率因素角。
(1) 当I //(3)K 。
max 〈I st 。
max 时,继电器动作电流按式(2-1)计算。
(2) 当I //(3)K 。
max 〉I st 。
max 时,继电器动作电流按将式(2-1)中I st 。
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。
电动机的主要故障有定子绕组相间短路,单相接地故障及一相绕组的匝间短路。
定子绕组相间短路是最严重的故障。
对于2000kw一下的高压电动机绕组及引出线的相间短路,宜采用电流速断保护,保护装置采用不完全星型接线。
对于2000kw及以上的高压电动机或电流速断保护灵敏度不符合要求的2000kw以下的电动机,应采用纵连差动保护。
单相接地对电动机的危害取决于供电网络中性点的接地方式。
对于小电流接地系统中的高压电动机,当接地电容电流大于5A,发生接地故障会烧坏线圈和铁芯,因此应装设专门的单相接地保护装置。
对于接地电容电流大于5而小于10A时,保护装置动作于信号或者跳闸,当接地电容电流为10A及以上时,保护动作于跳闸。
电动机的低电压保护基本要求
(1)当电压互感器一次侧发生一相线、两相断线或二次侧发生各种断线时,保护装置均不应误动作,且发出断线信号。
如果电压回路发生断线故障期间,母线真正失压或
电压下降到规定值时,保护装置应正确动作。
(2)当电压互感器一次侧隔离开关或隔离触头因误动作被断开时,保护装置不应误动作,并应发出信号。
保护装置接线应采用能长期耐压的时间继电器
(3)当电源电压降低到额定电压的60%~70%时,低电压保护要经过0.5S延时,切除不重要的电机。
当电压继续下降到额定电压的40%~50%时,低电压保护应经过10S的延时切除不允许长时间失电后在自启动的重要电动机。
功率大于2000kW的高压电机差动保护方式的选择
发表时间:2017-06-09T10:25:52.317Z 来源:《建筑知识》2016年22期作者:冯转玲
[导读] 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。
(山西新唐工程设计股份有限公司山西太原 030032)
【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。
在高压变频器订货时一定要明确指出纵联差动保护时用电流互感器的安装位置、变比、保护级别、容量。
电机末端中性点差动电流互感器也一定要在电机的订货资料中写到,并且也一定要写到电流互感器变比、保护级别、容量。
且电流互感器4TA及5TA的所有参数必须相同。
这时高压电机的微机综自保护装置就由两个组成,第一台保护装置为线路保护装置(安装于对应高压柜上),保护由高压柜至变频器的高压电缆;第二台综自保护装置(安装于对应高压变频柜上或者单独安装于一个柜子上)为电动机纵联差动保护装置,保护范围为高压变频下出口至电机包括电机在内。
2.软起动器起动的高压电机纵联差动保护时的电气接线。
高压电机使用软起动器起动时,软起动不会引起软起动器上下侧电机电流变化,所以纵联差动保护电流取样点一侧取自高压柜电流互感器4TA,另一个电流取样点取在高压电机电机末端中性点差动电流互感器。
电机末端中性点电流互感器5TA一定要在电机的订货资料中写到,并且也一定要写到电流互感器变比、保护级别、容量。
且电流互感器4TA及5TA的所有参数必须相同。
这时高压电机的微机综自保护装置就只有一台普通纵联差动保护装置。
具体接线详见图。
上面我们就功率大于2000kW的高压电机的差动保护电气接线进行了分析,下面我们就磁平衡差动保护和普通纵联差动保护的优缺点进行比较:
(1)电动机普通纵联差动保护一侧电流互感器装设在高压开关柜上,另一侧电流互感器装设在电动机末端中性点侧。
一般情况下,电动机距高压开关柜较远,虽然两侧电流互感器型号,变比相同,但是因为中性点侧电流互感器有较长的二次电缆,所以两侧电流互感器的二次阻抗处于严重不匹配状态,造成电动机起动时差动回路中有较大的不平衡电流。
为防止纵联差差动保护在起动过程中发生误动作,常规纵联差动保护采取以下两种措施减少电机起动过程中差动装置的动作。
一种措施是将综自保护装置内制动特性的最小动作电流和制动特性斜率适当提高甚至加倍,这种措施的缺点是明显降低了起动过程中纵差保护的灵敏度;为躲过外部短路故障时电动机反馈电流或外部短路故障切除电动机自起动电流产生的不平衡电流,正常运行时保护灵敏度也受到限制。
另一种措施是将纵差保护分成起动过程中的纵差保护和正常运行时的纵差保护,定值分开独立整定。
这种措施与第一种措施无本质区别,因而具有相同的缺点,而且如果将纵差保护定值分为起动过程中及正常运行时,那么起动时间的设置也是影响纵差保护正确的一个重要因素。
至于按躲过起动电流影响来整定参数的纵差保护,因不采取任何措施,所以灵敏度降得更低。
在理论上,上述常规纵差保护提高灵敏度最有效的措施是在开关柜电流互感器二次进行阻抗补偿,介接入与另一侧等长的相同的二次电缆,但实际上做起来确实非常的困难,难以实现。
因此,常规纵差保护在上述情况下灵敏度都受到限制,具有较大定子绕组相间短路故障死区,这不能不说是常规纵差保护的一个严重
缺点。
在常规纵差保护时,电流互感器二次侧变比为1A,或者5A,差动用电流互感器的精确级别为5P20。
电流互感器二次侧变比选用1A还是5A,应根据高压开关柜距离电机的位置,然后经过计算自可得知,此处不做解释。
(2)磁平衡纵差保护,即将电动机端一次电流与中性点一次电流直接做差构成的纵差动保护,电流互感器安装在电动机处。
磁平衡纵差动保护也可称磁平衡纵差动保护。
电动机的磁平衡差动保护可灵敏反应定子绕组的相间短路故障(含定子绕组对另两相中性点短路),不反应定子绕组的匝间短路和定子绕组的断线故障。
就反应故障类型来说,与常规纵差保护并无区别。
但是电动机起动、外部短路故障电动机的反馈电流、外部短路故障切除自起动过程中不会形成不平衡电流,不会引起差动装置的误动作,有效的提供了保护的灵敏度。
这点与常规纵差保护绝对不同。
而且磁平衡差动保护电气接线简单。
因此,在实际中还是推荐使用磁平衡差动保护作为电机的差动保护。
参考文献
[1]许正亚主编.发电厂继电保护整定计算及其运行技术[M].北京:中国水利水电出版社,2009.
[2]能源部西北电力设计院,电力工程电气设计手册(1、2册),北京,水利电力出版社,1989.
[3]刘学军主编.继电保护原理[M].北京:中国电力出版社,2004.
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