供配電 電動機(jī)保護(hù)和電力電容器保護(hù)

1、供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)與設(shè)計供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)與設(shè)計 第五章第五章 高壓電動機(jī)與電力電容器保護(hù)高壓電動機(jī)與電力電容器保護(hù)吳薛紅吳薛紅南師大電自學(xué)院電氣工程系南師大電自學(xué)院電氣工程系供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容第一節(jié)第一節(jié) 高壓電動機(jī)的繼電保護(hù)高壓電動機(jī)的繼電保護(hù) 一、電動機(jī)故障、不正常工作狀態(tài)及其保護(hù)方式一、電動機(jī)故障、不正常工作狀態(tài)及其保護(hù)方式常見故障類型及保護(hù)方式常見故障類型及保護(hù)方式不正常工作狀態(tài)及保護(hù)方式不正常工作狀態(tài)及保護(hù)方式 二、電動機(jī)的保護(hù)二、電動機(jī)的保護(hù)相間短路保護(hù)相間短路保護(hù) 低電壓保護(hù)低電壓保護(hù) 單相接地保護(hù)單相接地保護(hù) 三、三、同步電動機(jī)的失步保護(hù)同步電動機(jī)的失步

2、保護(hù)第二節(jié)第二節(jié) 電力電容器的保護(hù)電力電容器的保護(hù)過負(fù)荷保護(hù)過負(fù)荷保護(hù)速斷保護(hù)速斷保護(hù)差動保護(hù)差動保護(hù)供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)故障類型及保護(hù)方式故障類型及保護(hù)方式 定子相間短路定子相間短路故障故障 一相匝間短路：一相匝間短路：無專門保護(hù)無專門保護(hù) 單相接地：單相接地：用于接地電流大于用于接地電流大于5A的情況的情況 10A以下動作于信號以下動作于信號 10A以上動作于跳閘以上動作于跳閘 另外：另外：在系統(tǒng)電壓下降嚴(yán)重時，為保證重要電動機(jī)在系統(tǒng)電壓下降嚴(yán)重時，為保證重要電動機(jī)的自起動，應(yīng)裝設(shè)的自起動，應(yīng)裝設(shè)低電壓保護(hù)。低電壓保護(hù)。2000kW以下以下 速斷保護(hù)速斷保護(hù)2000 kW以上以上速斷靈敏度不

3、滿足速斷靈敏度不滿足差動差動保護(hù)保護(hù)供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)不正常工作狀態(tài)不正常工作狀態(tài)過負(fù)荷過負(fù)荷 原因是：原因是：1。機(jī)械負(fù)荷的過載；。機(jī)械負(fù)荷的過載；2。供電網(wǎng)絡(luò)電壓和頻率的降低而使電動機(jī)轉(zhuǎn)速。供電網(wǎng)絡(luò)電壓和頻率的降低而使電動機(jī)轉(zhuǎn)速下降；下降；3。電動機(jī)起動或自動時間過長；。電動機(jī)起動或自動時間過長；4。高壓電動機(jī)由于斷路器接觸不良或低壓電動。高壓電動機(jī)由于斷路器接觸不良或低壓電動機(jī)熔斷器形成斷相運行等。機(jī)熔斷器形成斷相運行等。保護(hù)帶時限動作于發(fā)信號、跳閘或自動減負(fù)載保護(hù)帶時限動作于發(fā)信號、跳閘或自動減負(fù)載 供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)電動機(jī)的過負(fù)荷保護(hù)電動機(jī)的過負(fù)荷保護(hù) 過負(fù)荷一般情況下都是對稱的，因

4、此只裝一相。過負(fù)荷一般情況下都是對稱的，因此只裝一相。注意：注意：1。對不停機(jī)便不能消除過負(fù)荷的電動機(jī)，過。對不停機(jī)便不能消除過負(fù)荷的電動機(jī)，過負(fù)荷保護(hù)應(yīng)動作于跳閘；負(fù)荷保護(hù)應(yīng)動作于跳閘；2。對不停機(jī)情況下，可以消除過負(fù)荷的電動。對不停機(jī)情況下，可以消除過負(fù)荷的電動機(jī)則可動作于信號或減負(fù)荷；機(jī)則可動作于信號或減負(fù)荷；3。在無人值班的電動機(jī)上過負(fù)荷保護(hù)應(yīng)動作。在無人值班的電動機(jī)上過負(fù)荷保護(hù)應(yīng)動作于跳閘。于跳閘。供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)1。動作電流整定。動作電流整定目前我國廣泛采用感應(yīng)型電流繼電器，其感目前我國廣泛采用感應(yīng)型電流繼電器，其感應(yīng)部分具有反時限特性。應(yīng)部分具有反時限特性。動作電流按躲過電動機(jī)

5、額定電流整定。動作電流按躲過電動機(jī)額定電流整定。MNTAreWrelKAopIKKKKI 可靠系數(shù)可靠系數(shù) ，動作于信號取，動作于信號取1.05， 動作于跳閘、自動減負(fù)載取動作于跳閘、自動減負(fù)載取1.2 返回系數(shù)返回系數(shù) ，GL型取型取0.8。一次動作電流一次動作電流為：為：relKreKKAopWTAopIKKI1供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)注意：注意： 對于對于GL型繼電器，其感應(yīng)部分作為電型繼電器，其感應(yīng)部分作為電動機(jī)的過負(fù)荷保護(hù)，其速斷部分作為電動動機(jī)的過負(fù)荷保護(hù)，其速斷部分作為電動機(jī)的速斷保護(hù)。因此機(jī)的速斷保護(hù)。因此應(yīng)先整定過負(fù)荷保護(hù)，應(yīng)先整定過負(fù)荷保護(hù)，在整定速斷保護(hù)。在整定速斷保護(hù)。 2。

6、動作時限整定：。動作時限整定： 一般取一般取1520 秒。秒。供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)3。接線。接線 圖圖5-1 高壓電動機(jī)的高壓電動機(jī)的過負(fù)荷保護(hù)過負(fù)荷保護(hù)與瞬時電流速斷保護(hù)的接線圖與瞬時電流速斷保護(hù)的接線圖（a）兩相電流差式接線）兩相電流差式接線 （b）兩相式接線）兩相式接線 供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)采用兩相電流差接線，采用兩相電流差接線，如靈敏度不滿足可改如靈敏度不滿足可改為不完全星形接線。為不完全星形接線。1。動作電流整定。動作電流整定 保護(hù)裝置動作電流保護(hù)裝置動作電流：躲過電動機(jī)的起動電流躲過電動機(jī)的起動電流 可靠系數(shù)可靠系數(shù) ，一般，一般DL取取1.82， GL取取1.41.6 。 電動機(jī)起動

7、電流，電動機(jī)起動電流，relK電流速斷保護(hù)電流速斷保護(hù)MstrelopIKI11opTAWKAopIKKI兩相電流差接線：兩相電流差接線：KW 不完全星形接線：不完全星形接線：KW 1 3MstIMNstMstIKI供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)2。靈敏度校驗。靈敏度校驗 電動機(jī)出口最小兩相短路電流值電動機(jī)出口最小兩相短路電流值 如不滿足要求，則改用差動保護(hù)。如不滿足要求，則改用差動保護(hù)。21)2(minopkSIIK)2(min kI供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)3。接線。接線供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)電動機(jī)的縱差保護(hù)電動機(jī)的縱差保護(hù)容量在容量在2000kW及以上的電動機(jī)或雖容及以上的電動機(jī)或雖容量在量在2000kW以下但

8、具有以下但具有6個引出線端子的個引出線端子的重要電動機(jī)應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)。重要電動機(jī)應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)。容量在容量在5000kW以下的電動機(jī)差動保護(hù)以下的電動機(jī)差動保護(hù)采用兩相式接線，采用采用兩相式接線，采用DL繼電器；繼電器；容量在容量在5000kW以上時，采用三相式接以上時，采用三相式接線，采用線，采用BCH-2繼電器。繼電器。保護(hù)裝置動作于斷路器跳閘。保護(hù)裝置動作于斷路器跳閘。供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)1。接線。接線圖 5- 2 電動機(jī)縱差保護(hù)原理接線圖（a）采用DL型電流繼電器兩相式接線；供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)1。接線。接線圖 5- 2 電動機(jī)縱差保護(hù)原理接線圖（b）用BCH-2型差動繼電器三相式

9、高靈敏度接線供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)2。動作電流整定。動作電流整定動作電流按動作電流按躲過電動機(jī)額定電流整定躲過電動機(jī)額定電流整定(考考慮二次回路斷線）。慮二次回路斷線）。MNTArelropIKKI 可靠系數(shù)可靠系數(shù) DL取取1.5 2， BCH-2取取1.3， 高靈敏度接線取高靈敏度接線取0.55relK供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)3。靈敏度校驗。靈敏度校驗 電動機(jī)出口最小兩相短路電流值電動機(jī)出口最小兩相短路電流值 2121 opKsIIK)(min)2(min1KI供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)電動機(jī)的低電壓保護(hù)電動機(jī)的低電壓保護(hù)1。裝設(shè)低電壓保護(hù)的原則和要求。裝設(shè)低電壓保護(hù)的原則和要求原則：原則：1）當(dāng)電源電壓短

10、路時降低或中斷后又恢復(fù)時，）當(dāng)電源電壓短路時降低或中斷后又恢復(fù)時，為保證重要電動機(jī)的自起動，在其它為保證重要電動機(jī)的自起動，在其它相對不重相對不重要的電動機(jī)要的電動機(jī)上裝設(shè)上裝設(shè)0.5s時限時限的低壓保護(hù)，作用于的低壓保護(hù)，作用于跳閘。跳閘。2）根據(jù)工藝要求和安全技術(shù)要求，當(dāng)電源電）根據(jù)工藝要求和安全技術(shù)要求，當(dāng)電源電壓長期降低或消失后壓長期降低或消失后不允許自起動的電動機(jī)不允許自起動的電動機(jī)，應(yīng)裝設(shè)帶應(yīng)裝設(shè)帶10s時限的地電壓保護(hù)，作用于跳閘。時限的地電壓保護(hù)，作用于跳閘。3）重要且允許自起動的電動機(jī)重要且允許自起動的電動機(jī)不裝設(shè)。不裝設(shè)。 供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)要求：要求：1）當(dāng)電壓互感器）當(dāng)

11、電壓互感器一次側(cè)或兩次側(cè)一次側(cè)或兩次側(cè)發(fā)生各種斷線時，發(fā)生各種斷線時，保護(hù)裝置均不應(yīng)誤動作，并應(yīng)發(fā)出斷路信號。保護(hù)裝置均不應(yīng)誤動作，并應(yīng)發(fā)出斷路信號。2）當(dāng)電壓互感器一次）當(dāng)電壓互感器一次隔離開關(guān)或隔離觸頭隔離開關(guān)或隔離觸頭因誤動因誤動作被斷開時，保護(hù)裝置不應(yīng)誤動作，并發(fā)出信號。作被斷開時，保護(hù)裝置不應(yīng)誤動作，并發(fā)出信號。3）0.5s和和10s的地電壓保護(hù)動作電壓應(yīng)分別整定。的地電壓保護(hù)動作電壓應(yīng)分別整定。當(dāng)電源電壓降低到額定電壓的當(dāng)電源電壓降低到額定電壓的65%70%時，首先以時，首先以0.5s延時切除不重要的電動機(jī)，延時切除不重要的電動機(jī)，當(dāng)電壓繼續(xù)降到額定當(dāng)電壓繼續(xù)降到額定電壓的電壓的4

12、0%45%，低電壓保護(hù)經(jīng)，低電壓保護(hù)經(jīng)10s延時切除不允許延時切除不允許長時間失電后再自起動的重要電動機(jī)。長時間失電后再自起動的重要電動機(jī)。4）接線中應(yīng)采用能）接線中應(yīng)采用能長期耐受電壓的時間繼電器長期耐受電壓的時間繼電器如如選用選用DS-110型時間繼電器。型時間繼電器。供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)2。接線。接線高壓電動機(jī)低電壓保護(hù)原理圖高壓電動機(jī)低電壓保護(hù)原理圖FU1QS+1FUKV3QK2FU3FU4FU5FUKV1KV2KM1KV4KV5KM2-+斷線KT1KT2-+KS2+KM4+-+KS1KM3+-跳次要跳重要信號1信號2KTQSFU+WCFU-WC2控制小母線(40%50%)啟動1斷線監(jiān)視

13、熔 斷 器QK(60%70%)啟動(40%50%)延時KTKMKMKMKMKSKSKM2KV1KV2KV3KM3KM4KM1KT1KT1KV4KV5KV3KV2KV1KM1KS1KS221432121次要負(fù)荷跳閘重要負(fù)荷跳閘次要負(fù)荷跳閘重要負(fù)荷跳閘斷線監(jiān)視信號次要負(fù)荷跳閘信號重要負(fù)荷跳閘信號UUUUU供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)3。電動機(jī)的低電壓保護(hù)工作原理。電動機(jī)的低電壓保護(hù)工作原理1）在）在正常運行正常運行的各低電壓繼電器處于帶電狀態(tài)，的各低電壓繼電器處于帶電狀態(tài)，低電壓保護(hù)不動作。低電壓保護(hù)不動作。2）當(dāng)電壓互感器的）當(dāng)電壓互感器的一次側(cè)或兩次側(cè)發(fā)生一相或兩一次側(cè)或兩次側(cè)發(fā)生一相或兩相斷線時相斷線

14、時，KV1，KV2及及KV3中相應(yīng)的低電壓繼電器中相應(yīng)的低電壓繼電器返回，從而起動中間繼電器返回，從而起動中間繼電器KM1，切斷，切斷KT1和和KT2線圈電源，防止誤跳閥，并發(fā)出電壓回路短線信號。線圈電源，防止誤跳閥，并發(fā)出電壓回路短線信號。3）當(dāng)電源）當(dāng)電源電壓下降到電壓下降到60%70%UN時，時，KV1、KV2及及KV3釋放，接通時間繼電器釋放，接通時間繼電器KT1，經(jīng)，經(jīng)0.5s延時延時后，使出口中間繼電器后，使出口中間繼電器KM3得電，其接點接通跳閘得電，其接點接通跳閘小母線，小母線，將不重要電動機(jī)切除。將不重要電動機(jī)切除。4）當(dāng)電源）當(dāng)電源電壓繼續(xù)下降到電壓繼續(xù)下降到40%50%U

15、N以下以下時時KV4、KV5釋放，接通釋放，接通KM2，使，使2，其常開接點經(jīng)整，其常開接點經(jīng)整定延時定延時10s后接通后接通KM4，接通跳閘小母線，接通跳閘小母線，將不允許將不允許自起動的重要電動機(jī)切除。自起動的重要電動機(jī)切除。供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)單相接地保護(hù)單相接地保護(hù)與中性點不接地系統(tǒng)中的線路的接地保與中性點不接地系統(tǒng)中的線路的接地保護(hù)的原理基本相同。護(hù)的原理基本相同。當(dāng)單相接地電流大于當(dāng)單相接地電流大于5A時裝設(shè)。時裝設(shè)。小于小于10A，動作于發(fā)信號；，動作于發(fā)信號；大于大于10A，延時動作于跳閘。，延時動作于跳閘。 供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)同步電動機(jī)的失步保護(hù)同步電動機(jī)的失

16、步保護(hù)同步電動機(jī)在運行中會遇到各種擾動，同步電動機(jī)在運行中會遇到各種擾動，擾動超過限制就可能產(chǎn)生失步現(xiàn)象。如果同擾動超過限制就可能產(chǎn)生失步現(xiàn)象。如果同步電動機(jī)長期運行在失步狀態(tài)，步電動機(jī)長期運行在失步狀態(tài)，將造成定子將造成定子繞組燒損和阻尼籠端環(huán)開焊事故繞組燒損和阻尼籠端環(huán)開焊事故，因此要裝，因此要裝設(shè)失步保護(hù)。設(shè)失步保護(hù)。有兩種類型的失步保護(hù)裝置有兩種類型的失步保護(hù)裝置1）反應(yīng)定子過電流的失步保護(hù)）反應(yīng)定子過電流的失步保護(hù)2）反應(yīng)轉(zhuǎn)子回路出現(xiàn)交變電流的失步保）反應(yīng)轉(zhuǎn)子回路出現(xiàn)交變電流的失步保護(hù)。護(hù)。供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)第四節(jié)第四節(jié) 電力電容器的保護(hù)電力電容器的保護(hù)一、常見故障類型、不正常工作狀

17、態(tài)及其保一、常見故障類型、不正常工作狀態(tài)及其保護(hù)方式護(hù)方式二、高壓電容器的速斷保護(hù)二、高壓電容器的速斷保護(hù)供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)故障類型及保護(hù)方式故障類型及保護(hù)方式電容器與斷路器之間連線的短路電容器與斷路器之間連線的短路 單臺電容器內(nèi)部極間短路單臺電容器內(nèi)部極間短路 設(shè)置專用的設(shè)置專用的熔斷器保護(hù)熔斷器保護(hù) 400kVar以上電容器組裝設(shè)以上電容器組裝設(shè)速斷保護(hù)速斷保護(hù)400 kVar及以下及以下 采用采用帶熔斷器的負(fù)荷開關(guān)進(jìn)行控制和保護(hù)帶熔斷器的負(fù)荷開關(guān)進(jìn)行控制和保護(hù) 供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)不正常工作狀態(tài)不正常工作狀態(tài)電容器組過負(fù)荷。電容器組過負(fù)荷。一般可不設(shè)保護(hù)，需要時一般可不設(shè)保護(hù)，需要時裝設(shè)反

18、時限過電流保護(hù)作為過負(fù)荷保護(hù)，延時動裝設(shè)反時限過電流保護(hù)作為過負(fù)荷保護(hù)，延時動作于信號。作于信號。母線電壓升高。母線電壓升高。當(dāng)母線電壓超過當(dāng)母線電壓超過110%額定額定電壓時，裝設(shè)過電壓保護(hù)，延時動作于信號或跳電壓時，裝設(shè)過電壓保護(hù)，延時動作于信號或跳閘。閘。單相接地保護(hù)。單相接地保護(hù)。當(dāng)電容器組所接電網(wǎng)接地電當(dāng)電容器組所接電網(wǎng)接地電容電流大于容電流大于10A時，裝設(shè)單相接地保護(hù)，原理同時，裝設(shè)單相接地保護(hù)，原理同小接地電流系統(tǒng)中線路的單相接地保護(hù)。小接地電流系統(tǒng)中線路的單相接地保護(hù)。供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)KAopWTAopIKKI1采用兩相不完全星形接線采用兩相不完全星形接線。1。動作電流整定。動作電流整定 保護(hù)裝置動作電流保護(hù)裝置動作電流：躲過電容器投入時躲過電容器投入時的沖擊電流的沖擊電流 可靠系數(shù)可靠系數(shù) ，一般，一般22.5 。 電容器組的額定電流。電容器組的額定電流。relK電流速斷保護(hù)電流速斷保護(hù)CNTAWrelKAopIKKKICNI 供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)2。靈敏度校驗。靈敏度校驗 電容器組端子處最小兩相短路電流值電容器組端子處最小兩相短路電流值 21)2(minopkSIIK)2(min kI供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)3。接線。接線+-+KAKSKMYRQFQSQFTAaTAcKA12信號-TV610kV圖5-4 高壓電容器的電流速斷保護(hù)接線圖供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)供配電系統(tǒng)