高壓電動機的保護基礎(chǔ)知識

1、高壓電動機的保護基礎(chǔ)知識電動機是電力系統(tǒng)等重要主產(chǎn)過程的關(guān)鍵輔助設(shè)備,電動機內(nèi)部故障的診斷與檢測是實現(xiàn)電動機有效保護的關(guān)鍵問題。自電動機出現(xiàn)以來,電動機保護經(jīng)歷了從以熔斷器、接觸器和熱繼電器構(gòu)成的組合保護到微機式保護的發(fā)展歷程。一、相間短路保護電動機內(nèi)部常見的故障是:1.定子繞組的相間短路;2.定子繞組的單相接地;3.定子繞組匝間短路.電動機相間短路會引起嚴重的損壞,并使供電網(wǎng)絡(luò)電壓降低,影響其他用戶的正常工作,所以電動機相間短路保護是必不可少的。相間短路保護的形式一般有速斷保護(過流I段;過流保護(過流II段,差動保護,這些類保護均直接作用于跳閘,其中速斷保護一般為零時限,過流和差動保護根據(jù)

2、電網(wǎng)和負荷性質(zhì)進行計算確認。二、單相接地(零序保護610KV電動機的供電系統(tǒng)中性點是不掃地的,所以定子繞組單相接地的危險性較小,只有接地電流在10A以上時,短路電流對其鐵芯有危險時,才裝設(shè)單相接地保護。保護是利用零序電流互感器,當發(fā)生單相接地故障時,線路(電機三相電流不平衡,會產(chǎn)生較大的零序電流,通過設(shè)定保護裝置的零序保護動作電流值和動作時限,作用于開關(guān)跳閘回路。定子繞組單相匝間短路保護,因為現(xiàn)在還沒有一種簡單的保護方式,所以都不裝設(shè)。三、常見保護電動機常見的不正常運行狀態(tài)是:1.過負荷;2.電壓短時消失或短路時電壓降低;3.同步電動機的異步狀態(tài)。一過負荷保護電動機長期過負荷是危險的,當高壓電

3、機在長期過負荷情況下,長時間超過其額定電流運行時,會導(dǎo)致電動機過熱,絕緣降低而燒毀,因此凡有可能過負荷的電動機都裝設(shè)過負荷保護,保護器根據(jù)電動機的發(fā)熱特性,計算電動機的熱容量,模擬電動機發(fā)熱特性對電動機進行保護。過負荷保護可作用于信號,減去所帶動的機械負荷或直接作用于跳閘。過負荷保護電流一般為電機額定電流的1-1.2倍,保護動作時間根據(jù)電機的負載特性進行確定。二失壓(欠壓保護電壓短時消失或電網(wǎng)內(nèi)短路會引起電壓降低,電壓過低會引起高壓電機轉(zhuǎn)速降低,甚至停止運行,為了保證重要負載的電動機自走動,在其余不重要的電動機上,或者當電壓恢復(fù)時按照安全技術(shù)條件及工藝過程的特點,不容許自起動的電動機上都要裝設(shè)

4、低電壓保護。當主回路電壓低于設(shè)定的欠電壓保護值時,保護器按設(shè)定的要求進行保護,在動作設(shè)定時間內(nèi)跳閘動作或報警,以避免重要的生產(chǎn)工藝造成混亂,嚴重影響生產(chǎn)。失壓保護動作值一般設(shè)定為系統(tǒng)額定電壓的60%,時限一般設(shè)定為0.5-1.5S,可根據(jù)負荷情況進行核定調(diào)整。三過壓保護系統(tǒng)電壓過高會引起高壓電機絕緣性能損傷,當主回路電壓超過設(shè)定的保護電壓時,保護器按設(shè)定的要求進行保護,在動作設(shè)定時間內(nèi)動作或在報警,以保證電動機設(shè)備安全。過壓保護一般設(shè)定為系統(tǒng)電壓的110115%,同失壓保護其保護動作時間根據(jù)負荷情況進行核定調(diào)整,一般直接作用于跳閘,對電機運行由嚴格規(guī)定的,可作用于報警。(四失步保護一般異步電機

5、無此要求,同步電機在過負荷和失壓(電壓波動較大情況下,其工作穩(wěn)定性降低,失去同步,引起機械共振和電氣共振。這些會使電動機發(fā)熱和受到疲勞的損傷,多次失步振蕩和積累,可逐步發(fā)展到使電動機損壞。因此同步電動機一般需要裝設(shè)失步保護。失步保護應(yīng)使電動機實現(xiàn)再同步或?qū)⑵鋽嚅_(再同步是從失步的電動上取消勱磁,經(jīng)過一定時間后再加上勱磁,使電動機重新拉入同步。采取自動再同步裝置進行同步保護時,只有在生產(chǎn)工藝允許短時運行時方可采用。四、其他保護一斷相/不平衡保護斷相/不平衡故障運行時對高壓電機的危害很大,當電動機發(fā)生斷相或三相電流嚴重不平衡時,如不平衡率達到保護設(shè)定值時,保護器按照設(shè)定的要求保護,發(fā)出停車或報警,

6、確保電動機的安全運行。二堵轉(zhuǎn)保護高壓電機在起動過程中,由于負荷過大或自身機械原因,造成電動機軸被卡住,而未及時解除故障,將造成電機過熱,絕緣降低而燒毀電機,堵轉(zhuǎn)保護適用于電動機起動發(fā)生此類故障時進行保護,當電流達到動作設(shè)定電流時,保護器及時在動作(延時設(shè)定時間內(nèi)動作或報警,避免電機燒毀。有些保護裝置上同時設(shè)置有阻塞保護,阻塞保護適用于高壓運行過程中發(fā)生卡死。當電流達到動作設(shè)定電流時,保護器及時在動作(延時設(shè)定時間內(nèi)動作或報警,避免電機燒毀。三欠載(欠流保護當高壓電機所帶負載為泵式負載時,電動機空載或欠載運轉(zhuǎn)會產(chǎn)生危害,保護器提供欠載保護,三相的平均電流與額定電流的百分比低于欠載設(shè)定值時,保護器

7、應(yīng)在動作(延時設(shè)定時間內(nèi)動作或報警。四欠功率保護高壓電機由于傳動裝置損壞,失去機械輸出能力,欠載運行,電動機功率因數(shù)較低,但電動機電流很大,大量消耗系統(tǒng)的無功,當負載功率與額定功率的百分比低于設(shè)定動作值時,保護器在動作設(shè)定時間內(nèi)動作或報警。五溫度保護保護器通過檢測預(yù)埋在電動機繞組上的PTC熱敏電阻的阻值變化,來實現(xiàn)溫度保護功能。溫度保護可作為長時間過負荷、變負荷和反復(fù)短時運行過負荷、斷相、三相不平衡、電源頻率變化、通風(fēng)不良、環(huán)境溫度過高等引起的電機溫度過高的保護。六起動超時保護高壓電機起動時間到后,若保護器檢測到電動機回路電流仍未下降到110%Ie以下,啟動該保護。針對增安電機,起動時間整定不

8、得超過1.7倍tE 時間。七相序保護當保護器檢測到高壓電機的電壓相序錯誤時,閉鎖電動機起動,保護電動機安全。八外部故障保護當保護器檢測到外部故障出現(xiàn),外部故障開關(guān)量有故障信號輸入時,保護器按照設(shè)定的要求保護,確保電動機設(shè)備安全。附錄:電線電纜載流量計算一、口訣二點五下乘以九,往上減一順號走。三十五乘三點五,雙雙成組減點五。條件有變加折算,高溫九折銅升級。穿管根數(shù)二三四,八七六折滿載流。二、釋義“二點五下乘以九， 往上減一順號走”說的是 2.5mm及以下的各種 截面鋁芯絕緣線，其載流量約為截面數(shù)的 9 倍。如 2.5mm導(dǎo)線，載 流量為 25×9=22.5(A。從 4mm及以上導(dǎo)線的載

9、流量和截面數(shù)的 倍數(shù)關(guān)系是順著線號往上排，倍數(shù)逐次減 l，即 4×8、6×7、10×6、 16×5、 25×4。 “三十五乘三點五，雙雙成組減點五”，說的是 35mm”的導(dǎo)線載流 量為截面數(shù)的 3.5 倍，即 35×3.5=1225(A。從 50mm及以上的導(dǎo) 線，其載流量與截面數(shù)之間的倍數(shù)關(guān)系變?yōu)閮蓚€兩個線號成一組，倍 數(shù)依次減 05。即 50、70mm導(dǎo)線的載流量為截面數(shù)的 3 倍；95、 120mm”導(dǎo)線載流量是其截面積數(shù)的 2.5 倍，依次類推。 “條件有變加折算，高溫九折銅升級”。上述口訣是鋁芯絕緣線、 明敷在環(huán)境溫度 25的條件下而定的。若鋁芯絕緣線明敷在環(huán)境溫 度長期高于 25的地區(qū)，導(dǎo)線載流量可按上述口訣計算方法算出， 然后再打九折即可；當使用的不是鋁線而是銅芯絕緣線，它的載流量 要比