(完整版)高压变频器电动机保护的配置
高压变频器工频旁路设计及保护配置整定_马晋辉
!""# 年第 !$ 卷第 %& 期
高压变频器工频旁路设计及保护配置整定
波电容越大、负荷运行频率越低、输出功率越小则 可维持的时间越长。一般变频器可承受 ! "#$ 电源 电压下降和 % 个周期电源丧失。具体低电压 （ 瞬 停） 时间根据电动机定转子的参数频率特性、电 动机最低运行频率来计算确定。 "( &( )( "’ 电动机接地保护 电动机的单相接地是较常见的故障，高压变频器 输出一般采用不接地运行方式，因变频器输出的高次 谐波分量要比系统母线电压大，电动机绕组单相接地 后易导致绝缘损坏，从而事故扩大为相间故障，故高 压变频器必须配备输出单相接地保护，进行报警或延 时停机。实际多采用变频器中性点经高电阻接地，对 接地电阻压降进行采样以判断是否接地。 但需要 注 意 的 是：单 机 容量在 "## *+ 及以上机组 的高压厂用系统，为保证单 相接地时零序过电流保护同 时满足选择性和灵敏性的要 求，采用变压器中性点经小 电阻接地方式，其接地电阻遵循各级零序过电流保 护既有选择性又有足够的灵敏度，同时单相接地电 流在短时间内不致加重一次设备破坏程度的原则。 零序过电流保护通常在 # , ) - 时间内切除单相接 地短路，基 本 不 会 加 重 接 地 短 路 点 的 损 坏 程 度。
图 !" 高压变频器及旁路一次接线方式
短路、断 线、 接 地 和 转 子 堵 转 等。电动机微机保护选配相应的 电气量保护： （ ! ）电动机起动超时保护。当电动机正常起动 时，电流由零突然增大，超过 !, - ! . （ ! . 为电动机 额定电流定值） ，随后电流将逐渐减小；在电动机 起动时间内，电流将逐渐减小到 !, - ! . 以下，电动 机起动结束后电动机起动超时保护退出。在起动超 时保护动作期间，保护速断定值、反时限过电流定 值自动升为整定电流值的整定倍数以躲过电动机的 起动电流；!段定时限过电流保护、过载保护在电 动机起动过程中自动退出。这样可有效防止起动过 程中因起动电流过大而引起误动，同时还能保证运 行中保护有较高的灵敏度。 （ & ）两段式定时限电流及反时限过电流保护。 "段一般用于电流速断保护，反映电动机的定子绕 组或引线的相间短路。!段为过流保护，作为电流 速断保护的后备保护，为电动机的堵转提供保护。 反时限电流保护反映电动机严重的过负荷。 （ - ） 负 序 过 电 流 保 护。分 别 对 电 动 机 反 相、 断相、匝间短路以及较严重的电压不对称等异常运 行状况提供保护。 （ / ）零序过电流保护。对于经小电阻接地的系 统可采用零序过流保护作用于跳闸；对于一般厂用 电系统采用的不接地系统，可选择零序过流或零序 功率方向过流保护。 （ 0 ）欠电压保护。欠电压保护是按照电压与时 间整定的，在母线电压异常时将次要辅机退出运 行，以保证重要辅机的运行及其自起动。 （ 1 ）另 & 222 34 以上电动机或 & 222 34 以下
高压电机变频改造后综合保护配置方案
高压电机变频改造后综合保护配置方案摘要：随着电力电子技术的发展，变频器在电厂得到了广泛应用。
目前的新建电厂，重要辅机如风机、水泵等，一般均要求考虑配置变频器拖动；越来越多的已建电厂正在进行或已完成高压电动机采用变频器的改造。
高压电动机采用采用变频器拖动后，电动机保护如何配置才能保证机组安全可靠的运行，成为电厂、设计院、保护厂家关注的问题。
关键字：大型电动机；变频；保护配置1变频方式下电动机保护面临的问题采用变频装置后，电动机实现了软启动，启动电流从零开始平滑上升，启动电流显著减小，只有额定电流的1.2～1.5倍（工频可达5倍左右），电动机可以在较小的电流下实现加速、减速，发热较小。
但是，同时启动时间却有所延长。
这对按照躲过启动电流整定的保护和按启动时间整定的保护会带来一定的影响。
据实验实测，移相变压器将会产生5-6倍励磁涌流。
变频器输出侧频率将根据现场运行情况不断调整和变化，输出侧电流的频率可在0.2～400Hz内变化，同时变频器输出侧电流存在一定谐波分量，尤其当电动机在低频段工作时，谐波分量更高。
由于谐波电流的影响，电动机的发热量较工频运行方式下有所增加。
高压电动机变频运行后，电流互感器更容易饱和。
根据电磁式互感器的工作原理，在电压一定的情况下，频率和磁通成反比关系。
频率越低，互感器通过的磁通越大。
因此，在低频情况下．传统的工频互感器极容易发生饱和。
对于变频调速系统，由于附加了变频器装置，变频器的输入电流和输出电流在频率和相位上没有必然的联系。
这是影响电动机继续使用相量差动保护的最大障碍；电动机相量差动保护的工作原理是基于比较电动机两端电流的大小与相位的。
然而变频器输入输出侧的电流在相位上不一致，在工频运行方式下的差动保护中，即使电动机在正常工作情况下也会有相当数量的差流出现。
但是，对于电动机的输入和输出电流，它们的频率和相位是一致的，因此可以考虑对电动机单独进行差动保护，差动保护所需电流取自电动机的输入侧和输出侧。
变频器参数基本设置
变频器参数基本设置变频器是一种能够根据负载需求对电机的频率和电压进行调整的装置。
通过调整输入电压的频率和幅值，变频器可以实现电机速度的精确控制。
变频器参数的基本设置非常重要，可以确保电机的稳定运行以及良好的性能。
以下是变频器参数基本设置的一些重要内容。
1.电源电压和频率：正确设置变频器的电源电压和频率是关键。
这些参数应与电网的电压和频率相匹配。
通常，在设置电源电压和频率时，应遵循相关的设备规格和标准。
2.输出电压和频率：根据负载需求，可以设置变频器的输出电压和频率。
这些参数的设置应基于所使用的电机的额定电压和频率。
3.加速时间和减速时间：通过调整变频器的加速和减速时间，可以控制电机的启动和停止过程。
较长的加速时间和减速时间可以降低起停冲击，保护电机和相关设备。
4.最大输出频率：根据应用需求，可以设置变频器的最大输出频率。
这可以帮助控制电机的最大速度，并防止超过电机和系统的额定范围。
5.转矩控制方式：变频器可以通过不同的方式控制电机的输出转矩。
通常有开环矢量控制和闭环矢量控制两种方式。
选择适合应用的控制方式可以提供更好的电机性能和响应。
6.过载保护：变频器通常具有过载保护功能，可以通过设置参数来调整保护灵敏度和响应时间。
这可以预防电机过载和损坏。
7.自动故障检测和报警：变频器可以设置自动故障检测和报警功能。
通过设置参数，可以使变频器检测系统的异常，并发出相应的报警信号。
8.过电流保护：设置适当的过电流保护参数可以帮助防止电机在超过额定电流时受损。
这是保护电机的重要措施。
9.零速运行和低速运行：根据应用需求，可以设置变频器的零速运行和低速运行参数。
这对于一些特定的应用来说非常重要。
10.自动调速参考：变频器通常具有自动调速功能，可帮助电机在负载变化时保持稳定的转速。
通过设置相应的参考信号，可以实现自动调速。
高压变频电机技术要求
高压变频电机技术要求一、高压变频电机规格型号、技术参数1、高压变频电机型号：YVF-500-8 <SKF、NSK滚动轴承，自润滑>额定功率：800KW级数：8额定电压：10KV相数：3频率：5-50Hz接线方式：Y额定转速：730r/min绝缘等级：F级绝缘温升：B级冷却方式：IC666安装方式：IMB3防护等级：IP55运行方式： S1加热器：400W/220V〈带独立接线盒〉测温装置：前、后轴承测温采用双支、铠装PT100热电阻<每套轴承配套1只，共2只>输出信号：PT100欧姆信号〈带独立接线盒〉电机定子绕组埋置PT100热电阻<三线制> <每相2支，共6支，PT100热电阻接线点全部引入接线盒>输出信号：PT100欧姆信号〈带独立接线盒〉冷却风机电机380V 安装方式：B5、V1各一台（3）电机前、后轴承各打测振孔：垂直1个（Y方向）、水平1个（X方向），共4个，超过设定值时报警。
从电机轴伸端看主接线盒位置，位于电机右侧；电机旋转方向：双向；安装场所：户外；防腐等级：WF2；润滑方式：滚动轴承、自润滑；惯量要求：满足风机高转动惯量要求；噪音按国家标准考核：噪音、振动： 107分贝；倍，并且引接线具备加强绝缘。
接线柱具备特制绝缘隔板；；电动机本体具备4（8）条高度微调螺栓；电动机本体颜色：75B05海灰色（GSB05-1426-2001）；接地导体在电动机本体左右对称放置，位置合理，并且有足够的螺栓固定，有接地标志；电动机在设计条件下应能满足连续运行2.4万小时不下线，电动机使用寿命不下线20年；适应环境：-25℃～45℃；海拔高度：海拔不超过1000m，风沙雨雪较大的室外。
2、满足运行条件：（1）当电源电压与额定电压的偏差不超过±5%时，电机的输出功率应连续保持为额定值，此时，温升按B级考核。
（2）当电源频率与额定频率的偏差不超过±2%时，电机的输出功率应连续保持为额定值，此时，温升按B级考核。
电动机整定计算及保护设置()
一、循环水泵（4台）Pe=450KW?Ue=6.3KV? cos∮=0.8 变比：nl=100/5=20 Ie=Pe／√3×Ue×cos∮=450/(1.732×6.3×0.8)=51.55AIqd=8×Ie=8×51.5=412A（是否是循环水泵启动电流）Ie2=51.55/20=2.57A(1)速断保护（过流I段）? Idzj=Kk×Iqd／nl=1.2×8Ie／nl=1.2×412/20=24.74A延时Tzd=0s(2)?过流保护（过流II段，该保护在电动机起动过程中被闭锁）? Idzj=Kk×Ie／nl=1.4×Ie／nl=1.4×51.55/20=3.61A延时Tzd=0.5s(3)?过负荷Ig=?Kk?×Ie2/0.85＝1.05×2.57/0.85=3.18A?延时Tzd=6s(4)负序电流Idzj=Kk×Ie／nl=0.4×51.55／20=1.03A延时Tzd=0.5s?(5) 起动时间tqd=15s, 电机厂家核实(6)?低电压Udzj=0.5Ue=65V?延时Tzd=9s二、引风机Pe=900KW? Ue=6.3KV? cos∮=0.8? nl=150/5=30Ie=Pe／√3×Ue×cos∮=560/(1.732×6.3×0.8)=108.5AIqd=8I=8×108.5=868A(1).速断保护（过流I段）Idzj=Kk×Iqd／nl=1.2×8Ie／nl=1.2×868/30=34.72A延时Tzd=0s(2)?过流保护（过流II段，该保护在电动机起动过程中被闭锁）Idzj=Kk×Ie／nl=1.4×Ie／nl=1.4×108.5/30=5.06A?延时Tzd=0.5s?(3)?过负荷Ie2=108.5/30=5.06AIg=?Kk?×Ie2/0.85＝1.05×5.06/0.85=6.25A延时Tzd=6s(4)负序电流Idzj=Kk×Ie／nl=0.4×108.6／30=1.45A?延时Tzd=0.5s(5)?起动时间tqd=20s? 电机厂家核实(6)?低电压Udzj=0.5Ue=65V延时Tzd=9s高压电动机的几种常规保护一、电动机主要故障1、定子绕组相间短路、单相接地；2、一相绕组的匝间短路；3、电动机的过负荷运行；4、由供电母线电压降低或短路中断引起的电动机低电压运行；5、供电母线三相电压不平衡或一相断线引起电动机三相电流不平衡；6、由于机械故障、负荷过重、电压过低造成转子堵转的故障;二、电动机主要保护类型及实现的功能基于以上电动机运行过程中本身和供电母线、负荷变化等可能引起的电动机故障，电动机（尤其对于3~10K V等级电机）可装设以下保护，以实现对电机的保护，或可称为电动机的主要保护。
变频器的参数设置与应用
变频器的参数设置与应用变频器是一种能够将交流电源转换为可控制输出电压和频率的电子设备。
它通过改变输入电压的变化频率来改变电动机的转速，从而实现对电动机的调速控制。
变频器具有广泛的应用领域，如机械设备、电力系统、楼宇自动化等。
本文将介绍变频器的参数设置及其应用。
一、变频器的参数设置1.电源电压：变频器需要根据实际情况来设置电源电压，通常是根据输入电压的标称值设置。
输入电压过高或过低都会影响变频器的正常运行，并可能损坏设备。
2.额定频率：变频器的额定频率是指电机正常运行时的工作频率，通常为50Hz或60Hz，根据不同地区和应用需求有所不同。
3.额定转速：额定转速是指电动机在额定频率下的转速，也称为基准转速。
在设备开机前需要设定合适的额定转速。
4.变频范围：变频器具有可调的输入频率范围，通常为40Hz至60Hz或50Hz至70Hz。
在设置变频器时要考虑所控制设备的工作要求，确保设定范围能够满足设备的运行需求。
5.输出电压：变频器的输出电压需要根据所控制设备的要求和实际情况来设置。
一般情况下，输出电压应该与输入电压保持一致或略高于输入电压。
6.过载保护：变频器需要具备过载保护功能，以防止设备因过载而损坏。
在设置变频器时，需要根据实际负载要求来调整过载保护值。
7.制动方式：变频器可以有多种制动方式，如机械制动、电压制动、反馈制动等。
在设置变频器时需要根据实际需要选择适合的制动方式。
8.加速时间和减速时间：变频器可以通过调整加速和减速时间来控制设备的启动和停止过程。
一般情况下，加速时间应该适中，以避免设备的突然起动；减速时间也应该适中，以确保设备能够平稳停止。
9.速度闭环：变频器可以通过速度闭环控制来实现对电动机转速的更精准控制。
在设置变频器时需要根据需求来选择是否启用速度闭环控制功能。
二、变频器的应用1.机械设备：变频器广泛应用于各类机械设备，如风机、水泵、输送机、切割机、钻床等。
通过变频器的调速控制功能，可以根据实际需求来调整设备的转速，提高设备运行效率。
变频启动电机保护设置
采用变频启动的高压电机综合保护设置方案目录1变频器一般都带有常规的保功能 (2)2采用变频启动高压电机综合保护 (3)2.1变频方式下电动机保护面临的问题 (3)2.2变频方式下电动机综合保护措施 (4)2.2.1长启动保护 (4)2.2.2电流速断保护 (4)2.2.3低压保护 (5)2.2.4过电流保护 (6)2.2.5温度保护 (6)2.2.6接地保护 (7)2.2.7采样值差动保护 (7)1 变频器一般都带有常规的保功能变频器生产厂家较多，且每个厂家的型号不同，造成不同的变频器在保护配置上有一些区别。
一般来说，每种变频器都有以下几种保护功能：过流保护、欠压保护、过压保护和过载保护。
1过流保护变频器过流保护的对象主是变频器自身。
控制电路、驱动回路误动作或误配线，都会造成逆变器上、下桥臂直通等短路事故。
短路电流流过逆变器的开关元件会造成元件烧毁，因此必须在极短时间内封锁PWM驱动信号输出，使逆变器停止工作，同时还应使输入侧电源开关跳闸。
短路电流的整定值一般设置为逆变器输出额定电流的2到3倍。
超过逆变器额定电流2倍以上的电流，应立即采取保护措施。
当逆变器发生内部短路时，电流变化非常快，必须快速检测出过流信号。
一般采用霍尔元件快速检测电流，其检测点可设置在中间直流母线、逆变器输出电路、或IGBT元件上。
2过载保护变频器的过载保护是指由于电动机过载，逆变器的电流达到逆变器额定输出电流150％以上时，采取相应措施对IGBT施加的保护。
一般情况下，过载保护具有反时限特性。
过载电流越大，允许继续运行的时间越短，保护动作的时间也越短。
过载保护按反时限特性整定：1到1.1倍额定电流下允许长期工作：1.1倍以上额定电流，动作延时时间按反比例变化。
过载信号采用霍尔电流检测元件检测，信号数值取自中间直流母线。
另外，电动机根据其发热情况是允许短时间过载的。
由于发热时间常数较长，所以，电动机的所谓短时间过载，一般都在数分钟以上：而变频器所允许的过载能力，通常只有1分钟（过载150%）。
高压变频器的保护功能
高压变频器的进线保护是对用户进线端以及变频器的保护，其中包括防雷保护，接地保护，缺相保护，反相保护，不平衡度保护，过压保护，变压器保护等等。
这些保护装置一般都安装在变频器的输入端，在运行变频器之前得首先保证进线保护没有问题，方可运行。
防雷保护是通过安装在旁路柜或变频器输入端的避雷器进型防雷保护，避雷器是一种能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量，保护电工设备免受瞬时过电压危害，又能截断续流，不致引起系统接地短路的电器装置。
避雷器接于变频器进线与地之间，与被保护变频器并联。
当过电压值达到规定的动作电压时，避雷器立即动作，流过电荷，限制过电压幅值，保护设备绝缘；电压值正常后，避雷器又迅速恢复原状，以保证系统正常运行，防止因雷击而受到损害。
接地保护是通过在变频器进线端安装零序互感器装置，零序电流保护的原理是基于基尔霍夫电流定律，流入电路中任一节点的复电流的代数和等于零。
在线路与电气设备正常的情况下，各相电流的矢量和等于零，因此，零序电流互感器的二次侧绕组无信号输出，执行元件不动作。
当发生某一相接地故障时的各相电流的矢量和不为零，故障电流使零序电流互感器的环形铁芯中产生磁通，零序电流互感器的二次侧感应电压，反馈到主监控箱，进而发出保护命令，达到接地故障保护的目的。
缺相、反相、不平衡度保护、过压保护。
缺相、反相、不平衡度保护，过压保护主要是由变频器进线电压反馈版或电压互感器进行进线电压采集，再通过CPU板进行运算来判断是否是缺相，反相，进线电压是否平衡，是否过压，因为如果输入缺相，或反相，以及电压不平衡或者过压很容易造成变压器烧毁，或是功率单元损坏，或者电机反转。
变压器保护。
Ipower系列高压变频器只要由三部分组成：变压器柜，功率单元柜，控制柜组成，变压器是采用切分式干式变压器将高压交流电变换成一系列不同角度的低电压为功率单元供电，变压器只能通过风冷进行冷却，因此对变压器的保护主要是通过变压器的温度进行保护，防止变压器温度过高，而造成变压器线圈烧毁。
高压变频器工频旁路设计及保护配置整定
高压变频器工频旁路设计及保护配置整定摘要】讨论了一种基于直流开关电容的新型变频软启动器及其旁路切换控制方法。
将传统变频器主电路中的大容量电解电容用一个小电容和一个带开关控制的小电容代替，在实现变频调速的同时解决了能量回馈问题。
当变频器作软启动器使用时，由于使用了滤波作用很小的小电容，使整流输出电压与逆变侧直接相通，从而构成了旁路变频软启动器的电路条件，既可以应用于电机变频调速领域又可以应用于软起动领域，并且在电机起动完成之后实现变频软启动器的旁路退出功能。
对新型结构变频器的工作原理以及旁路切换方法进行了研究，并利用MATLAB系统仿真验证了方法的可行性。
【关键词】新型变频器;旁路切换;软起动1前言变频器作为高性能的调速设备是电机软起动非常理想的选择，其一般采用矢量控制方法和直接转矩控制方法，使异步电动机起动系统具有优良的动态、静态性能，调速范围宽，平滑性好，节能效果显著。
但是采用变频器作软启动器，在不需要调速的工控场合中存在着当电机起动完成后变频软启动器难以旁路退出的问题，造成大量不必要的能源浪费。
2可旁路变频软启动器的结构和工作原理2.1可旁路变频软启动器的系统组成常用的交－直－交电压型变频器主回路结构如，左侧为二极管不可控整流桥，将三相交流电整流成电压恒定的直流电压;中间为大电容滤波，这是为了减小直流电压脉动而设置;右侧为逆变器，它由6个IGBT构成三相逆变桥，将直流电压变换为频率与电压均可调的交流输出。
本结构在传统交直交变频器主电路拓扑结构的基础上进行了适当的改进:将目前通用型变频器直流母线并联的大容量电解电容替换成一个小电容C2，同时在母线端再并联一个串联带有续流二极管的功率开关管的小电容C1，电容均采用不超过几百微法的无极电容，取消了传统变频器主电路中的大容量电容器组件，降低了变频器的重量及成本;为了实现旁路，本结构在三相逆变桥的出线端以及电网和电机之间串联有旁路接触器开关K1，K2，K3，K4，K5，K6，控制器通过驱动电路控制所有的旁路接触器，形成新的交流－直流－交流拓扑结构。
电动机整定计算及保护设置
一、循环水泵（4台）Pe=450KW Ue=6.3KV cos∮=0.8 变比：nl=100/5=20Ie=Pe／√3×Ue×cos∮=450/(1.732×6.3×0.8)=51.55AIqd=8×Ie=8×51.5=412A（是否是循环水泵启动电流）Ie2=51.55/20=2.57A(1)速断保护（过流I段）Idzj=Kk×Iqd／nl=1.2×8Ie／nl=1.2×412/20=24.74A延时Tzd=0s(2) 过流保护（过流II段，该保护在电动机起动过程中被闭锁）Idzj=Kk×Ie／nl=1.4×Ie／nl=1.4×51.55/20=3.61A延时Tzd=0.5s(3) 过负荷Ig= Kk ×Ie2/0.85＝1.05×2.57/0.85=3.18A延时Tzd=6s(4)负序电流Idzj=Kk×Ie／nl=0.4×51.55／20=1.03A延时Tzd=0.5s(5) 起动时间tqd=15s, 电机厂家核实(6) 低电压Udzj=0.5Ue=65V 延时Tzd=9s二、引风机Pe=900KW Ue=6.3KV cos∮=0.8 nl=150/5=30Ie=Pe／√3×Ue×cos∮=560/(1.732×6.3×0.8)=108.5AIqd=8I=8×108.5=868A(1).速断保护（过流I段）Idzj=Kk×Iqd／nl=1.2×8Ie／nl=1.2×868/30=34.72A延时Tzd=0s(2) 过流保护（过流II段，该保护在电动机起动过程中被闭锁）Idzj=Kk×Ie／nl=1.4×Ie／nl=1.4×108.5/30=5.06A延时Tzd=0.5s(3) 过负荷Ie2=108.5/30=5.06AIg= Kk ×Ie2/0.85＝1.05×5.06/0.85=6.25A延时Tzd=6s(4)负序电流Idzj=Kk×Ie／nl=0.4×108.6／30=1.45A延时Tzd=0.5s(5) 起动时间tqd=20s 电机厂家核实(6) 低电压Udzj=0.5Ue=65V延时Tzd=9s高压电动机的几种常规保护一、电动机主要故障1、定子绕组相间短路、单相接地；2、一相绕组的匝间短路；3、电动机的过负荷运行；4、由供电母线电压降低或短路中断引起的电动机低电压运行；5、供电母线三相电压不平衡或一相断线引起电动机三相电流不平衡；6、由于机械故障、负荷过重、电压过低造成转子堵转的故障;二、电动机主要保护类型及实现的功能基于以上电动机运行过程中本身和供电母线、负荷变化等可能引起的电动机故障，电动机（尤其对于3~10K V 等级电机）可装设以下保护，以实现对电机的保护，或可称为电动机的主要保护。
电动机整定计算及保护设置
一、循环水泵（4台）Pe=450KW Ue= cos∮= 变比：nl=100/5=20Ie=Pe／√3×Ue×cos∮=450/××=Iqd=8×I e=8×=412A（是否是循环水泵启动电流）Ie2=20=(1)速断保护（过流I段）Idzj=Kk×Iqd／nl=×8Ie／nl=×412/20=延时Tzd=0s(2) 过流保护（过流II段，该保护在电动机起动过程中被闭锁）Idzj=Kk×Ie／nl=×Ie／nl=×20=延时Tzd=(3) 过负荷Ig= Kk ×Ie2/＝×=延时Tzd=6s(4)负序电流Idzj=Kk×Ie／nl=×／20=延时Tzd=(5) 起动时间tqd=15s, 电机厂家核实(6) 低电压Udzj==65V 延时Tzd=9s二、引风机Pe=900KW Ue= cos∮= nl=150/5=30Ie=Pe／√3×Ue×cos∮=560/××=Iqd=8I=8×=868A(1).速断保护（过流I段）Idzj=Kk×Iqd／nl=×8Ie／nl=×868/30=延时Tzd=0s(2) 过流保护（过流II段，该保护在电动机起动过程中被闭锁）Idzj=Kk×Ie／nl=×Ie／nl=×30=延时Tzd=(3) 过负荷Ie2=30=Ig= Kk ×Ie2/＝×=延时Tzd=6s(4)负序电流Idzj=Kk×Ie／nl=×／30=延时Tzd=(5) 起动时间tqd=20s 电机厂家核实(6) 低电压Udzj==65V延时Tzd=9s高压电动机的几种常规保护一、电动机主要故障1、定子绕组相间短路、单相接地；2、一相绕组的匝间短路；3、电动机的过负荷运行；4、由供电母线电压降低或短路中断引起的电动机低电压运行；5、供电母线三相电压不平衡或一相断线引起电动机三相电流不平衡；6、由于机械故障、负荷过重、电压过低造成转子堵转的故障;二、电动机主要保护类型及实现的功能基于以上电动机运行过程中本身和供电母线、负荷变化等可能引起的电动机故障，电动机（尤其对于3~10K V 等级电机）可装设以下保护，以实现对电机的保护，或可称为电动机的主要保护。
6KV电机保护配置及运行维护检查
6KV厂用高压电机保护配置及运行维护检查一、概述：目前微机型电动机保护除了原有的差动保护、速断保护、接地保护、过负荷、低电压保护外,还新增了负序保护、过热保护等。
如：#1、2、3给水泵，#1、2引风机及增压风机等容量较大电机带有差动保护。
装设接地保护。
当接地电流为5A一10A时可作用于信号，当接地电流大于10A时接地保护一般动作于跳闸。
但对容量为2000KW以上的电动机接地电容电流达5A，即应装设单相接地保护跳闸。
当保护灵敏度不够时允许带短时限(051—1S)动作。
电动机单相接地保护，由一电流继电器LJ0接于零序电流互感器LH0上构成。
电动机低压保护设置的一般原则电动机的低电压保护是一种辅助保护，只有在下列情况下才装设。
(1)为了保证重要电动机的自启动。
当供电网络电压降低或中断时，由该网供电的所有异步电动机的转速都要下降，而同步电动机有可能失步。
当电压恢复时，大量电动机自启动并吸收很大的自启动电流，致使电压恢复时间拖长，增加了自启动时间，甚至使自启动成为不可能。
因此，为了保证重要电动机的自启动，电动机低电压保护动作时，要跳开一些不重要电机。
(2)使不允许或不需要自启动的电动机跳闸。
根据生产工艺要求，当电源电压短时降低或中断时不允许或不需要自启动的电动机，应装设低电压保护，通过一定的时限跳闸。
(3)使困电源电压长时问消失，而不允许自起动的重要电动机跳闸。
据生产过程和技术保安要求，在电源电压长时间消失后，不允许自启动的重要电动机应装设低电压保护，以一定的时限跳闸。
二、厂用电动机低压保护接线的基本要求：(1)三相电压短时下降到整定值时，能可靠启动，并闭锁电压回路断线信号装置，不致误动作。
(2)当电压互感器二次熔断一相、二相或三相同时熔断时，低电压保护也不应该误动作。
为此，装设三相低电压启动元件，并在第三只继电器上增设分路熔断器。
(3)当母线电压降低到额定电压的60％ue一70％Ue时，首先应以0．5～1．5S的时限切除次要的电动机；当电压继续下降到50％ue～55％ue时，低电压保护才以5—10S的时限切除不允许长期失电后再启动的或有备用机组的重要电动机。
高压变频器对电动机继电保护的影响及解决措施
高压变频器对电动机继电保护的影响及解决措施摘要：在电动机中使用高压变频器不仅可以打造节能型生产体系，也可以有效提升整体系统运行稳定性。
而以变频工况作为主要的改造方向，打造科学的继电保护体系，能够进一步提升发电机的运行稳定性和安全性。
选择的技术体系必须要满足实际应用需求，进一步采取大容量变频器进行调速，机电保护体系的设置也要符合系统的实际运转状态，这样才可以有效增强电动机系统保护力度，为生产体系建设奠定稳定基础。
关键词：高压变频器；电动机；继电保护一、变频器的基本原理在当前的企业生产过程中，发电企业、化工企业都涉及到了大量的机电设备，这其中水泵、引风机、送风机本身的耗能较大，而以节能环保为基础构建的变频调速体系，能够结合系统的实际运行需求进行流量调节，科学地进行阀门调控，可以在系统运转需求不高的时候降低能耗。
比如在当前火电厂的电动机运转过程中，以现代控制通信技术以及电力电子技术，将原有的工频 50 Hz 的电源调整成直流电源，再将其进行斩波、还原，还原之后的交流电源频率可以结合流体流量进行自动调节，从而实现电动机转速的调控。
这样能够提高整体系统运行效率，同时也可以实现节能降耗。
二、高压变频器和继电保护的矛盾问题1继电保护配置从具体的保护装置结构角度来讲，当前大部分的电动机选择的是三相三继电器式接线，在变压器任意一侧出现故障时，都可以进行瞬间动作，若变压器高压侧无断路器，那么瞬间动作则直接服务于变电机的变压器组总出口继电器，能够在系统出现故障时快速地进行反应，实现开关的启停。
目前，电动机的保护装置为V形综合保护系统，开关柜和电动机中性点侧电流互感器，将直接提供差动保护电流。
2变频器应用后的问题分析当前绝大部分的电动机变频改造，主要原理是实现工频和变频的灵活切换，其具体架构见图1。
图 1 高压变频器的系统改造架构在实际应用过程中，若变频器出现了故障，那么整体系统会转换成工频供电的状态，前期系统中的程序会执行自动调控。
高压变频器的保护及故障处理方法
高压变频器的保护及故障处理方法高压变频器是采用多单元串联结构的交-直交电压源型变频器，它通过多重叠加技术实现输入、输出电压、电流波形的正弦化，谐波得到有效控制，减少了对电网和负载的污染是不需要滤波器的环保型高压变频器。
同时它还有完备的保护装置与措施来保护变频器和负载，以杜绝和避免因各种复杂工况而造成的损失，为用户创造更大的效益。
2.高压变频器的保护2.1高压变频器的进线保护进线保护是对用户进线端以及变频器的保护，其中包括防雷保护，接地保护，缺相保护，反相保护，不平衡度保护，过压保护，变压器保护等等。
这些保护装置一般都安装在变频器的输入端，在运行变频器之前得首先保证进线保护没有问题，方可运行。
2.1.1防雷保护是通过安装在旁路柜或变频器输入端的避雷器进型防雷保护，避雷器是一种能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量，保护电工设备免受瞬时过电压危害，又能截断续流，不致引起系统接地短路的电器装置。
避雷器接于变频器进线与地之间，与被保护变频器并联。
当过电压值达到规定的动作电压时，避雷器立即动作，流过电荷，限制过电压幅值，保护设备绝缘;电压值正常后，避雷器又迅速恢复原状，以保证系统正常运行，防止因雷击而受到损害。
2.1.2接地保护是通过在变频器进线端安装零序互感器装置，零序电流保护的原理是基于基尔霍夫电流定律，流入电路中任一节点的复电流的代数和等于零。
在线路与电气设备正常的情况下，各相电流的矢量和等于零，因此，零序电流互感器的二次侧绕组无信号输出，执行元件不动作。
当发生某一相接地故障时的各相电流的矢量和不为零，故障电流使零序电流互感器的环形铁芯中产生磁通，零序电流互感器的二次侧感应电压，反馈到主监控箱，进而发出保护命令，达到接地故障保护的目的。
2.1.3缺相、反相、不平衡度保护、过压保护。
缺相、反相、不平衡度保护，过压保护主要是由变频器进线电压反馈版或电压互感器进行进线电压采集，再通过CPU板进行运算来判断是否是缺相，反相，进线电压是否平衡，是否过压，因为如果输入缺相，或反相，以及电压不平衡或者过压很容易造成变压器烧毁，或是功率单元损坏，或者电机反转。
_高_高_模式变频器系统的保护配置方案_王培军
0引言随着科技技术的进步，大功率的电子器件逐渐的走进了我们的生活，不但改变了我们某些生活方式，也为社会的发展带来了革新式的发展。
随着能源问题的凸显，大功率电子器件给社会带来的节能效益也日益凸显。
高压变频器的巨大节能效益以及方便的操作使用，使其开始广泛应用。
目前针对高压变频器带来的节能效益分析的文章很多［1-5］，但是对于其使用的合理配置保护的文章相对较少，而且很多文章只是提出了配置方案［6-8］，但对于真正可以在设计中直接使用的方案谈及很少。
从火电厂设计角度，对变频器系统进行分析，针对不同的接线方式及其负荷给出相应的保护配置方案；针对其他的保护问题，提出相应的保护措施。
1高压变频器系统高压变频器技术集成度高，投资大，只能在大容量的电气系统中使用，在节能过程中逐渐收回成本。
因此，从经济角度讲，在火电厂中的一次风机、凝结水泵、热网循环水泵等辅机使用高压变频器系统的合理性更大。
大功率的电机电压等级较高，而现有的功率元件耐用水平有限。
因此针对大功率的异步电动机，现有的变频器系统有两种调速方式：“高—高”，“高—低—高”。
“高—低—高”模式中，采用两级变压的方式，先降压，经过低压变频，再升压，虽然对电子器件的要求减低，低压变频技术成熟，但是两级变压的处理，效率较低；此模式需要两级的变压器，因此占地面积较大。
总体的优势不明显。
“高—高”模式，采用多个功率单元模块串“高—高”模式变频器系统的保护配置方案Protection Configuration of Voltage Converter System in High－High Mode王培军，于青，裴善鹏（山东电力工程咨询院有限公司，山东济南250013）摘要：随着节能和降低厂用电的要求，大功率变频器在电厂中使用的更加广泛。
在保护配置方面，变频器系统有其特殊性，因此保护配置引起越来越多的关注。
从电厂的设计方面，对“高—高”模式变频器系统的保护配置进行论述，提出适合电厂设计过程中采用的配置方案，并对2个特殊问题进行特别介绍。
各种变频器参数设置
各种变频器参数设置变频器是一种能够通过调节输出电压和频率来控制电动机转速的装置。
通过合理设置变频器参数，可以实现电机的高效运行和精确控制。
下面是一些常见的变频器参数设置：1.频率控制模式：变频器的频率控制模式有两种，即开环控制模式和闭环控制模式。
开环控制模式适用于需要根据负载情况变化频率的场合，而闭环控制模式适用于需要精确控制转速的场合。
根据实际需求选择合适的控制模式。
2.输出频率范围：根据电机的额定频率和负载情况，设置变频器的输出频率范围。
一般情况下，输出频率范围可以从0到额定频率的几倍，根据实际需求进行设置。
3.输出电压：根据电机的额定电压和负载情况，设置变频器的输出电压。
输出电压一般可以从0到额定电压的几倍，根据实际需求进行设置。
4.加速时间和减速时间：设置变频器的加速时间和减速时间，即从停止状态到达额定频率所需要的时间和从额定频率到停止状态所需要的时间。
根据设备的启动和停止要求进行设置，以避免对设备和负载造成冲击。
5.预警和故障保护：设置变频器的预警和故障保护参数，包括过载保护、过流保护、过热保护等。
根据实际需求设置相应的保护参数，以保护电机和变频器的安全运行。
6.PID控制：对于闭环控制模式下的变频器，可以设置PID控制参数来调节转速。
主要包括比例系数、积分系数和微分系数等。
通过合理设置PID参数，可以实现电机转速的精确控制。
7.输入信号设置：根据实际情况设置变频器的输入信号，包括启动信号、停止信号、正转和反转信号等。
确保各个信号的正确设置，以保证变频器正常工作。
8.输出信号设置：根据实际情况设置变频器的输出信号，包括报警信号、故障信号、预警信号等。
通过设置输出信号，可以实现对变频器工作状态的监测和控制。
9.动态响应设置：根据实际需求设置变频器的动态响应参数，包括加速度和减速度等。
通过合理设置动态响应参数，可以提高设备的响应速度和运行效率。
10.通信参数设置：如果需要通过通信方式对变频器进行远程监控和控制，需要设置相应的通信参数，包括通信协议、通信速率和通信地址等。
电动机整定计算及保护设置
一、循环水泵4台Pe=450KW Ue= cos∮= 变比：nl=100/5=20Ie=Pe／√3×Ue×cos∮=450/××=Iqd=8×Ie=8×=412A是否是循环水泵启动电流Ie2=20=1速断保护过流I段Idzj=Kk×Iqd／nl=×8Ie／nl=×412/20=延时Tzd=0s2过流保护过流II段,该保护在电动机起动过程中被闭锁Idzj=Kk×Ie／nl=×Ie／nl=×20=延时Tzd=3过负荷Ig=Kk×Ie2/＝×=延时Tzd=6s4负序电流Idzj=Kk×Ie／nl=×／20=延时Tzd=5 起动时间tqd=15s, 电机厂家核实6低电压Udzj==65V 延时Tzd=9s二、引风机Pe=900KW Ue= cos∮= nl=150/5=30Ie=Pe／√3×Ue×cos∮=560/××=Iqd=8I=8×=868A1.速断保护过流I段Idzj=Kk×Iqd／nl=×8Ie／nl=×868/30=延时Tzd=0s2过流保护过流II段,该保护在电动机起动过程中被闭锁Idzj=Kk×Ie／nl=×Ie／nl=×30=延时Tzd=3过负荷Ie2=30=Ig=Kk×Ie2/＝×=延时Tzd=6s4负序电流Idzj=Kk×Ie／nl=×／30=延时Tzd=5起动时间tqd=20s 电机厂家核实6低电压Udzj==65V延时Tzd=9s高压电动机的几种常规保护一、电动机主要故障1、定子绕组相间短路、单相接地；2、一相绕组的匝间短路；3、电动机的过负荷运行；4、由供电母线电压降低或短路中断引起的电动机低电压运行；5、供电母线三相电压不平衡或一相断线引起电动机三相电流不平衡；6、由于机械故障、负荷过重、电压过低造成转子堵转的故障;二、电动机主要保护类型及实现的功能基于以上电动机运行过程中本身和供电母线、负荷变化等可能引起的电动机故障,电动机尤其对于3~10K V 等级电机可装设以下保护,以实现对电机的保护,或可称为电动机的主要保护;1、二段式过电流保护过流Ⅰ段、过流Ⅱ段作用：主要对于电机相间短路提供保护过流Ⅰ段；和电动机的堵转保护过流Ⅱ段;过流Ⅰ段按躲过电机的启动电流整定,可瞬时动作或带极短时限过流Ⅱ段可根据启动电流或堵转电流整定,带一定时限动作;2、过负荷保护作用：用于保护电机运行过程中的过负荷状态,对不易引起过负荷运行的电机可不装设此保护,一般动作于信号;3、零序过流保护作用：当电机定子绕组单相接地,发出报警信号或动作于跳闸；当定子绕组接地,零序电流测量值大于整定值时,一般整定为：动作电流IOP=4~5倍3IO C,3IOC为电机本身电容电流;4、负序电流保护作用：保护电机三相电流存在较大不对称供电母线三相电压不平衡、或一相断线引起对电动机反相、断相、匝间短路等异常状况作保护;5、低电压保护作用：A当供电母线电压因短路降低或短时中断又恢复时,为防止电动机自起动时使电源电压严重降低,致使电压恢复时间延长,增加重要负荷,如井筒提升电机的恢复运行时间;因此,为保证重要电机自起动,电动机低电压保护动作时,要跳开一些不重要负荷;低电压保护动作电压整定为~UE,时限取；B使不允许或不需要自起动的电动机跳闸,其动作电压整定为~UE,以~1S为时限;C使因电源电压长时间消失而不许自起动的重要电动机跳闸如抽风机;其动作电压整定为：~UE,以9S为时限；以上5类保护基本上可以满足电机的安全运行工况,为电量保护,可用作我矿电动机的常规保护整定参考之用;另外,除以上5类保护外,还有以下保护；1、过热保护；2、定子零序电压保护与零序电流保护功能相同,反映电机定子接地时引起的零序电压值变化；3、过电压保护；4、非电量保护;高压电动机的继电保护高压电动机的定子绕组和其引出线,一般应装设电流速断保护;对生产过程中容易发生过载的电动机,应装设过负荷保护,过负荷保护可根据负荷特性带时限作用于信号、跳闸或自动减负荷装置;当电源电压短时降低或短时中断后根据生产过程不允许或不需要自启动的电动机,以及为了保证重要电动机自启动而需要断开的次要电动机,应装设低电压保护,一般带有~时限作用于跳闸,但是为了保证人身和设备的安全,在电源电压长时间小时后,须从系统中自动断开的电动机,也需要装设低电压保护,一般带有5~10s时限作用于跳闸;一、高压电动机的相间短路保护－对于功率小于2000kW的电动机,常采用电流速断来作为电动机的相间短路保护,当灵敏度要求较高时,可以用DL型或GL型继电器构成两相不完全星型连接方式,其接线方式与电路线路或电力变压器的电路速断相同;也可以采用两相差接线,即两相一继电器接线;ZG电力自电流速断的动作电流按躲过电动机的最大启动电流来整定;二、电动机的过压保护－过负荷保护可以采用一相一继电器接线,也可以采用两相两继电器不完全星型连接或两相差一继电器接线;由于电动机装有电流速断保护,过负荷保护就可以利用GL型继电器的反时限过电流装置来实现过负荷保护;过负荷的动作电流按躲过电动机的最大启动电流来整定;过负荷保护的动作时间应大于电动机的启动时间,一般取10-16s,如用GL型继电器,可取两倍动作电流时的时间12-16s;三、高压电机的低电压保护当电压互感器一次测隔离开关断开时,低电压保护即退出工作,防止无动作;对保护动作不重要的电动机,电压继电器按60％-70％额定电压整定,动作时间取；对动作较为重要的电动机,电压继电器按30％-50％额定电压整定,动作时间取5-10s;四、高压电动机的差动保护在小电流接地的供电系统中,可以采用两相两继电器的差动保护接线,差动保护的动作电流按躲过电动机额定电流In来整定,主要考虑二次回路断线时不至于引起误动作;五、同步电动机的失步保护采用两相差接线对同步电动机的失步进行保护;当电动机定子绕组内出现较大的由于失步引起的脉动电流时电流继电器动作;反应转子回路内交变电流的失步保护－在同步电动机的转子回路中串接电流互感器,正常运行时转子回路中流过直流电流,互感器的二次侧不产生感应电动势,保护装置不动作,当同步电动机发生失步运行时,转子回路中感应出交变电流,通过电流互感器使二次侧保护继电器动作;高压电动机保护配置：大型发电厂的高压厂用电机及一些工矿企业的高压电机普遍采用微机保护;1、对于容量在2000kW及以下的高压电动机的相间短路的主保护为相电流速断;、电机启动过程速断保护按躲过电机的最大启动电流整定;动作电流Idz>=Ih,Ih=K1K2In2.K1为可靠系数,取 K2为电机启动电流倍数,一般取7In2为电机一次额定电流/CT变比出口时间：0s、启动后按躲过母线出口三相短路时的电动机反馈电流计算出口时间：0sF-C回路,由于速断带,取I2=出口时间：跟熔断器配合,对于额定电流小的熔断器取;额定电流较大的取.、电机启动时间tC'按实际启动时间的最长时间的倍整定;2、过流反时限一般反时限、负序电流保护Idz>=I2ZI2=、正序电流Idz>=、过热保护4、接地保护5、长启动保护电压为3kV以上的异步电动机和同步电动机,对下列故障及异常运行方式,应装设相应的保护：2V&Bg:G5eH中型高压三相异步电动机启动保护计算书一、电动机基本技术参数西安西玛电机有限公司：二、电动机启动的继电保护整定计算：1、瞬时电流速断：应躲过电机的启动电流保护装置一次动作值：继电器动作电流：=K k×Kq×=~×7×=~=÷nl=~÷10=~2、过负荷：按电动机额定电流整定保护装置一次动作值：继电器动作电流：=Kk× ÷Kfh=×÷==÷nl =÷10=瞬时动作电流倍数=瞬时电流÷动作电流整定值=~÷=~按10倍整定动作电流;选用GL-16/10A或LL-14A/10A过电流继电器,整定电流按5A,4,5,6,7,8,9,10A;10倍整定动作电流下动作时间：按8s;3、低电压保护：应躲过最小运行电压保护装置一次动作值：低电压继电器整定值=~×Ue=~×6=~=÷nr=~÷6/=40~60V选用DJ-132A/160或DY-36/160,整定值60V;四、说明：Kk—可靠系数：用于电流速断保护时,DL型和GL型继电器分别取~和~;用于过负荷保护时,动作于信号取；动作于跳闸取;K j x—接线系数：星形或不完全星形时按;Kq—启动电流倍数：一般按7；—电动机额定电流A：nl——电流互感器变比：50/5AKfh——继电器的返回系数：取Ue——电网额定电压kV：6nr——电压互感器变比：6/。
电动机整定计算与保护设置
一、循环水泵（4台）Pe=450KW Ue=6.3KV cos∮=0.8 变比：nl=100/5=20Ie=Pe／√3×Ue×cos∮=450/(1.732×6.3×0.8)=51.55AIqd=8×I e=8×51.5=412A（是否是循环水泵启动电流）Ie2=51.55/20=2.57A(1)速断保护（过流I段）Idzj=Kk×Iqd／nl=1.2×8Ie／nl=1.2×412/20=24.74A延时Tzd=0s(2) 过流保护（过流II段，该保护在电动机起动过程中被闭锁）Idzj=Kk×Ie／nl=1.4×Ie／nl=1.4×51.55/20=3.61A延时Tzd=0.5s(3) 过负荷Ig= Kk ×Ie2/0.85＝1.05×2.57/0.85=3.18A延时Tzd=6s(4)负序电流Idzj=Kk×Ie／nl=0.4×51.55／20=1.03A延时Tzd=0.5s(5) 起动时间tqd=15s, 电机厂家核实(6) 低电压Udzj=0.5Ue=65V延时Tzd=9s二、引风机Pe=900KW Ue=6.3KV cos∮=0.8 nl=150/5=30Ie=Pe／√3×Ue×cos∮=560/(1.732×6.3×0.8)=108.5AIqd=8I=8×108.5=868A(1).速断保护（过流I段）Idzj=Kk×Iqd／nl=1.2×8Ie／nl=1.2×868/30=34.72A延时Tzd=0s(2) 过流保护（过流II段，该保护在电动机起动过程中被闭锁）Idzj=Kk×Ie／nl=1.4×Ie／nl=1.4×108.5/30=5.06A延时Tzd=0.5s(3) 过负荷Ie2=108.5/30=5.06AIg= Kk ×Ie2/0.85＝1.05×5.06/0.85=6.25A延时Tzd=6s(4)负序电流Idzj=Kk×Ie／nl=0.4×108.6／30=1.45A延时Tzd=0.5s(5) 起动时间tqd=20s 电机厂家核实(6) 低电压Udzj=0.5Ue=65V延时Tzd=9s高压电动机的几种常规保护一、电动机主要故障1、定子绕组相间短路、单相接地；2、一相绕组的匝间短路；3、电动机的过负荷运行；4、由供电母线电压降低或短路中断引起的电动机低电压运行；5、供电母线三相电压不平衡或一相断线引起电动机三相电流不平衡；6、由于机械故障、负荷过重、电压过低造成转子堵转的故障;二、电动机主要保护类型与实现的功能基于以上电动机运行过程中本身和供电母线、负荷变化等可能引起的电动机故障，电动机（尤其对于3~10K V 等级电机）可装设以下保护，以实现对电机的保护，或可称为电动机的主要保护。
变频技术的高压电动机控制及保护 林权胜
变频技术的高压电动机控制及保护林权胜发表时间：2019-05-06T10:11:06.683Z 来源：《电力设备》2018年第31期作者：林权胜[导读] 摘要：在当下这个经济发展如此迅速的时代，我国在电气方面的发炸也随着经济的发展而有着非常显著的提升，各种新技术应运而生，尤其是有关高压电动机控制发展而来的变频技术也是日趋完善，通过变频器可以实现高压电动机的软启功能，有效缓解对电网的冲击，通过变电器电流输出的限制性功能，可以达到电源容量的参数要求，实现节能且降低损耗的最终目的。
（茂名臻能热电有限公司广东茂名 525000）摘要：在当下这个经济发展如此迅速的时代，我国在电气方面的发炸也随着经济的发展而有着非常显著的提升，各种新技术应运而生，尤其是有关高压电动机控制发展而来的变频技术也是日趋完善，通过变频器可以实现高压电动机的软启功能，有效缓解对电网的冲击，通过变电器电流输出的限制性功能，可以达到电源容量的参数要求，实现节能且降低损耗的最终目的。
关键词：变频技术；高压电动机；调试引言近些年以来，高压电动机的变频控制技术的优势越来越凸显，而且也取得了显著的发展成果，对我国的经济增长以及社会经济效益的进一步提高有很大的推动作用，因此可以说高压电动机在自动化控制领域有着重要的地位，发挥着巨大的作用。
从所取得的一切成果来看，继续重视高压电的变频控制技术的发展将会创造更为广阔的天地，促进社会和人类的进步。
国内外各变频器生产厂商，采用不同的功率器件和不同的主电路结构，以适应各种拖动设备的要求，因而在各项性能指标和适用范围上也各有差异，下表为常见的常见高压变频装置的比较。
表1 常见高压变频装置的比较1目前变频器电动机的保护装置一般情况下高压电动机一般都是采用变频器带工频旁路，这样可以在检修变频器的时候通过工频旁路让电动机仍可正常运行。
图1是现场高压电动机变频器所改造的示意图。
K1和K2是开关，保证变频器在检修的时候与主回路没有接触点，这个时候K3开关处于闭合的状态，电动机可以通过旁路而正常运行。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高压变频器电动机保护的配置
根据国家能源政策的要求，节能减排工作已全面展开，而在大型火力发电厂，厂用电率的降低势在必行。
对于占厂用电绝大部分的高压电动机来说，节能领域的重要技术措施就是高压变频技术的应用。
随着电力电子技术的发展，变频器在电厂得到了广泛应用。
目前的新建电厂，重要辅机如风机、水泵等，一般均要求考虑配置变频器拖动；越来越多的已建电厂正在进行或已完成高压电动机采用变频器的改造。
高压电动机采用采用变频器拖动后，电动机保护如何配置才能保证机组安全可靠的运行，成为电厂、设计院、保护厂家关注的问题。
1传统电动机保护配置
异步电动机的故障有定子绕组相间短路故障、绕组的匝间短路故障和单相接地故障；不正常运行状态主要有过负荷、堵转、起动时间过长、三相供电不平衡或断相运行、电压异常等。
因此，对于高压电动机，根据规程以差动保护或电流速断为主保护，以过负荷保护、过流保护、负序保护、零序保护及低电压保护等作为后备保护。
2目前变频器电动机保护配置
发电厂为保证系统的可靠性，高压电动机一般采用变频器带工频旁路，以便即使在变频器检修时也可通过工频旁路，保证电动机的正常运行。
图1为现场高压电动机变频器改造的示意图，其中K1、K2开关保证变频器检修时，与主回路无接触点，此时K3开关闭合，电动机通过旁路运行。
当电动机通过旁路运行，此时由厂用电中高压母线工频电压直接驱动电动机，进线开关QF处保护装置的保护对象是开关出线以及电动机本体。
因此，此时应该按照常规电动机保护的要求配置电动机保护，有差动保护要求的，需要配置电动机差动保护。
当旁路开关K3断开，电动机由变频器拖动时，进线开关QF处保护装置的保护对象是开关出线以及变频器。
由于目前发电厂使用的变频器一般由整流变压器、控制柜等部分构成，即进线开关QF处保护装置的保护对象是开关出线以及整流变压器。
此时电动机成为与厂用电母线隔离后高压变频器的负荷，因而电动机的保护应由高压变频系统的控制器实现。
对于6～10kV整流变压器，一般对其配置常规变压器后备保护，在整定时和常规变压器略有差异。
此时电动机常规差动保护由于开关处电流和电动机中性侧电流频率不一致，无法进行差动保护，只能退出。
前一般变频器电动机保护配置有：电动机保护测控装置、电动机差动保护装置、变压器保护测控装置。
电动机保护装置和变压器保护装置通过旁路开关进行功能的投退：即旁路开关断开，此时为变频器拖动电动机方式，变压器保护装置投入，电动机保护装置和电动机差动保护装置退出；当旁路开关闭合，此时为工频电网直接拖动电动机，电动机保护装置和电动机差动保护装置投入，变压器保护装置退出。
目前此种保护配置方式主要存在两个问题：
(1)对于2000kW以上的电动机，需要配置差动保护。
因此，在变频器拖动电动机情况下，电动机差动保护退出，保护的可靠性受到影响。
(2)任意时刻，变压器保护装置、电动机保护装置只有一台投入使用，降低了装置的使用效率。
3变频器电动机差动保护
在使用变频器拖动电动机的情况下，传统电动机差动保护无法使用的原因为：电动机机端CT为图1中开关柜处的CT1和电动机中性侧CT即CT3这两处CT的电流频率不相同。
文献提出采用磁平衡差动保护来实现，但实际中存在几个问题：
(1)目前发电厂使用的电动机基本上都无法提供磁平衡差动所需要的中性侧电缆引出。
(2)磁平衡差动的电流是在变频器下方，非工频电流。
对于微机保护，按照工频50Hz整定的定值不适用于非工频情况。
由于差动保护的两侧电流必须为同一频率下电流。
可考虑在变频器下方、电动机上方加装一组CT，即CT2，此组CT可安装于变频器柜中，由CT2和CT3两组电流构成差动保护。
常规差动保护为相量差动，其原理是用傅里叶算法，根据一个周波的采样点计算出流入和流出电流的实虚部，再计算出差动和制动电流的幅值、相位后用相量比较的方式构成判据。
由于电流非50Hz工频，因此在进行傅里叶计算时需要通过频率跟踪保证计算结果的正确。
由于变频器下方无电压引入，因此通过常规的电压跟踪频率方式无法实现。
有厂家提出利用电流跟踪频率，但由于电流跟踪频率存在较大的误差，容易引起保护的误动、拒动，在实际中并不采用。
对于差动保护中采用的采样值差动，为微机保护中所有通道采样为电流在同一时刻的瞬时值：当被保护设备没有横向内部故障时，各采样电流值之和为零；当发生内部故障时，各采样电流值之和不为零。
采样值差动保护就是利用采样值电流之和按一定的动作判据构成。
与常规相量差动保护相比，采样值差动具有动作速度快、计算量少等特点，是微机差动保护领域的一个突破，己应用于母差、变压器等保护中。
采样值差动不涉及傅氏计算，变频器所带来的谐波也不会影响其计算精度，因此，对工作于25～50Hz的高压变频电动机，其差动保护可以利用该算法实现。
江苏金智科技股份有限公司基于采样值差动原理开发的变频器电动机差动保护，已经在现场成功投运，运行一段时间以来，未出现保护误动、拒动的情况，说明采样值差动可以应用于变频器电动机的差动保护。
该差动保护装置电流输入有3组CT，分别为开关侧CT1、变频器下方电动机上方增加的CT2、中性侧CT3，同时引入工频旁路开关接点。
当旁路开关接点闭合时，此时为常规相量差动，采用傅里叶算法，差动电流为CT1和CT3电流；当旁路开关接点断开时，此时为采样值差动，采用采样值差动算法，差动电流为CT2和CT3电流。
4变频器电动机后备保护
目前一般变频器电动机配置一台电动机保护测控装置和一台变压器保护测控装置，两台装置之间通过旁路开关进行投退。
由于任意时刻，两台装置只有一台投入使用，降低了装置的使用效率。
变压器保护主要功能包括过流保护、负序保护、接地保护、过负荷保护等；电动机保护功能，主要包括过负荷保护、过流保护、负序保护、零序保护及低电压保护等。
江苏金智科技股份有限公司在此基础上开发了一台全新的变频器电动机后备保护装置，装置中包含有变压器保护、电动机保护功能，其中的变压器保护、电动机保护功能的投退通过旁路开关接点所形成的硬压板进行控制，这样把原先两台装置的功能集成到一台装置中，提高现场装置的使用率。
此后备保护装置在多个现场得到了广泛应用，受到了用户的一致认可。
5结束语
对于目前发电厂用高压变频器带电动机的保护，传统地采用傅里叶算法的相量差动不太适用，可以采用采样值差动保算法实现差动保护；可以将现有的两台变压器和电动
机保护装置的功能集成在一台装置中，实现后备保护，这样既满足电动机保护的要求，又节省了成本。