電動(dòng)機(jī)和并聯(lián)電容器組的保護(hù)

電動(dòng)機(jī)和并聯(lián)電容器組的保護(hù)第一頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日目錄電動(dòng)機(jī)的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)電動(dòng)機(jī)的相間短路保護(hù)電動(dòng)機(jī)的單相接地保護(hù)電動(dòng)機(jī)的低電壓保護(hù)并聯(lián)電容器組保護(hù)第二頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日電動(dòng)機(jī)的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)

第三頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日電動(dòng)機(jī)的故障主要有定子繞組的相間短路、單相接地短路和一相繞組的匝間短路。

第四頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日對(duì)電動(dòng)機(jī)定子繞組的相間短路應(yīng)裝設(shè)相間短路保護(hù)。容量在2MW以下的電動(dòng)機(jī)裝設(shè)電流速斷保護(hù)（保護(hù)宜采用兩相式）；容量在2MW以上或容量小于2MW但靈敏度不滿足要求的電動(dòng)機(jī)裝設(shè)縱差保護(hù)。保護(hù)裝置動(dòng)作于跳閘，對(duì)同步電動(dòng)機(jī)還應(yīng)進(jìn)行滅磁。

對(duì)電動(dòng)機(jī)的單相接地應(yīng)裝設(shè)單相接地短路保護(hù)，并動(dòng)作于跳閘。對(duì)3～6kV電動(dòng)機(jī)因電網(wǎng)中性點(diǎn)不接地，只有當(dāng)接地電流大于5A時(shí)，才裝設(shè)單相接地保護(hù)裝置，動(dòng)作于跳閘或信號(hào)。

第五頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日電動(dòng)機(jī)的不正常運(yùn)行狀態(tài)有過(guò)負(fù)荷、相電流不平衡、低電壓、堵轉(zhuǎn)、同步電動(dòng)機(jī)還有異步運(yùn)行和失磁等。

對(duì)經(jīng)常過(guò)負(fù)荷的電動(dòng)機(jī)可裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)，保護(hù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特性，帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)或跳閘。

為反應(yīng)相電流的不平衡，對(duì)容量為2MW及以上的電動(dòng)機(jī)，可裝設(shè)負(fù)序過(guò)流保護(hù)，動(dòng)作于信號(hào)或跳閘。

第六頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日電網(wǎng)電壓降低時(shí)，為保證重要電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行，在次要電動(dòng)機(jī)上應(yīng)裝設(shè)低電壓保護(hù)。此外，在運(yùn)行中不允許自起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)也應(yīng)裝設(shè)低電壓保護(hù)。低電壓保護(hù)動(dòng)作于跳閘。

同步電動(dòng)機(jī)需裝設(shè)失步保護(hù)和失磁保護(hù)。

電壓在500V以下的電動(dòng)機(jī)，特別是容量為0.075MW及以下的電動(dòng)機(jī)，廣泛采用熔斷器或自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)作為相間短路和單相接地短路保護(hù)；用磁力起動(dòng)器或接觸器中的熱繼電器作為過(guò)負(fù)荷和兩相運(yùn)行保護(hù)。只有對(duì)不能采用熔斷器保護(hù)的較大容量高壓電動(dòng)機(jī)，才裝設(shè)專用的保護(hù)裝置。第七頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日電動(dòng)機(jī)相間短路保護(hù)第八頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日電流速斷保護(hù)

容量在2000KW以下的電動(dòng)機(jī)上廣泛裝設(shè)電流速斷保護(hù)作為相間短路保護(hù)，為了在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部及電動(dòng)機(jī)與斷路器之間的連接電纜上發(fā)生故障時(shí)保護(hù)均能動(dòng)作，電流互感器盡可能安裝在斷路器側(cè)。通常對(duì)于不易過(guò)負(fù)荷的電動(dòng)機(jī)，宜采用兩相不完全星形接線，可采用DL—11型電流繼電器。對(duì)易產(chǎn)生過(guò)負(fù)荷的電動(dòng)機(jī)，宜采用兩相電流差接線，可采用感應(yīng)型電流繼電器（如GL-14型），其中的速斷部分用作相間短路保護(hù)，反時(shí)限部分用作過(guò)負(fù)荷保護(hù)。

第九頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日縱差動(dòng)保護(hù)

電動(dòng)機(jī)容量在5MW以下時(shí)，縱差動(dòng)保護(hù)采用兩相式接線，在5MW以上時(shí)，采用三相式接線，以保證一點(diǎn)在保護(hù)區(qū)內(nèi)另一點(diǎn)在保護(hù)區(qū)外兩點(diǎn)接地時(shí)的快速跳閘。第十頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日第十一頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日電動(dòng)機(jī)單相接地保護(hù)第十二頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日對(duì)工作在380/220V中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)，單相接地是短路故障，可借助電動(dòng)機(jī)三相式相間短路保護(hù)瞬時(shí)作用于跳閘。

中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中的高壓電動(dòng)機(jī)，當(dāng)發(fā)生單相接地且接地電流大于5A時(shí)，應(yīng)裝設(shè)單相接地保護(hù)。

電動(dòng)機(jī)單相接地保護(hù)接線如圖所示，其中TA為零序電流互感器，電纜頭的接地線應(yīng)通過(guò)TA鐵心窗口接地。零序電流繼電器KAZ的動(dòng)作。第十三頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日第十四頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日電動(dòng)機(jī)的低電壓保護(hù)第十五頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日第十六頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日第十七頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日在圖(a)的交流回路中，1QS為電壓互感器一次側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)，當(dāng)電壓互感器停用時(shí)，通過(guò)輔助觸點(diǎn)1QS1~1QS6將二次回路全部斷開(kāi)，消除電壓互感器二次側(cè)向一次側(cè)倒送電的可能；同時(shí)，通過(guò)1QS7觸點(diǎn)解除了圖(b)直流回路的控制電源，防止保護(hù)誤動(dòng)作（注意，此時(shí)直流電源監(jiān)視繼電器KVS處于失磁狀態(tài)，光字牌H1亮）。1KVU~3KVU為接于相間電壓上的低電壓繼電器，KV1為接于電壓互感器TV開(kāi)口三角形繞組上的對(duì)地絕緣監(jiān)視繼電器。當(dāng)發(fā)生接地短路時(shí)，KV1處于動(dòng)作狀態(tài)。

第十八頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日電動(dòng)機(jī)的低電壓保護(hù)一般設(shè)兩個(gè)時(shí)限，以較短的時(shí)限（一般取0.5s）跳開(kāi)次重要電動(dòng)機(jī)，如圖（b）中的時(shí)間繼電器1KT；以較長(zhǎng)的時(shí)限（一般取9～10s）跳開(kāi)重要電動(dòng)機(jī)，如圖（b）中的時(shí)間繼電器2KT。當(dāng)電源三相短路消失或三相電壓降低到低電壓繼電器的動(dòng)作值時(shí)，1KVU、2KVU、3KVU動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，動(dòng)合觸點(diǎn)斷開(kāi)，1KC失磁，于是1KT起動(dòng)，經(jīng)0.5s，控制電壓“＋”極加于小母線W1上，切除次重要電動(dòng)機(jī)。如電壓仍不能恢復(fù)，則4KVU仍處于動(dòng)作狀態(tài)，時(shí)間繼電器2KT也處于動(dòng)作狀態(tài)，經(jīng)8～9s，控制電壓“＋”極加于小母線W2上，切除不允許自起動(dòng)的重要電動(dòng)機(jī)。低電壓保護(hù)動(dòng)作后，光字牌H3亮。

第十九頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日當(dāng)電壓互感器一次側(cè)或二次側(cè)發(fā)生斷線時(shí)，1KVU~3KVU相應(yīng)的動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，因不是三相斷線，1KVU~3KVU的動(dòng)合觸點(diǎn)總有一個(gè)閉合，于是1KC起動(dòng)。1KC動(dòng)作后，一方面斷開(kāi)了1KT、2KT的起動(dòng)回路，防止低電壓保護(hù)誤動(dòng)作；另一方面光字牌H1亮，發(fā)出電壓回路斷線信號(hào)。

當(dāng)直流控制電源消失時(shí)，KVS失磁，光字牌H1亮。第二十頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日電力電容器組的保護(hù)第二十一頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日

在變電所的中、低壓側(cè)通常裝設(shè)并聯(lián)電容器組，以補(bǔ)償系統(tǒng)無(wú)功功率的不足，從而提高電壓質(zhì)量，降低電能損耗，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。并聯(lián)電容器組可以接成星形，也可接成三角形。在大容量的電容器組中，為限制高次諧波的放大作用，可在每組電容器組中串接一只小電抗器。

第二十二頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日1.電容器組常見(jiàn)的故障和異常運(yùn)行情況如下：

（1）電容器組和斷路器之間連接線的短路；

（2）電容器內(nèi)部極間短路；

（3）電容器組中多臺(tái)電容器故障；

（4）電容器組過(guò)負(fù)荷；

（5）電容器組的母線電壓升高；

（6）電容器組失壓。

第二十三頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日2.電容器組應(yīng)配置的如下的保護(hù)裝置：

（1）單臺(tái)電容器應(yīng)設(shè)置專用熔斷器組不同接線方式不同的保護(hù)方式：星形接線的電容器組可采用開(kāi)口三角形電壓保護(hù)；多段串聯(lián)的星形接線電容器組也可采用電壓差動(dòng)保護(hù)或橋式差電流保護(hù)；雙星形接線的電容器組可采用中性線不平衡電壓保護(hù)或不平衡電流保護(hù)；

（2）對(duì)電容器組的過(guò)電流和內(nèi)部連接線的短路，應(yīng)設(shè)置過(guò)電流保護(hù)。當(dāng)有總斷路器及分組斷路器時(shí)，電流速斷作用于總斷路器跳閘；

（3）電容器裝置組設(shè)置母線過(guò)電壓保護(hù)，帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)或跳閘。在設(shè)有自動(dòng)投切裝置時(shí)，可不另設(shè)過(guò)電壓保護(hù)；

（4）電容器組宜設(shè)置失壓保護(hù)，當(dāng)母線失壓時(shí)自動(dòng)將電容器組切除。

第二十四頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日并聯(lián)電容器組的通用保護(hù)

單臺(tái)并聯(lián)電容器的最簡(jiǎn)單、有效的保護(hù)方式是采用熔斷器。這種保護(hù)簡(jiǎn)單、價(jià)廉、靈敏度高、選擇性強(qiáng)，能迅速隔離故障電容器，保證其他完好的電容器繼續(xù)運(yùn)行。但由于熔斷器抗電容充電涌流的能力不佳，不適應(yīng)自動(dòng)化要求等原因，對(duì)于多臺(tái)串并聯(lián)的電容器組保護(hù)必須采用更加完善的繼電保護(hù)方式。第二十五頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日第二十六頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日電容器組通用保護(hù)方式有如下幾種：

（1）電抗器限流保護(hù)

與電容器串聯(lián)的電抗器，具有限制短路電流、防止電容器合閘時(shí)充電涌流及放電電流過(guò)大損壞電容器。除此之外，電抗器還能限制對(duì)高次諧波的放大作用，防止高次諧波對(duì)電容器的損壞。

（2）避雷器的過(guò)壓保護(hù)

與電容器并聯(lián)的避雷器用于吸收系統(tǒng)過(guò)電壓的沖擊波，防止系統(tǒng)過(guò)電壓，損壞電容器。

（3）電容器組的電壓保護(hù)

電容器電壓保護(hù)是利用母線電壓互感器TV測(cè)量和保護(hù)電容器。電容器電壓保護(hù)主要用于防止系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)過(guò)電壓和欠電壓。

第二十七頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日微機(jī)電容器電壓保護(hù)的邏輯框圖如下圖所示。過(guò)電壓和欠電壓保護(hù)均通過(guò)延時(shí)鑒別穩(wěn)態(tài)過(guò)電壓和欠電壓。低電壓保護(hù)需經(jīng)過(guò)流閉鎖，以防止TV斷線造成低電壓保護(hù)誤動(dòng)。

第二十八頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日在系統(tǒng)故障過(guò)壓或低壓電容器保護(hù)動(dòng)作跳閘后，為了使保護(hù)能立即復(fù)位，要求保護(hù)在跳位時(shí)（KTP=1）能自動(dòng)退出運(yùn)行，待母線電壓恢復(fù)正常后斷路器可重新投入運(yùn)行。在圖11-11中，KTP=1時(shí)去閉鎖過(guò)壓保護(hù)的Y2和Y3、低壓保護(hù)的Y5，使電容器保護(hù)自動(dòng)退出運(yùn)行。

第二十九頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日(4)電容器組的電流保護(hù)

電容器組的過(guò)電流保護(hù)用于保護(hù)電容器組內(nèi)部短路及電容器組與斷路器之間引起的相間短路。采用兩段式，每段一個(gè)時(shí)限的保護(hù)方式，保護(hù)邏輯框圖如下圖所示。第三十頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日電容器組內(nèi)部故障的專用保護(hù)

電容器組是由許多單臺(tái)電容器串聯(lián)組成，個(gè)別電容器故障由其他相應(yīng)的熔斷器切除，對(duì)整個(gè)電容器組無(wú)多大影響。但是當(dāng)電容器組中多臺(tái)電容器故障被熔斷器切除后，就可能使繼續(xù)運(yùn)行的剩余電容器嚴(yán)重過(guò)載或過(guò)電壓，因此必須考慮如下專用的保護(hù)措施。

第三十一頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日（1）單Y形接線的電容器組

單Y形接線的電容器組見(jiàn)圖（a）所示，一般采用零序電壓保護(hù)。保護(hù)采用電壓互感器的開(kāi)口三角形電壓以形成不平衡電壓。電壓互感器的一次繞組兼作電容器放電線圈，可防止母線失壓后再次送電時(shí)因剩余電荷造成的電容器過(guò)電壓。第三十二頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日第三十三頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日第三十四頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日（2）雙Y形接線的電容器組保護(hù)

雙Y形接線的電容器組保護(hù)可采用不平衡電流或電壓保護(hù)方式。

雙Y形接線的電容器組保護(hù)采用中性線不平衡電流，當(dāng)同相的兩電容器組C1或C2中發(fā)生多臺(tái)電容器故障時(shí)，即XC1≠XC2,此時(shí)流過(guò)C1和C2的電流不相等，因此在中性線中流過(guò)不平衡電流Iunb。當(dāng)Iunb＞Iset時(shí)保護(hù)動(dòng)作。

第三十五頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日雙Y形接線的電容器采用不平衡電壓保護(hù)時(shí)，可用TV改換TA。即將TV一次繞組串在中性線中，當(dāng)某電容器組發(fā)生多臺(tái)電容器故障時(shí)，故障電容器組所在星形的中性點(diǎn)電位發(fā)生偏移，從而產(chǎn)生不平衡電壓。

當(dāng)Uunb>Uset時(shí)，保護(hù)動(dòng)作。保護(hù)邏輯框圖如下圖所示。第三十六頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日第三十七頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日（3）三角形接線的電容器組保護(hù)

電容器組為三角形接線時(shí)，通常用于較小容量的電容器組，其保護(hù)采用零序電流保護(hù)，其邏輯框圖與上圖相似。

第三十八頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日（4）橋式差流的保護(hù)方式

電容器組為單Y形接線，而每相接成四個(gè)平衡橋的橋路時(shí)，可以采用橋差接線的保護(hù)方式，其一次接線如圖所示。正常運(yùn)行時(shí)四個(gè)橋臂容抗平衡，XC1=XC2，XC3=XC4(或C1/C2=C3/C4)，因此橋差接線的M和N之間無(wú)電流流過(guò)。當(dāng)四個(gè)橋臂中有一個(gè)電容器組存在多個(gè)電容器損壞時(shí)，橋臂之間因不平衡，在差接線MN中就流過(guò)不平衡差流。不平衡差流超過(guò)定值時(shí)保護(hù)動(dòng)作。橋差保護(hù)方式的邏輯框圖如下圖所示。圖中SW控制字“1”為投入，“0”為退出運(yùn)行。第三十九頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日第四十頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日（5）電壓差動(dòng)保護(hù)方式

電容器組為單星形接線，而每相為兩組電容器組串聯(lián)組成時(shí)，可用電壓差動(dòng)保護(hù)方式，其一次接線如下圖（a)