电动机的启动电流与速断保护定值配合分析

电动机的启动电流与速断保护定值配合分析

刘晓峰邵天宝

(中国石油哈尔滨石化公司仪电车间 150056)

摘要：本文通过调阅电动机启机波形，分析电动机启动电流，提出修改速断保护定值方案，解决了启机时出现速断保护动作跳闸问题。

关键字：启动电流速断保护综保周波

引言

电动机作为传动和控制系统中的重要组成部分，在石油化工行业得到广泛应用。由于电动机启动电流很大，如何设定保护定值既能躲过启机大电流，又能故障时准确动作停止启机，是继电保护工作者不断探讨问题。本文通过工作中发生的电动机启动时速断保护动作问题，分析了启机波形，提出了解决方法。

1 存在的问题

我公司某装置共有五台高压增安型同步电机，技术协议与出厂说明书均确定电动机在全压启动时启动倍数在5倍左右，按照所配置的美国GE公司F650综保要求，电动机速断保护一次值考虑到可靠系数与返回系数，取8倍电动机额定电流即可。在试运过程中，五台电机均出现速断保护动作跳闸，检查电机绝缘及接线无误后，将定值整定为10倍电机额定电流，试运时偶尔会有电机速断动作跳闸，检查综保的故障记录，显示动作时电机电流确实在10倍以上。将上述情况与电机制造厂沟通，制造厂认为是电机启动时电网电压偏高（2200kW、3300kW同步电机启动时，会使公司电网产生约10%的压降，因此在大容量电机启动前，均会人为调高电网电压），而现场人员更倾向于电机制造厂提供的电机启动电流倍数不准确（电机制造厂一般不是通过全压启动录波方式获得电机启动倍数，而是通过降压启动分阶段记录数据通过理论计算得出的），双方各执一词。

2 波形分析

通过调阅综保故障录波图形，可以明显的看到，在电动机启动的前两个周波，电流倍数明显高于电机制造厂提供的数值，在第三个周波开始，电流倍数与制造厂提供的数值比较吻合。

2.1电机额定功率Pn=2200kW，额定电流In=243A，启动电流倍数Ia/In=5.0倍（电机铭牌）。启动电流峰值4200A，Ia/In=17.3倍。启动电压波形见图1

图1

2.2电机额定功率Pn=3300kW，额定电流In=367.5A，启动电流倍数Ia/In=4.64倍（电机铭牌），启动电流峰值4845A，Ia/In=1

3.2倍。启动电压波形见图2

图2

3 速断保护定值分析

正常情况下，综保的电流速断保护动作时间为50毫秒，即两个半周波。通过录波图形可得出以下结论：

3.1电机制造厂通过降压启动方式得到的电机启动倍数方法不够科学。

3.2电机得电瞬间，由于激磁，暂态电流大于稳态启动电流。

3.3电机暂态大电流时间一般较短，不超过三个周波。

3.4综保动作速度快，不能避开电机启动暂态过程影响。

4 解决方法

按照继电保护整定原则，为避免避雷器击穿对速断保护的影响，速断保护动作时间应大于0.06~0.08秒；按照继电保护整定原则，在满足保护灵敏度的条件下，可以适当增大保护定值。

4.1按照电机制造厂提供的电机启动电流倍数，正常整定速断保护定值，速断保护增加0.05秒延时，以躲过启动暂态影响。

4.2在满足保护灵敏度的条件下，将电机速断保护定值按照18倍整定。

结论

微机型综保大规模应用后，在继电保护整定上与以往的电磁式保护相比，主要在动作值和动作时间上不同，微机型综保动作值更精确，动作速度更快。以电动机速断保护整定为例，电磁式保护动作时间在0.10~0.15秒，可靠系数1.8~2.0，微机型综保动作时间0.05秒，可靠系数1.3~1.4，由于定值更加准确，动作时间更短，从而产生了新的问题，要多研究，找出最优的解决方案。