厂用电动机差动保护培训学习资料

HN-2041型电动机 差动保护装置 培训学习资料 目 录 1 系统概述 ............................................................. 1 3工作原理 .............................................................. 1 3.1保护和定值整定原理 .................................................. 1 3.2 定值清单 .......................................................... 5 3.4 测控原理 .......................................................... 6 4 硬件说明 ............................................................. 7 4.1 面板说明 .......................................................... 7 4.2 信号指示灯 ......................................................... 8 4.3 按键 .............................................................. 8 4.5 模件说明 .......................................................... 12 HN-2041型电动机差动保护装置

2 HN-2041型电动机差动保护装置

1 1 系统概述 1.1 适用范围 HN-2041型电动机差动保护装置（以下简称装置）主要用于2MW及以上大型电动机及容量小于2MW但其速断保护灵敏系数小于2.0的电动机的差动保护，与HN-2001电动机保护测控装置共同构成大型电动机的全套保护测控系统。 1.2主要特点  保护功能与通讯功能相互独立，任何通信故障不影响保护单元的正常运行。  具有本地或远方操作功能。  装置可存入多套定值，定值可以由本地或远方整定。  装置具有故障录波功能及32次带时间信息的保护动作顺序事件记录，且具有掉电保持功能。  装置具有独立的交流电流电压输入、输出回路，及独立的具有防跳功能的操作回路（适用于断路器回路或FC回路）。 2 装置功能 2.1保护功能  差动速断保护  分相比率差动保护  CT断线闭锁  电动机启动保护 2.2测控功能 遥测采集和计算、非电量信号采集、通讯、对时。 2.3 自检功能  掉电自检、内部故障自检、开出自检。 3工作原理 3.1保护和定值整定原理 3.1.1差动速断 保护设有一段差动速断保护，在电动机内部严重故障时快速动作。 动作判据为： cdI >SDI

即任一相差动电流大于差动速断整定值SDI时瞬时动作于出口继电器。 HN-2041型电动机差动保护装置 2 式中：cdI为差动电流，SDI为差动定值。

1.差动速断定值整定原则： a) 按躲过最大外部短路时的不平衡差流整定 bpKCDSDIKI

其中：KK为可靠系数，可以取1.3； bpI为短路产生的最大不平衡电流。 b) 根据电动机额定电流整定 IeKIKCDSD* 其中：KK可以取3.0～9.0；

eI为电动机额定工作电流。 差动速断定值CDSDI，可以按两者中的较大值整定。

2.差动速断动作电流灵敏度校验： 0.2min.)2(CDSDDlmIIK 其中min.)2(DI为系统在最小运行方式下，在被保护电动机发生内部两相短路时，流过保护装置的最小短路电流，按照规程要求：灵敏度要大于2.0。 3.1.2比率差动 1.比率差动保护原理： 差动电流： 21IIIcd 制动电流： 2)(21IIIres 电动机正常运行时，差动电流cdI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.resI≤电动机额定电流sI，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cdI迅速增大（cdI短路电流kI），制

动电流resI迅速减小（resI≤kI2/1），保护瞬间动作。灵敏度完 全能满足大于2.0的要求。 HN-2041型电动机差动保护装置 3 21IIIcd CDSDI

0.dzI a b 

0 0.resI 2 3 4 maxkI 2)(21IIIres 图3.2 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.dzI－差动最小动作电流； 0.resI－比例特性曲线拐点制动电流；

maxkI－外部最大短路电流； CDSDI－差动速断定值 差动保护动作方程如下： cdI0.dzI resI0.resI

0.0.)(dzresresblcdIIIKI resI

0.resI

cdICDSDI 其中： 21IIIcd 2)(21IIIres 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cdqdI的整定：

差动电流启动定值cdqdI，可以按躲过正常运行时最大不平衡差流整定。

eqdcdqdIKI* 其中：qdK可以取0.5～0.8；

eI为电动机额定工作电流。

差动速断动作比率差动动作 HN-2041型电动机差动保护装置

4 3. 比例差动保护制动系数blK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blK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blK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blK：推荐为0.3～0.5。

4.制动电流resI的整定： 制动电流resI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resI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： eresIKI1

其中：1K为选择系数，一般可以取0.6～1.0（推荐整定为1.0）；

eI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(DZDlmIIK 其中：min.)2(DI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；

DZI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2.0。 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0.1nI，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： HN-2041型电动机差动保护装置 5 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) nXnIII2.12.0 并且同时满足45.0maxminII。 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0.1nI；

2) 启动后最大相电流大于 1.5nI； 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（qdT可以整定），将差动启

动电流（0.dzI）定值加倍，将差动比率制动系数加倍，制动电流0.resI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。 3.2 定值清单 序号 符号 名称 整定范围 整定步长 单位

1 eI 电动机额定电流 0.1nI～20nI 0.01 A

2 qdT 电动机启动时间 0.00～99.99 0.01 s 3 CDSDI 差流速断定值 0.1nI～20nI 0.01 A 4 0.resI 差动制动电流 0.2nI～2nI 0.01 A 5 0.dzI 差动动作电流 0.1nI～0.9nI 0.01 A 6 blK 比率制动系数 0.30～0.75 0.01