高压电动机差动保护原理及注意事项样本

高压电动机差动保护原理及注意事项

差动保护是大型高压电气设备广泛采用一种保护方式，KW以上高压电动机普通采用差动保护，或kW(含kW)如下、具备六个引出线重要电动机，当电流速断保护不能满足敏捷度规定期，也装设纵差保护作为机间短路主保护。差动保护基于被保护设备短路故障而设，迅速反映于设备内部短路故障。对被保护范畴区外故障引起区内电流变化、电动机启动瞬间暂态峰值差流、首尾端CT不平衡电流等容易引起保护误判电流，对于不同差动保护原理，有不同消除这些电流办法。

差动保护基本原理为检测电动机始末端电流，比较始端电流和末端电流相位和幅值原理而构成，正常状况下两者差流为0，即流入电动机电流等于流出电动机电流。当电动机内部发生短路故障时，两者之间产生差流，启动保护功能，出口跳电动机断路器。微机保护普通采用分相比差流方式。

图1 电动机差动保护单线原理接线图

为了实现这种保护，在电动机中性点侧与接近出口端断路器处装设同一型号和同一变化两组电流互感器TA1和TA2。两组电流互感器之间，即为纵差保护保护区。电流互感器二次

侧按循环电流法接线。设两端电流互感器一、二次侧按同极性相串原则相连，即两个电流互感器二次侧异极性相连，并在两连线之间并联接入电流继电器，在继电器线圈中流过电流是两侧电流互感器二次电流 I·12与 I·22之差。继电器是反映两侧电流互感器二次电流之差而动作，故称为差动继电器。图1所示为电动机纵差保护单线原理接线图。

在中性点不接地系统供电网络中，电动机纵差保护普通采用两相式接线，用两个BCH-2型差动继电器或两个DL-11型电流继电器构成。如果采用DL-11型继电器，为躲过电动机启动时暂态电流影响，可运用出口中间继电器带0.1s 延时动作于跳闸。如果是微机保护装置，则只需将CT 二次分别接入保护装置即可，但要注意极性端。普通在保护装置端子上有交流量或称模仿量输入端子，分别定义为Ia1、Ia1*、Ic1、Ic1*（电机端电流），Ia2、Ia2*、Ic2、Ic2*（电机中性线电流），带*为极性端。

保护装置原理接线图如图2所示。电流互感器应具备相似特性，并能满足10%误差规定。

微机保护原理框图见图如下：

≥1

ACT 差动速断（投跳）

I da >I sd I dc >I sd

BTJ ：保护跳闸继电器， ACT ：保护动作信号继电器

I ∑＝(I 1+I 2)/2为电动机和电流幅值

I d ＝I 1-I 2电动机差电流幅值

I da ：A 相差动电流

I dc ：C 相差动电流

I sd 差动速断电流整定值

I set 整定差动保护最小动作电流值

I N 电动机额定电流值

K 整定比率制动系数

t dz ：整定差动保护动作时间

t ：差动保护实际动作时间

1、 差动速断保护

电动机内部发生严重短路故障时候，为了迅速启动保护，而设立了此功能。由于在启动过程中有瞬间最大不平衡电流，为了躲开这个电流，使差流速断在启动过程中也能正常工作，整定值I sd 应不不大于启动瞬间最大不平衡差电流。

＆

≥1

ACT

BTJ

t dz

比率差动（投跳）

I d -I set >K(I ∑-I N )

I ∑>I N I d >I set

I ∑I set

启动保护判据：I da>I sd

或I dc>I sd

2、分相比率差动保护

分相采集电动机端电流和中性线电流，计算出差电流和和电流。

●何为比率差动？即比率制动，又称穿越电流制动，这种制动作用与穿越电流大小成正比，因而保护起动电流随着制动电流增长而自动增长。起动电流/制动电流称为制动系数，从这点上可称为比率制动。

●为什么要计算和电流？

●本保护带70ms延时，以避启动动开始瞬间暂态峰值电流。

3、整定值自动加倍

为防止在电动机较大启动电流下，由于始末端CT不平衡电流引起本保护误动作，普通微机保护在启动过程中给整定值自动加倍功能，最小动作电流Iset和比率制动系数K自动加倍。

4、CT断线检测

CT断线时容易保护动作，为防止此类现象发生，当发生CT断线时闭锁保护出口。但CT开路也不是好玩。

判断逻辑：四个电流中仅有一种电流不大于0.125倍额定电流，且其他三个电流均不不大于0.125倍额定电流但不大于额定电流时，才以为发生了CT断线，发出信号，闭锁保护出口。

当CT 断线条件不满足后，CT 断线信号及批示灯自动复归，并自动解除保护出口闭锁。

5、 参数设立

例：设引风机额定功率P=2240KW ，额定电压=6000V ，额定电流=P/1.7UCOS φ

=2240/1.7*6*0.8=269.43A ,CT 变比为400/5=80，则二次额定电流为Ie2=269.43/80=3.37

●保护装置动作电流按躲过电动机额定电流来整定(考虑二次回路继线)，即

I set = K reL ×Kap ×Kcc ×Ker ×Ie2

(1)

式中 K reL ——可靠系数，取2；ap K ——非周期分量系数，对异步电动机取1.5；cc K ——为

同型系数，取1；er K ——电流互感器综合误差，取0.1； I e2 —— 电动机二次额定电流；

I set =2×1.5×1×0.1×3.37=1.01 整定期取1.1

●比率整定值按躲过电动机最大起动电流下差动回路不平衡电流整定。最大起动电流m ax st I 下不平衡电流max unb I 为

max unb I ＝TA

st er

cc ap n I K K K max

＝2*1*0.1*10n I ＝2n I 取ap K ＝2、cc K ＝1、er K ＝0.1、m ax st I ＝st K N I （取st K ＝10） 比率制动特性斜率为

K=

g

n st cdqd

unb rel I I K I I K --max ＝

n

n n

n I I I I --103.02*2=0.4

rel K 可靠系数，取2，g I 为拐点电流，本装置中固定为额定电流I N