高压电动机保护

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=K1*K2*In2

K1为可靠系数，取

K2为电机启动电流倍数，一般取7

In2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>=IL

IL=

出口时间：0s

1.2.2、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>=I2

I2=

、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 b

0.dz I

3 4

max 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：