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高压电动机综合保护整定原则
作者:山东西子电机 发布日期:2019-09-09 05:58


  
  
  
  
  
  
  

  1. 保护整定原则
2.差动电流速断保护
按躲过电动机空载投入时最大暂态电流引起的不平衡电流量大部分以及短路(电流不经用电器、直接连电源两极)时的不平衡电流整定一般取:
Idz=KIe/n
式中: Idz:差动电流速断的动作电流
Ie:电动机的额定电流
K:一般取6—12
3.纵差保护:
1) 纵差保护最小动作电流的整定,最小动作电流应大于电动机启动过程中时的不平衡电流
Idzmin=Kk△mIe/n
式中:Ie:电动机额定电流;
n: 电流互感器器的变比;
Kk:可靠系数,取3~4
△m:由于电流(Electron flow)互感器变比未完全匹配产生的误差,一般取0.1
在工程实用整定计算中可选取Idzmin=(0.3~0.6)Ie/n。
2)比率制动系数K 按最大外部短路(电流(Electron flow)不经用电器、直接连电源两极)电流下差动保护不误动的条件,计算最大制动系数K= Kk Kfzq Ktx Ke
式中:Ktx:电流(Electron flow)互感器的同型系数,Ktx=0.5
Kk:可靠系数,取2~3
Ke:电流互感器的比误差,取0.1
Kfzq:非周期分量系数,取1.5~2.0
计算值Kmax=0.3,但是考虑电流互感器的饱和和暂态特性畸变的影响,在工程实用整定计算中可选取K=0.5~1.0
4.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0.7~0.8 Isdg一般取0.7 Isdg
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,应适当以保证熔丝熔断早于速断时间。
电动机启动时间Tsd
按电动机的实际启动时间并留有一定裕度整定,可取Tsd=1.2s倍实际启动时间。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。
5.负序电流保护
1) 负序动作电流 I2dz
I2dz按躲过正常运行时允许的负序电流整定
一般地保护断相和反相等严重不平衡时,可取I2sd=(0.6-0.8)Ie
作为灵敏的不平衡保护时,可取I2dz=(0.6~0.8)Ie
2)负序动作时间常数T2
在母线二相短路时,电动机回路有很大的负序电流存在,因此,T2应整定为大于外部两相短路的最长切除时间。在FC回路中,应躲过不对称短路时熔断,即负序保护不能抢在熔断前动作。
3)设定两段定时限保护
6.接地保护
保护装置的一次动作电流(Electron flow),按躲过被保护分支外部单相接地故障时,从被保护元件流出的电容电流及最小灵敏系数1.25整定
.Idz≥Kk Icx
Idz≤(IcΣ- Icx)/1.25
式中:
Icx:被保护线路外部发生单相接地故障时,从被保护元件流出的电容电流
IcΣ:电网的总单相接地电容电流
Kk:可靠系数,可取Kk=4~5
7.过热保护
1)过热保护涉及(to involve)发热时间常数Tfr和散热时间Tsr二个定值。
发热时间常数Tfr
发热时间常数Tfr应由电动机制造厂提供,若制造厂没有提供该值,则可按下列方法之一进行估算。
A.由制造厂提供的电动机过负荷能力数据(data)进行估算
如在X倍过负荷时允许运行t秒,则可得:
Tfr=(X2-1052)t
B.若已知电动机的温升值和电流密度,可用下式估算Tfr值
Tfr={(150 * θe)* (θm/θe-1)}/(1.05*Je2)
式中:θe::电动机定子(组成:定子铁芯、定子绕组和机座)绕组额定温升
θm:电动机所采用绝缘材料(合成树脂)的极限温升
Je:定子绕组额定电流(Electron flow)密度
例如:电动机采用B级绝缘(insulated),其极限温升θm=80?C,电动机定子绕组额定温升θe=45?C,定子绕组额定电流密度Je=3.5A/mm2,则:
Tfr={(150 *45)/(1.05*3.52)}*(80/45-1)=408
(s)
C.由电动机启动电流下的定子温升决定发热时间常数
Tfr=(θ*Ist2* tst)/θIst
式中:θ:电动机额定连续(Continuity)运行时的稳定温升
Ist:电动机启动电流倍数
tst:电动机启动时间
θIst:电动机启动时间的定子绕组温升
D.根据电动机运行规程估算Tfr值
例如:某电动机规定从冷态启动到满转速的连续(Continuity)启动次数不超过两次,又已知该电动机的启动电流倍数Ist和启动时间tst,则:
Tfr≤2(Ist2-1.052)tst
2)散热时间Tsr
按电动机过热后冷却至常态所需的时间整定。高压电机指额定电压在1000V以上电动机。常使用的是6000V和10000V电压,由于国外的电网不同,也有3300V和6600V的电压等级。高压电机分为:高压同步电机;高压异步电机;高压异步绕线式电动机;高压鼠笼型电机等。
8、电动机过热禁止再启动电流(Electron flow)启动保护
过热闭锁θb按电动机再正常启动成功为原则整定,一般可取θb=0.5
9.长启动保护
长启动保护涉及(to involve)电动机额定启动电流(Electron flow)Iqde 和电动机允许堵转时tyd 二个定值。
1)电动机额定启动电流Iqde
取电动机再额定工况下启动时的启动电流(A)
2)电动机允许堵转时间tyd
取电动机最长安全堵转时间(S)
10.正序过流保护 P
正序过流保护涉及(to involve)正序过流动作电流I1gl 和正序过流动作时间t1gl 二个定值。


1)正序过流动作电流(Electron flow)I1gl
一般可取I1gl=(1.5~2.0)Ie
2)正序过流动作时间t1gl
一般可取t1gl=(1.5~2.5)t yd
11.低压保护
1)按切除不重要电动机的条件整低电压动作值:
对中温中压电厂Udz=60~65%Ue
对高温高压电厂 Udz=65~70%Ue
为了保护重要电动机的自启动,采用最小时限t=0.5s
2)按躲过保证电动机自启动时供电母线的最小允许电压,并计入可靠系数及电压继电器(relay)的返回系数
对中温中压电厂Udz=60~65%Ue/(KeKf)
一般取40% Ue
对高温高压电厂 Udz=65~70%Ue/(KeKf)
一般取45% Ue
  
  

  
  

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