電動(dòng)機(jī)繼電保護(hù)計(jì)算

1、13電動(dòng)機(jī)繼電保護(hù)計(jì)算異步電動(dòng)機(jī)繼電保護(hù)計(jì)算1、異步電動(dòng)機(jī)繼電保護(hù)方式的選擇（1）電壓低于是1000V的電動(dòng)機(jī)一般功率不大，重要性較小，可采用下列保護(hù)：1）熔斷器保護(hù)：2）在一臺(tái)電動(dòng)機(jī)短路時(shí)，斷開幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)的公用斷路器；3）自動(dòng)空氣開關(guān)作為低電壓保護(hù)。（2）電壓為310KV、功率大于150KW、小于2000KW的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)；當(dāng)電流速斷保護(hù)不能滿足靈敏度要求時(shí)需裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。（3）電壓為310KV的電動(dòng)機(jī)，若生產(chǎn)過(guò)程中易發(fā)生過(guò)負(fù)荷時(shí)，或起動(dòng)、自起動(dòng)等條件嚴(yán)重時(shí)，均應(yīng)裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。另外，當(dāng)單相接地電流大于5A時(shí)，需裝設(shè)單相接地保護(hù)，一般510A時(shí)可作用于信號(hào)，也可作用于跳閘；

2、大于10A時(shí)作用于跳閘。（4）335KV網(wǎng)絡(luò)的中性點(diǎn)是不接地的，為保護(hù)電動(dòng)機(jī)，應(yīng)在電動(dòng)機(jī)母線上裝設(shè)“絕緣監(jiān)視”裝置。（5）當(dāng)電動(dòng)機(jī)有必要裝設(shè)低電壓保護(hù)裝置時(shí)，可采用在線電壓上的低電壓繼電器將電動(dòng)機(jī)斷開；必要時(shí)可采用兩個(gè)繼電器的低電壓保護(hù)，一組告警，一組低電壓跳閘。一般0.5s跳不重要的電機(jī)，10s跳重要的電機(jī)。2、異步電動(dòng)機(jī)繼電保護(hù)的整定電壓低于1000V異步電動(dòng)機(jī)的繼電保護(hù)整定計(jì)算,保護(hù)裝置名稱保護(hù)裝置的整定值保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)限備注熔斷器（用自動(dòng)空氣開關(guān)實(shí)現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)）熔斷器的電流正常起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)Ir=Iq/22.5較嚴(yán)重情況下起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)Ir=Iq/1.62.0自動(dòng)空氣開關(guān)的動(dòng)作電流整定值I

3、Dj <Iq根據(jù)可熔保險(xiǎn)器的特性動(dòng)作時(shí)限與電流有關(guān)Ir熔斷器的電流（A）Iq電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流（A）IDj自動(dòng)空氣開關(guān)整定電流值（A）UDj自動(dòng)空氣開關(guān)整定電壓值（V）Ue電動(dòng)機(jī)的額定電壓（V）用附有低電壓線圈的電磁起動(dòng)器或自動(dòng)空氣開關(guān)實(shí)現(xiàn)低電壓保護(hù)自動(dòng)空氣開關(guān)的動(dòng)作電壓整定值UDj<0.8U電壓高于1000V異步電動(dòng)機(jī)的繼電保護(hù)整定計(jì)算保護(hù)裝置名稱保護(hù)裝置的整值保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)限S備注電流速斷保護(hù)保護(hù)裝置動(dòng)作電流整定值Idzj=KkkjxIq/nl0Kk可靠系數(shù)，采用DL型電流繼電器取1.41.6；采用GL型的取1.82。Kjx接線系數(shù)，接于相電流時(shí)取1，接于線電流時(shí)取 3 。KK可

4、靠系數(shù)，動(dòng)作于信號(hào)時(shí)取1.051.10，動(dòng)作于掉閘時(shí)取1.21.25Kh斷電器返回系數(shù)，取0.58。nl電流互感器變比。ny電壓互感器變比。Ied電動(dòng)機(jī)額定電流（A）。Iq電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流（A）。Ie電網(wǎng)的總單相接地電容電流（A）。Ue電動(dòng)機(jī)額定電壓（V）。過(guò)電流保護(hù)（可與電流速斷共用一個(gè)感應(yīng)型過(guò)電流繼電器）整定值Idzj=kkkjxIed/khnl躲過(guò)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的全部時(shí)間。單相接地保護(hù)一次動(dòng)作電流IdzIe/1.250低電壓保護(hù)整定值Udzj=(0.70.8)Ue/nyZhhk:一般為60v。重要電動(dòng)機(jī)1015s不重要電動(dòng)機(jī)0.50.7s注：對(duì)于一般電動(dòng)機(jī)tdz=(1.11.2)，tq(其中

5、tdz為保護(hù)裝動(dòng)作時(shí)間；tq為電動(dòng)機(jī)起動(dòng)及自起動(dòng)時(shí)間)。對(duì)于傳動(dòng)風(fēng)機(jī)負(fù)荷的電動(dòng)機(jī)tdz=(1.21.4)Iq 。3、電流速斷保護(hù)靈敏度校驗(yàn)靈敏度校驗(yàn)的本質(zhì)是：K（2）m=KmxdI(3)d·min/Idz2，Idz =Idzjnl/kjx ；其中Kmxd ：相靈敏系數(shù)，I(3)d·min ：最小運(yùn)行方式下，電動(dòng)機(jī)出線端三相適中時(shí)流過(guò)保護(hù)安裝處的超瞬變電流（A）；Idz :保護(hù)裝置的一次動(dòng)作電流（A），nl :電流互感器變比；kjx :接線系數(shù)，接于相電流時(shí)取1，接于相電流差時(shí)取 3 。例：試選擇一臺(tái)6KV、380KW電動(dòng)機(jī)的保護(hù)。電動(dòng)機(jī)裝在經(jīng)常有人值班的機(jī)房?jī)?nèi)，運(yùn)行過(guò)程中有

6、過(guò)負(fù)荷的可能。已知電動(dòng)機(jī)的額定電流Ie為47.5A，起動(dòng)電流倍數(shù)kq為4。在最小運(yùn)行方式下電動(dòng)機(jī)出線端三相適中時(shí)，流過(guò)保護(hù)安裝處的超瞬變電流I(3)d·min 為6500A，穩(wěn)態(tài)電流I(3)d·min 為4800A。解：（1）保護(hù)裝置的選擇：因電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中有過(guò)負(fù)荷的可能性，故需裝過(guò)負(fù)荷保護(hù)。電動(dòng)機(jī)由于經(jīng)常有值班人員照顧，因此不需裝防止長(zhǎng)時(shí)間失壓的低電壓保護(hù)。裝設(shè)電流速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)（與電流速斷共用一感應(yīng)型電流繼電器）采用接于兩相電流差的DL11/100型電流繼電器。（2）保護(hù)裝置整定計(jì)算及靈敏度校驗(yàn)：電流速斷保護(hù)繼電器的動(dòng)作電流：Idzj=kkkjxkqIed/n

7、l=1.6* 3 *(4*47.5/15)=35.2A ，取40A；保護(hù)裝置的一次動(dòng)作電流為 Idz=Idzjnl=40*15=600A靈敏度校驗(yàn) k(2)m=kmxd I (3)d·min/Idz= 0.5*6500/600=5.4>2過(guò)電流保護(hù)繼電器的動(dòng)作電流：Idzj=kkjxIed/khnl=1.25* 3 * (47.5/0.85*15)=8.0A， 取8A；保護(hù)裝置的一次動(dòng)作電流為 Idz=Idzjnl=8*15=120A靈敏度校驗(yàn)：K(2)m=Kmxd I (3)d·min /Idz=0.5*4800/120=11.7>1.5 二、同步電動(dòng)機(jī)繼電保

8、護(hù)計(jì)算1、同步電動(dòng)機(jī)繼電保護(hù)方式的選擇。（1）電壓為310KV、功率小于2000KW的電動(dòng)機(jī)裝設(shè)電流速斷保護(hù)；當(dāng)電流速斷保護(hù)不能滿足靈敏度要求時(shí)應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。（2）同異步電動(dòng)機(jī)繼電保護(hù)方式的選擇3。（3）電壓為310KV的電動(dòng)機(jī)，均需裝設(shè)失步保護(hù)。2、同步電動(dòng)機(jī)繼電保護(hù)的整定3、靈敏度校驗(yàn)(1) 電流速斷保護(hù)靈敏度校驗(yàn)：同異步電動(dòng)機(jī)電流速斷保護(hù)靈敏度校驗(yàn)。(2) 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)靈敏度校驗(yàn)：采用BCH2型差動(dòng)繼電器時(shí),先確定繼電器的差動(dòng)線圈和平衡的匝數(shù)：差動(dòng)繼電器計(jì)算匝數(shù)Wjs 表816同步電動(dòng)機(jī)繼電保護(hù)的整定計(jì)算保護(hù)名稱保護(hù)的整定值保護(hù)動(dòng)作時(shí)限S備注電流速斷保護(hù)保護(hù)裝置動(dòng)作電流整定值按躲過(guò)

9、電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流整定Idzj=kkkjkIq/n按躲過(guò)外部適中時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出電流整定Idzj=kkkjxIdd(3)選擇其中最大值作為整定值0KK、Kjx、n同表815Iq電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流（A）Idd(3)同步電動(dòng)機(jī)出線端三相適中時(shí)，輸出 的超瞬變電流（A）Icd同步電動(dòng)機(jī)的電容電流（中、小型電動(dòng)機(jī)的電容電流可忽略不計(jì)）（A）Ic電網(wǎng)的總單相接地電容電流（A）過(guò)電流保護(hù)同異步電動(dòng)機(jī)同異步電動(dòng)機(jī)縱聯(lián)差支保護(hù)（采用BCH-2型差動(dòng)繼電器）按躲過(guò)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流整定Idzj=kkkjx0.1Iq/nl按躲過(guò)外部短路時(shí)同步電動(dòng)機(jī)輸出超睬變電流整定Idzj=kkkjx0.05Idd(3)/n0縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)（

10、采用BCH-2型差動(dòng)繼電器）按電流互感器二次回路斷線條件整定Idzj=kkkjxIed/nl選擇其中最大值作為整定值0縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)（采用DL-11型繼電器整定值Idzj=(1.52)Ied/nl0單相接地保護(hù)一次動(dòng)作電流（按最靈敏系數(shù)1.25整定）IdzIc-Icd/1.25或按下式整定Idzj=(1.52)Icd0失步保護(hù)整定值：Idzj=kkkjxIed/Khnl同過(guò)負(fù)荷保護(hù)注：同步電動(dòng)機(jī)出線端三相適中時(shí)，輸出的超瞬變電流。Idd(3)=(1.05/xd+0.95sine)Ied ,xd為同步電動(dòng)機(jī)超瞬變抗標(biāo)公值；e為同步電動(dòng)機(jī)額定功率因數(shù)角；Ied為同步電動(dòng)機(jī)額定電流（A）Wjs=AW/

11、Idzj 要求WjsW1=Wc , W1=W2式中：AW0繼電器動(dòng)作安匝數(shù)，應(yīng)采用實(shí)測(cè)值；如無(wú)測(cè)值，可取60W1、W2第一和第二平衡線圈的實(shí)用匝數(shù)；Wc差動(dòng)線圈的實(shí)用匝數(shù) 適中線圈的抽頭：一般選取抽頭33或22；功率大于5000KW的同步電動(dòng)機(jī)可選取22或11。再進(jìn)行保護(hù)裝置的靈敏度校驗(yàn)：Km(2)=(W1+Wc)/AW0KmxdKjxI”(3)d·min2式中：Kmxd相對(duì)靈敏系數(shù)，I (3)d·min最小運(yùn)行方式下，電動(dòng)機(jī)出線端三相短路時(shí)流過(guò)保護(hù)安裝處的超瞬變電流（A）；其它符號(hào)同前采用DL11型電流繼電器時(shí)：K(2)m=Kmxd I (3)d·min/Idz

12、24、同步電動(dòng)機(jī)自控設(shè)備基這設(shè)備的整定（1）低電壓保護(hù)裝置的整定：用于電源的低電壓繼電器，可采用DJ122/160型電壓繼電器。Udzj=(0.60.7)Uce式中：Udzj電壓繼電器動(dòng)作電壓整定值（V）Uce電網(wǎng)額定電壓（V）保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)限為0.5S。用于強(qiáng)勵(lì)磁的低電壓繼電器，可采用DJ122/160型電壓繼電器。Udzj=0.8ce,動(dòng)作延時(shí)10s 用于控制回路和保護(hù)與信號(hào)回路低電壓繼電器，可采用JT311/1型電壓繼電器。Udzj=0.8Uke，動(dòng)作延時(shí)0.5s式中：Uke控制回路和保護(hù)信號(hào)回路的額定電壓（V）（2）輔助電動(dòng)機(jī)聯(lián)鎖繼電器時(shí)間的整定：考慮輔助電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)起動(dòng)時(shí)間，輔助電動(dòng)

13、機(jī)停車聯(lián)鎖繼電器時(shí)間可整定3S左右。星三角起動(dòng)器的選擇起動(dòng)器在起動(dòng)時(shí)將電動(dòng)機(jī)的定子繞組接星形，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)接成三角形，以減小起動(dòng)電流。1、星三角起動(dòng)器原理（1）繞組接成星形起動(dòng)時(shí)：Uy=U/ 3 ,Iy=Ixy=Uy/Z=U/ 3 Z, 式中：U三相電源線電壓（V）； Uy電動(dòng)機(jī)繞組接成Y形的相電壓（V）；Iy、Ixy電動(dòng)機(jī)繞組接成形的線電流和起動(dòng)相電流；電動(dòng)機(jī)起時(shí)的一相等效阻抗。（）繞組接成三角形起動(dòng)時(shí)：，3 Ix= 3 U/Z= 3 U/Z式中：U電動(dòng)機(jī)繞組接成形時(shí)的相電壓（V）；I、Ix電動(dòng)機(jī)繞組接成形時(shí)的線電流和起動(dòng)相電流（A）。由此得Iy/I=U/ 3 Z/ 3 U/Z=1/3可見，電

14、動(dòng)機(jī)繞組接成Y形起動(dòng)時(shí)的電流要比接成形時(shí)的起動(dòng)電流小2/3，從而有效地限制起動(dòng)電流。但MyU2y=U2/3, MU2=U2 故 My=M/3 可見，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩卻隨之減小到1/3。星三角起動(dòng)器多用于起動(dòng)設(shè)備的轉(zhuǎn)矩不大于電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的1/3、功率不大于125KW的三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)。三、自耦減壓起動(dòng)器的選擇與計(jì)算1、自耦減壓起動(dòng)器的選擇自耦減壓起動(dòng)器是利用自耦變壓器降低電源電壓，以減小起動(dòng)電流，同時(shí)還能通過(guò)選擇自耦變壓器的不同抽頭改起動(dòng)電流并達(dá)到改變起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的目的。通常用于控制320KV以下的三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)作不頻繁起動(dòng)、停止之用，具有過(guò)載和失壓保護(hù)功能，其原理接線如圖所示。自耦減壓起動(dòng)器的

15、起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)達(dá)矩有如下關(guān)系：I1q=k2Iqe , Mq=k2Mqe式中：k自耦變壓器的變比，k=U2/U1<1I1q降壓起動(dòng)時(shí)自耦變壓器的一次側(cè)電流（A）；Iqe在額定電壓下的起動(dòng)電流（A）；Mq降壓起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩（N·m）Mqe在額定電壓正氣起動(dòng)轉(zhuǎn)矩（N·m）四、星三角變換的節(jié)電計(jì)算當(dāng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載低于50%時(shí)可考 Y變換的節(jié)電措施。1、接法改為Y接法后，電動(dòng)機(jī)各種損耗的變化。改成Y接后，電動(dòng)機(jī)相電壓降壓 3 倍，此時(shí)鐵耗降低3倍。由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速基本不彎，故機(jī)械損耗基本不變。附加損耗與電流平方成正比，改成Y接法后，由于定子電流較小，所以定子附加損耗不大或加

16、有正點(diǎn)降，功率因數(shù)得到善，達(dá)到節(jié)電效果。但在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩不變的條件下，改拉忍氣吞聲轉(zhuǎn)子電流增加了 3 倍，所以轉(zhuǎn)子銅耗也增加了3倍，轉(zhuǎn)子附加損耗會(huì)增加。電動(dòng)轉(zhuǎn)差率增大3倍左右。2、改接的條件=lj時(shí)，改接意義不大，因?yàn)槔速M(fèi)電能負(fù)載區(qū)比節(jié)能負(fù)載區(qū)大，有功損耗可能增加。lj時(shí)，改接沒有意義。只有l(wèi)j時(shí)，改接才有意義。為電動(dòng)機(jī)實(shí)際負(fù)載率；lj為臨界負(fù)載率，即Y接法與接法的總損耗相等時(shí)的負(fù)載率，可按下列公式計(jì)算：（1）公式一：lj= lj1/2（1/e-1）PeP0式中l(wèi)j1=0.67(P0-Pj+K 3 UeI0×10-3)lj2=(P0/etg¢ 3 UeI0 10-3)K符號(hào)同前（2）公式二（簡(jiǎn)化計(jì)算）lj= 0.67PFe+0.75P0cu/2(1/e 1)Pe P0式中：PFe接法時(shí)的鐵耗（KV）P0cu接法時(shí)的空載銅耗（KW）P0接法時(shí)的空載損耗（KW）其它符號(hào)同前。如用公式一計(jì)算，改接后節(jié)約的有功功率（KW）為P=22（1/e 1）PeP0+（Pe/etg¢ 3 UeI0 ×10-3）K0.67(P0Pj +K 3 Ue