電機保護說明

1、電動機故障情況分析對于異步電動機來說,其故障形式主要分為繞組損壞和軸承損壞兩方面。造成繞組損壞的主要原因有:(1) 由于電源電壓太低使得電動機不能順利啟動,或者短時間內(nèi)重復啟動,使得電動機因長時間的大啟動電流而過熱。(2) 長期受電、熱、機械或化學作用,使繞組絕緣老化和損壞,形成相間或?qū)Φ囟搪贰?3) 因機械故障造成電動機轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)。(4) 三相電源電壓不平衡或波動太大,或者電動機斷相運行。(5) 冷卻系統(tǒng)故障或環(huán)境溫度過高。低壓電動機的各種保護方式：1） 低壓熔斷起，近年來很少采用。2） 不可調(diào)整的一次脫扣低壓自動空氣開關3） 可分級調(diào)整的瞬時或短延時一次脫低壓自動空氣開關單相接地保護4） 裝

2、設可分級調(diào)整的瞬時或短延時一次脫扣自動空氣開關帶電流互感器的二次型機電保護5） 帶職能型保護的低壓自動空氣開關。 低壓電動機保護1） 電流速斷保護作為電動機短路故障的主保護。一般按躲開電動機起動電流整定,并考慮一定的可靠系數(shù)。對于電磁型的一次脫扣器:動作時間：對于智能型保護的自動空氣開關: 動作時間：對于二次型保護：靈敏度為：2） 長延時電流（1） 電流定值： 躲過電動機額定電流或正常最大負荷電流：（2） 時間定值對于反時限特性繼電器，根據(jù)曲線特性進行整定。3） 單相接地零序過電流保護：對于400V單相接地電流很大，低壓電動機單相接地時靈敏度足夠，一般按照經(jīng)驗公式，取：靈敏度為：4） 電動機低

3、電壓保護（1） 為保證重要電動機自起動，必要時需加裝0.5延時切除的II，III類電動機低電壓保護，其動作定值： （2） 生產(chǎn)工藝不允許在電動機完全停運后突然來電自起動的電動機，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求加裝延時9s的低電壓保護切除這些電動機，其動作定值：低壓饋線（MCC電源）保護1） 相電流速斷電流定值按躲過饋線末端短路計算，一次動作電流為：動作時間為0s靈敏度為：2） 短延時（1） 按與MCC母線上所連設備最大速斷電流配合計算，即： （2） 躲過MCC上成組自起動電動機起動電流之和（3） 動作時間 取需配合動作設備的最大動作時間一個時間級差，時間級差一般取0.3s 3)長延時 作為過負荷保護，按電流

4、躲過可能最大的負荷電流或電纜允許電流計算（1） 按照躲過最大負荷電流計算 （2） 按電纜允許電流計算 （3） 時間定值根據(jù)繼電器特性整定，在保證電纜安全情況下盡量采用較長時間3） 單相接地零序電流保護（1） 躲過正常最大不平衡電流（2） 按與下一級最大相電流速斷動作電流配合（3）動作時間 取需配合動作設備的最大動作時間一個時間級差，時間級差一般取0.3s（4）靈敏度 高壓電動機1）比率制動縱差保護1231比率制動差動保護的動作特性2差動電流速斷保護動作特性3外部短路不平衡電流曲線1），按照經(jīng)驗公式：2）3）制動斜率，根據(jù)經(jīng)驗公式：4）2）相電流速斷保護動作判據(jù)1 保護動作判據(jù)2整定計算：（1）

5、動作電流高值的計算，按躲過電動機最大起動電流 對于應按照實測數(shù)值確定，如無實測值對于直接起動的異步電動機一般??；對于串勵調(diào)速或變頻調(diào)速的電動機一般取，一般取5 按計算的高值，取 （2）動作電流低定值的計算 a躲過電動機自起動電流，指廠用電切換或母線出口短路切除后，廠用電恢復過程中電動機的電流，按經(jīng)驗值或?qū)崪y值確定，即： b.按躲過區(qū)外出口短路時電動機的最大反饋電流計算，廠用電母線出口三相短路時，根據(jù)以往的實測，電動機反饋電流的暫態(tài)值為5.86.9，考慮保護固有動作時間為0.040.06s，以及反饋電流的衰減，取計算： 根據(jù)以上分析，對于電流定值取值如下： 對于直接起動的電動機：對于串勵調(diào)速或變

6、頻調(diào)速起動的電動機 c.電動機起動時電流倍數(shù)K的取值負序過電流保護 當電動機三相電流不對成時將產(chǎn)生負序電流I2，當電動機一次回路中的一相斷線，電動機一相或兩相繞組匝間短路，電動機電源相序接反等出現(xiàn)很大負序電流時，負序電流保護（不平衡電流保護）動作延時切除故障 1）整定計算1 （1）電流值，電動機兩相運行時應可靠動作，根據(jù)運行經(jīng)驗： a.電動機在70額定有功兩相運行時，電動機二次線電流約為，取按負序靈敏度為1.25計算，則： b.電動機在58額定功率兩相運行時，曾測得電動機二次線電流為，則：考慮到電動機兩相運行時，負序過電流保護可靠動作，此外在較小負序電流時候，過熱保護也能動作，一般采?。?正常

7、運行時電動機負荷電流接近滿負荷時，取0.5；負荷較小時取0.3c.動作時間躲過區(qū)外故障最長切除時間（2）整定計算2a.負序I段，躲過區(qū)外不對稱短路電動機負序反饋電流和電動機起動時出現(xiàn)的暫態(tài)二次負序電流，以及保證電動機在較大負荷兩相運行和電動機內(nèi)部不對稱短路有足夠的靈敏度綜合考慮電流值，經(jīng)驗公式：動作時間：b.負序II段躲過正常運行時負序電流，以及保證電動機在較小負荷兩相運行有足夠的靈敏度綜合考慮及對電動機定子繞組匝間短路有保護功能考慮動作電流，按經(jīng)驗公式動作時間，大于電動機起動電流，單相接地零序電流保護1中性點不接地單相接地保護1）按躲過區(qū)外單相接地時流過保護安裝處單相接地電流計算 2）動作時

8、間整定值與作用方式（1）當單相接地電流>=10A時，保護動作于跳閘，動作整定值 為0.51s (2) 當單相接地電流<10A時，對于300MW及以上機組，根據(jù)計算，如能滿足選擇性和靈敏性要求時，建議動作于跳閘，時間整定為0.51（3）單相接地電流小于10A，如滿足第2條規(guī)定，動作于信號，時間取0s2中性點經(jīng)小電阻接地 躲過區(qū)外單相接地以及電動機起動時零序不平衡電流，一般取經(jīng)驗公式： 時間整定為0s過熱保護過熱是引起電動機損壞的重要原因,特別是轉(zhuǎn)子因負序電流產(chǎn)生的過熱。一般所采用的發(fā)熱模型如下：電動機積累過熱量電動及允許過熱量電動機積累過熱程度過熱保護動作判據(jù)：1） 電動機無熱積累。

9、當 ，表明電動機達到熱平衡，無積累過熱量。2） 過熱報警值 ，發(fā)過熱報警信號。3） 過熱保護出口動作判據(jù)，當時，電動機達到熱極限，出口。4） 過熱保護出口動作時間，當電動機熱平衡被破壞，由的時間為過熱保護動作時間，即： 5） 過熱保護動作后閉鎖再起動解除判據(jù)，當電動機過熱保護跳閘后，過熱保護積累熱量程度和電動機溫度以散熱時間常數(shù)按指數(shù)規(guī)律同步衰減，當衰減到時，保護出口返回，解除再起動閉鎖，允許電動機再次合閘起動，所以過熱保護再起動解除判據(jù)為整定計算1）發(fā)熱時間常數(shù)整定值，電動機發(fā)熱時間常數(shù)由電動機廠家提供，如果沒有提供則按以下方法計算a按電動機過負荷能力進行估算。由電動機廠家提供的電動機過負荷

10、能力，如果過負荷電流倍數(shù)時允許的運行時間為，則：若1.5時，允許時間t420s，則，如有若干過負荷能力數(shù)據(jù)，則取最小值作為整定發(fā)熱時間常數(shù)。b根據(jù)電動機運行歸程估算。 當時，電動機從冷態(tài)起動到滿速起動連續(xù)允許2次，熱態(tài)停運后允許再起動一次。當時，冷態(tài)起動允許1次，再次起動必須間隔30min，熱態(tài)停運再次起動也必須間隔30min。由此對于一些起動時間較長的電動機，如電動給水泵，送風機，引風機，一次風機，循環(huán)水泵，磨煤機等可按起動時間，冷態(tài)起動2次或熱態(tài)起動1次估算，起動電流按實測起動過程中的平均值計算。 按冷態(tài)起動2次計算： 按熱態(tài)起動一次例：測得引風機在起動過程中平均起動電流則： 則取為500

11、sc按電動機允許起動電流和允許起動時間計算，即：對于上例，計算的508s2）散熱時間計算，一般按以下原則：a一般電動機b容量超過5000kW的電動機，如電動給水泵，3）電動機起動時間計算，為保證電動機可靠起動，取：各電動機起動時間最好以實際測量為主，有文獻提供如下試驗數(shù)據(jù)：循泵給水泵引風機送風機排粉機磨煤機凝泵一般電機202020151520654） 過熱報警值，取0.75） 過熱保護動作后閉鎖再起動解除整定值，6） 電動機散熱時間倍率系數(shù)，一般取4長起動及正序過電流保護： 長起動保護為起動過程中電動機堵轉(zhuǎn)或重載起動時間過長。電動機起動超過允許的起動時間，電動機啟動失敗，長起動保護出口跳閘，如

12、電動機啟動正常則，啟動結(jié)束后長啟動保護轉(zhuǎn)為正常正序過電流保護（一般為電動機過負荷保護） 整定計算：1 長起動保護1） 電流定值，2） 時間定值，對于起動時間較長的電動機一般取30s2 正序過電流保護1） 電流定值2） 時間定值，按電動機允許過負荷時間內(nèi)保證電動機安全運行計算，一般可取3060s電動機低電壓保護:1 為保證重要電動機自起動，必要時需加裝0.5延時切除的II，III類電動機低電壓保護，其動作定值： 2 生產(chǎn)工藝不允許在電動機完全停運后突然來電自起動的電動機，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求加裝延時9s的低電壓保護切除這些電動機，其動作定值：高壓廠用饋線繼電保護整定計算： 對于電纜長度不超過1km的

13、，可采用電纜差動保護定時限過電流保護；超過1km的采用兩段式過流，電壓保護或一段短延時定時限保護。 1電纜縱差保護整定計算1231比率制動差動保護的動作特性2差動電流速斷保護動作特性3外部短路不平衡電流曲線1），按照經(jīng)驗公式：2）3）制動斜率，根據(jù)經(jīng)驗公式：4）5）靈敏度2瞬時動作電流電壓保護 1）電流速斷保護按躲過電纜末端三相短路電流計算 2）由于廠用電纜阻抗很小，很難滿足靈敏度要求，則此時考慮電流閉鎖電壓速斷保護此時電流元件按電纜末端有足夠靈敏度而電壓元件按照躲過電纜末端三相短路計算3定時限過電流保護1）動作電流定值a按躲過電動機自起動電流計算2）與母線上所接設備的最大速斷電流配合3）4）時間：a與下一級瞬時配合取b與下一級過流配合取4. 單相接地1）中性點不接地單相接地保護（1）按躲過區(qū)外單相接