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高压电动机保护
作者:山东西子电机 发布日期:2019-09-02 05:58

  

  
  
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。
电力自动化,变电检修,继电保护,远动通信,电力技术,高压试验,输电线路,变电运行,整定计算,规章规程,电力论坛,电力技术,高压实验,电网,供电局,供电公司,电业局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(Sensitivity)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。ZG电力自
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(Electron flow)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(relay),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(relay)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(consider)二次回路断线时不至于引起误动作。


电力自动化
  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(Electron flow)时电流继电器(relay)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:
1、对于容量在2000kW及以下的高压电动机的相间短路(电流不经用电器、直接连电源两极)的主保护为相电流速断。
1.1、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,
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K1为可靠系数,取1.5
K2为电机启动电流倍数,一般取7
出口时间:0s
1.2、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
电力自动化不仅为电力职工提供一个可以交流的网络平台而且也为电力技术的爱好者和电力大中专学生提供一个可以展现自我的一个舞台。这个平台与传统知识交流平台相比具有:获取信息速度快,信息量大,互动性强,成本低。这几个特性是传统知识交流平台所不具备的。ZG电力自动化就是要利用这种互动方式为大家铺设桥梁,使各位朋友的技术共同进步、提高!1.2.1、对于真空断路器
动作电流Idz>=IL
IL=0.8I1
出口时间:0s
出口时间:跟熔断器配合,对于额定电流小的熔断器取0.3s;额定电流较大的取0.4s。
1.3、电机启动时间t
C'
按实际启动时间的最长时间的1.2倍整定。/
H-
]8
l3
i$
d6
u+
?$
2、过流反时限(一般反时限)
电力自动化不仅为电力职工提供一个可以交流的网络平台而且也为电力技术的爱好者和电力大中专学生提供一个可以展现自我的一个舞台。这个平台与传统知识交流平台相比具有:获取信息速度快,信息量大,互动性强,成本低。这几个特性是传统知识交流平台所不具备的。ZG电力自动化就是要利用这种互动方式为大家铺设桥梁,使各位朋友的技术共同进步、提高!2.1、负序电流(Electron flow)保护
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Idz>=I2Z
I2=0.06In2-
电流速断保护(反向功率闭锁)
负序过流一段保护
负序过流二段保护
接地保护
过热保护
过热禁止再启动保护
堵转保护
长启动保护
正序过流保护
过负荷保护
欠压保护
熔断器保护
高压电动机的保护一般有以下几种:速断保护、过负荷保护、起动时间过长保护、堵转保护、两段式负序过流保护、反时限负序过流保护、低电压保护、过电压保护、接地保护等。
电流速断保护反映的是电动机的定子绕组或引线的相间短路而动作。动作时限可整定为速断(无延时)或带较短的延时(一般为零点几秒)。其整定值应躲过电动机的起动电流。在电动机运行时任一相电流大于整定值,电流速断保护动作即动作于跳闸。
电动机起动时间这个参数一般是由马达厂家提供,然后设计人员根据厂家提供的电动机的几个参数来计算电动机的各个保护定值(一般计算定值需要由厂家提供以下几个参数:电动机的额定电流、额定功率、起动电流倍数、起动时间和铭牌上的其它参数等)。
起动时间过长保护的定值由设计给出,为一个电流定值,和一个动作于跳闸的延时时间。
综保装置这样判断电动机是否为起动过程阶段:起动前电流(Electron flow)为零,合上断路器后,电流瞬间增大,随着电动机转速的升高,电动机的电流逐渐减小,当电动机到额定转速后,电动机的电流也稳定在额定电流的附件(一般低于额定电流)。综保装置根据电流特征来判断电动机的状态。电动机的电流小于0.1倍的额定电流时,认为电动机处于停止状态。当从一个时刻t1(合上断路器那一时刻)开始,电动机电流从无到有,装置即认为电动机进入了起动状态。当电流由大变小,并稳定在t2时刻(额定电流附近),则认为电动机已经进入稳定运行状态。
起动时间过长保护是在电动机起动过程中对电动机进行保护。而在电动机运行过程中,装置自动将起动时间过长保护退出。当在电动机起动过程中,任一相电流大于整定值,起动时间过长保护即经过延时而动作于跳闸相电流速断保护
1)速断动作电流高值Isdg
Isdg
=
Kk
/
Ist
式中,Ist:电动机启动电流(A)
Kk:可靠系数,可取Kk
=
1.3
2)速断电流低值Isdd
Isdd可取0.7~0.8Isdg,一般取0.7Isdg
3)速断动作时间tsd
当电动机回路用真空开关或少油开关做出口时,取tsd
=0.06s,当电动机回路用FC做出口时,应适当延时以保证熔丝熔断早于速断保护。
4、电动机启动时间tqd
按电动机的实际启动时间并留有一定裕度整定,可取tqd
=1.2倍实际启动时间。
修正:Isdg
=
Kk*
Ist
Pe=710KW,COS=0.8,CT:150/1A,零序:100/1A,启动时间按18S
(CT变比要按照实际变比,有的二次侧可能是5A的,自己换算一下)
速断
躲过马达启动电流:
Ie=710/(0.8×√3×6.3)=81.3A
Izd=Kk×I_qd=(1.5×6×81.3)/150=4.9A
堵转保护:
保证堵转时有足够灵敏度,取Idz=2.5Ie/N=81.3*2.5/150=1.36
时间应躲过电机启动时间,取T=20S
过热:
○1防止启动时保护误动,K1取0.2
○2由于考虑电源电压不对称(symmetry)和电机绕组的不对称,K2取3
○3时间常数按允许连续两次启动整定:
Т1=T/(ln
I^2/(I^2-I_e^2
))=36/(ln
6^2/(6^2-1^2
))=1277S=21min,1260S
○4过热告警系数,取0.5
○5Tqd=18S
○6再启动热系数:0.3
○7散热时间常数;取2倍发热系数:2520S
○8启动电流整定:1.05Ie=0.64A
零序过流
取一次10A,Idz=10/100=0.1A,取0.1S延时躲过干扰。
负序过流保护,保证发生断相故障时有足够灵敏度
Ifxzd=I_e/(1.5×150)=0.41A
时限取2.0S
电压保护
过压保护退出
低电压保护:Ⅰ类电机取45V,9.0S动作于跳闸。
过载保护
当电动机在过负载情况下,长时间超过其额定电流运行时,会导致电动机过热,绝缘降低而烧毁,保护器根据电动机的发热特性,计算电动机的热容量,模拟电动机发热特性对电动机进行保护。
断相/不平衡保护
断相/不平衡故障运行时对电动机的危害很大,当电动机发生断相或三相电流严重不平衡时,如不平衡率达到保护设定值时,保护器按照设定的要求保护,发出停车或报警,确保电动机的安全运行。
堵转保护
电动机在起动过程中,由于负荷过大或自身机械原因,造成电动机轴被卡住,而未及时解除故障,将造成电机过热,绝缘降低而烧毁电机,堵转保护适用于电动机起动发生此类故障时进行保护,当电流达到动作设定电流时,保护器及时在动作(延时)设定时间内动作或报警,避免电机烧毁。
欠载(欠流)保护
当电动机所带负载为泵式负载时,电动机空载或欠载运转会产生危害,保护器提供欠载保护,三相的平均电流(Electron flow)与额定电流的百分比低于欠载设定值时,保护器应在动作(延时)设定时间内动作或报警。
外部故障保护
当保护器检测到外部故障出现,外部故障开关量有故障信号输入时,保护器按照设定的要求保护,确保电动机设备安全。高压电动机梭型线圈绕制后,用收缩带,黄蜡绸带等绝缘材料包扎,目的是:保护线圈外绝缘、层间绝缘、匝间绝缘不至于损坏。在拉型机时免受模具夹具、鼻端销钉等摩擦,防止松动变形。
阻塞保护
阻塞保护适用于电动机运行过程中发生卡死。当电流(Electron flow)达到动作设定电流时,保护器及时在动作(延时)设定时间内动作或报警,避免马达烧毁。
起动超时保护
电动机起动时间到后,若保护器检测到电动机回路电流仍未下降到110%Ie以下,启动该保护。针对增安马达,起动时间整定不得超过 1.7倍tE 时间。
剩余电流(Electron flow)保护(接地/漏电)
保护器同时具备接地保护和漏电保护功能,二者只能选一种。接地保护自动计算剩余电流不需要外接互感器,用于保护相线对电动机金属外壳的短路保护。漏电保护电流是通过增加漏电互感器,检测出30mA-900mA的故障电流,主要用于非直接接地的保护,以保证人身安全。
相序保护
当保护器检测到电动机的电压相序错误时,闭锁电动机起动,保护电动机安全。
欠压保护
电压过低会引起电动机转速降低,甚至停止运行,当主回路电压低于设定的欠电压保护值时,保护器按设定的要求进行保护,在动作设定时间内动作或在报警,以避免重要的生产工艺造成混乱,严重影响生产。
过压保护
电压过高引起电动机绝缘程度损伤,当主回路电压超过设定的保护电压时,保护器按设定的要求进行保护,在动作设定时间内动作或在报警,以保证电动机设备安全。
欠功率保护
电动机由于传动装置损坏,失去机械输出能力,欠载运行,电动机功率因数较低,但电动机电流很大,大量消耗系统的无功,当负载功率与额定功率的百分比低于设定动作值时,保护器在动作设定时间内动作或报警。
温度保护
保护器通过检测预埋在电动机绕组上的 PTC热敏电阻的阻值变化,来实现温度保护功能。
温度保护用于低压(380V)小容量的电动机上,作为长时间过负荷、变负荷和反复短时运行过负荷、断相、三相不平衡、电源频率变化、通风不良、环境温度过高等引起的电机温度过高的保护。
欠/失电重起(抗晃电)
“晃电”指的是由于雷击、短路或其它原因造成的电网短时电压波动或短时断电现象。当现场电动机因晃电而停机时,如电网电压在允许的时间内恢复正常(回到设定的恢复电压以上),保护器再起动被晃停的马达,如电网电压在允许的时间内没能恢复正常,则保护器将闭锁程序,不再起动电动机。
Te 时间保护(适用于增安型电动机)
对于增安型电动机,交流绕组在最高环境温度(temperature)下达到额定运行稳定温度后,从开始通过堵转电流时记起,直至上升到极限温度所需的时间即为tE 时间。高压电动机差动保护装置发电机两端流过方向相同、大小相等的电流称为穿越性电流,而方向相反的电流称为非穿越性电流。作为主保护,发电机比率制动差动保护是以非穿越性电流作为动作量、以穿越性电流作为制动量,来区分被保护元件的正常状态,故障状态和非正常运行状态的。增安型电机的tE 时间通常由电机制造商提供,用户可以在电机铭牌上找到该数据。

  
  
  

  

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