负序过电流保护整定计算

5.8s
3、高压电动机负序过电流保护定值的整定 根据目前国内发电厂高压电动机不带负序功率方向闭锁负
序过电流保护，采用动作电流整定值为I2.op.set=0.3~0.8~1Im.n， 动作时间整定值top.set=1~0.8~0.3~0s，作为电动机定子绕组两相 短路保护，为考虑采用灵敏而较快速动作的负序过电流保护， 同时防止相邻设备或高压线路不对称短路电动机负序过电流保 护不误动的矛盾。
三.高压电动机负序过电流保护整定值不合理造成无故障电动机群 保护误动问题
（2）. 2008年某月，某厂600MW机组，厂用系统高压电动机负序 动作电流整定值I2.op.set=0.8Im.n，动作时间整定top.set=0.3s，当高压 厂用系统某一设备短路故障，引起其他非故障电动机群负序过 电流保护误动，造成被迫停机事故。
• 2案例分析 • 在我国自出现集成电路综合保护，和1990年代出现微机综合保护
以来，电动机启动时电流速断保护动作电流整定值翻倍原则广为 采用，按翻倍原则，躲过电动机启动电流计算整定值，经多年来 运行实践证明，在相邻设备短路或电动机自启动时，多次发生正 常运行电动机群瞬时电流速断保护误动，造成被迫停机事故。
（1）、 开关侧CT安装到电动机机端 （2）、开关侧回路增加电阻。 （3）、增加延时（短时闭锁）。 （4）、二次谐波闭锁 以上措施不可取 （5）、更换特性一致的CT。 （6）、增大电机中性点CT二次电缆面积（并电缆芯、更换电 缆） 以上措施工作量较大 （7）、提高定值
三.高压电动机负序过电流保护整定值不合理造成无故障电动机 群保护误动问题
电动机不同负载两相运行时负序电流I2的相对值和正序电流 I1的相对值相等。
• （8） 电动机保护安装处负序功率方向分析
• 当高压线路两相短路、高压线路非全相运行、高压厂用系 统两相短路时电动机保护安装处负序功率方向指向电动机；
• 而当电动机定子绕组两相短路时电动机保护安装处负序功 率方向指向系统，保护安装处负序功率前者和后者方向相 反。
Iop.l.set =KrelKfbIm.n ＝7.8 Im.n 式中：
Krel——可靠系数取1.3； Kfb——区外出口短路时最大反馈电流倍数，一般取6。
3. 高压电动机电流速断低定值、短延时速断保护的整定
（3）、低定值（短延时）相电流速断保护动作时间整定值
1）对于全部采用真空断路器的方式，动作时间取(0～ 0.06)s。
• 2案例分析
• 电动机启动时电流高达6~8倍额定电流（个别高达10倍额定 电流），正常运行在接近额定电流运行，电流速断保护动作 电流整定值按躲过电动机启动电流计算，其值比较大，为了 提高正常运行电动机发生相间短路故障时电流速断保护的灵 敏度，1970年代，国外提出并普遍采作电动机启动时电流 速断保护动作电流整定值翻倍原则，以提高电动机正常运行 电动机发生相间短路故障时电流速断保护的灵敏度。
二.高压电动机差速断定值不合理引起误动 1、误动案例
（1）. 2018年两个电厂，引风机在启动过程中“差速断”保护误 动。 （2）. 2016年某月，引风机在快切切换过程中“差速断”保护误 动。 （3）. 曾经遇到两个电厂，所有高压电机在启动时中“差速断” 保护误动，保护装置有缺陷。
二.高压电动机差速断定值不合理引起误动 2、措施讨论
I M .K.2
0.5
X 1.Σ
1 kX st
I M .K.1
式中，kXst为电动机定子绕组内部两相短路时电动机 负序阻抗，k由电动机定子绕组内部两相短路位置决定
的值。
（7）电动机不同负载两相运行时负序电流I2的相对值
电动机不同负载两相运行时负序电流相对值I*2根据实测值
功率 P=1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.58 0.5 转差率s=4.45 3.21 2.53 2 1.66 1.58 1.3 负荷I*=2.36 1.86 1.59 1.3 1.11 1.0 0.91 负序I*2=1.36 1.07 0.92 0.75 0.64 0.57 0.52
2
2
500
7I
2
2

71.4
I
2
2
（2）电动机正常满负荷两相运行（运行时断相）电动机允许 时间tal计算，电动机正常满负荷两相运行负序电流相对值 约为1.36，电动机允许运行时间tal约为
t 2.al

71.4
I
2 2
71.4 1.362
38.6s
（3）电动机断相后启动允许时间tal计算
电动机断相后启动时，负序电流相对值约为3~4， 断 启动为堵转状态两相运行，由于断相启动为冷态，但堵转 时散热比转动时差，为此，断相启动发热时间常数仍取 The=500s，如Kst=7，I2=3.5，断相启动允许时间t2.al为
t 2.al

The
I
1

6I
2
2
500
7I
2
2

71.4 3.52
（4）. 2008年某月，某厂2号机组200MW机组，厂用系统高压电动 机负序动作电流整定值I2.op.set=0.8Im.n，动作时间整定top.set=0.5s， 排粉机接线盒电缆绝缘包扎处磨损，两相短路，因CT饱和保护 装置拒动，引起2号高厂变A分支限时速断保护动作，延时1.5秒 出口挑闸，引起64A段失电。在发生两相短路后到A分支限时速 断保护动作，延时1.5秒出口挑闸前，两段母线所有电动机负序 过定时限电流保护动作，造成被迫停机事故。
• 1997年个别厂家开始停止生产按翻倍原则判据的瞬时电 流速断保护，但大多厂家未能认识这个问题，继续制造生产， 以致多家发电厂，按翻倍原则躲过启动电流计算动作电流整 定值，因相邻设备短路，其它多台正常运行电动机群瞬时电 流速断保护全部误动，造成被迫停机事故。
• 2005年直至近年，虽然大多厂家已停止生产电动机启动 时瞬时电流速断保护动作电流整定值翻倍原则的保护，改为 高定值按躲过电动机启动电流计算整定值，低定值按躲过电 动机自启动电流及相邻设备短路时电动机反馈电流计算整定 值，这无疑是正确的。
2、电动机负序电流分析与计算
（1）电力系统正常运行时电动机最大负序电流计算 电力系统正常运行时电动机机端负序电压相对值一般
UM.2≤0.005，电动机启动电流倍数Kst=6~8，则电力系统正常 运行时电动机负序电流约为=0.03~0.04
（2） 高压线路出口两相短路时电动机最大负序电 流计算
系统阻抗归算到高压电动机等效负序标么阻抗
2）对于采用FC回路的方式：
当保护装置无大电流闭锁跳闸出口功能时，需根据熔断 器特性计算延时，也可简化计算取0.3s。
当有大电流闭锁跳闸出口功能时，动作时间可取 （0.05～0.1）s。
4、实际应用
当为“高压电动机电流速断低定值”或“运行中速断定值”按 第二条原则整定。
当有可整定延时，比如某厂家保护定义为“过流Ⅱ段”， 启动过程中退出，可按第一条整定。
I2.max=KstU2=0.6IM.N < IM.1
（5）高压厂用系统两相短路时电动机最大负序电流计算
1）. 高压厂用系统电动机相邻设备两相短路高压厂用系统电动 机相邻设备两相短路时正常电动机端负序电压UM.2=0.5；此时 电动机最大负序电流大于正序电流IM.1，即为
I2.max=KstU2=(6~8)×0.5=3~4 > IM.1
• 而电动机两相运行如FC高压熔断断器熔断、定子绕组开焊 等此时母线U2基本为0，此时负序功率为零。
（9）. 电动机负序电流允许运行时间计算
（1）电动机两相运行允许时间计算
按电动机热态发热时间常数The=500s，电动机两相运 行时I2=I1，两相运行允许时间，为
t 2.al

The
I
1

6I
0.185
0.737
高压电动机端正序电压UM.1≈UG.1=
0.185 0.205
高压线路出口两相短路正常运行电动机最大负序电流， 约为IM.2=0.86~1.15IM.N
（3）高压线路出口两相短路在高压备用/启动厂变运行 时电动机最大负序电流计算
如高压备用/启动厂变参数和高压厂变接近相同时，高压线路 出口两相短路高压母线的负序电压U2=0.5；根据负序网络图计
而当电动机定子绕组两相短路时电动机保护安装处负序功率方向指向系统保护安装处负序功率前者和后者方向相而电动机两相运行如fc高压熔断断器熔断定子绕组开焊等此时母线u电动机负序电流允许运行时间计算1电动机两相运行允许时间计算按电动机热态发热时间常数the500s电动机两相运行时i两相运行允许时间为2电动机正常满负荷两相运行运行时断相电动机允许时间tal计算电动机正常满负荷两相运行负序电流相对值约为136电动机允许运行时间tal约为71500heal7i6i38363电动机断相后启动允许时间tal计算电动机断相后启动时负序电流相对值约为34启动为堵转状态两相运行由于断相启动为冷态但堵转时散热比转动时差为此断相启动发热时间常数仍取he500s如kst35断相启动允许时间t2al357i6iheal715003高压电动机负序过电流保护定值的整定根据目前国内发电厂高压电动机不带负序功率方向闭锁负序过电流保护采用动作电流整定值为i2opset03081imn动作时间整定值topset108030s作为电动机定子绕组两相短路保护为考虑采用灵敏而较快速动作的负序过电流保护同时防止相邻设备或高压线路不对称短路电动机负序过电流保护不误动的矛盾
1、误动案例 电动机运行中出现过大的不正常负序电流，是电动机损坏
的主要原因之一，自有数字保护以来，电动机负序过电流保护 是很有效的重要保护，但电动机负序过电流保护整定值计算出 现误区，以致出现多次正常电动机群误动造成被迫停机事故。 （1）. 2007年某月，某厂300MW机组，厂用系统高压电动机 负序动作电流整定值I2.op.set=0.8Im.n，动作时间整定top.set=0.0s， 当高压厂用系统某一设备短路故障，引起其他非故障电动机群 负序过电流保护误动，造成被迫停机事故。
3. 负序过电流保护整定计算
（1）负序过电流保护为两相运行保护功能的整定计算 1). 负序动作电流整定值计算 负序过电流保护作电动机两相运行保护功能，应保证
电动机两相运行时负序过电流保护可靠动作，根据运行经
验宜采用 I2.op.set=(0.4~0.6)Im.n
发电厂厂用系统继电保护 事故案例及分析
张立港感谢大家光临指导
• 一、. 电流速断保护高、低定值设置不合理
• 1、事故案例 • （1）. 某厂因其中一台高压电动机端子三相短路，其它按翻
倍原则躲过启动电流计算动作电流整定值，多台正常运行电 动机群瞬时电流速断保护全部误动，造成被迫停机事故。 • （2）、某厂6kV输煤段由6kV厂用段馈出，因6kV输煤段三 相短路，厂内多台正常运行电动机群瞬时电流速断保护全部 误动，造成被迫停机事故。
XM.2=
Xst.Σ=
6
1 ~
8

667 45
=2.47~1.85，
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
取XM.2= Xst.Σ=2.1，可
2.1
高压电动机端负序电压UM.2=0.256× 2.1 1.63 =0.144
此时电动机最大负序电流
I2.max=KstU2=(6~8)×0.144=0.86~1.15 0.5 0.5
三.高压电动机负序过电流保护整定值不合理造成无故障电动机 群保护误动问题
（4）．2010年11月，某厂4×300MW机组，厂用系统高压电动 机不平衡保护，当220kV高压线路两相接地短路，由2.5s后备 保护动作，在动作过程中引起其他非故障电动机群负序过电 流保护全部误动，造成被迫停机事故。
（5）. 类似以上整定值，厂用系统高压电动机负序过电流保护 当相邻设备不对称短路、高压线路不对称短路、高压线路非 全相运行引起发电厂非故障电动机群负序过电流保护误动， 造成被迫停机事故在国内屡有发生。
算高压电动机端负序电压为UM.2=
0.5 2.1 2.11.63
=0.282
此时电动机最大负序电流约为： I2.max=KstU2=(6~8)×0.282=1.7~2.25
（4）高压线路非全相运行时电动机最大负序电流计算
高压线路非全相运行时正常电动机负序电压大小取决于高 压线路非全相运行前的负荷电流大小，根据估算约为：
3、 高压电动机电流速断低定值、短延时速断保护的整定
（1）、按躲过电动机自启动电流计算。电动机自启动电流， 系指厂用电切换或母线出口短路切除后，厂用电电压恢复过 程中电动机的电流，按经验值或按实测值确定。
Iop.l.set = KrelKastIm.n ＝6.5Im.n 式中：
Krel——可靠系数取1.3； Kast——电动机自起动电流倍数，一般取5； Im.n ——电动机的二次额定电流。 （2）按躲过区外出口短路时最大电动机反馈电流计算，即
（3）. 2010年3月，某厂1000MW机组，厂用系统高压电动机负序 动作电流整定值I2.op.set=0.4Im.n，定时限动作时间整定top.set=1s， 当高压线路单相接地故障，线路在重合闸动作过程中引起其他 非故障电动机群负序过电流保护误动，造成被迫停机事故。
三.高压电动机负序过电流保护整定值不合理造成无故障电动机群 保护误动问题
（6）电动机定子绕组两相短路时负序电流计算
电为动IM机.K.2定= 子IM绕.K.1组=0两.5相I K(短3) 路时负序电流IM.K.2等于正序电流IM.K.1 1. 电动机定子绕组出口两相短路时负序电流为
I M .K.2
0.5 1 X 1.Σ
I M.K1
2. 电动机定子绕组内部两相短路时负序电流为