电动机差动保护装置

WDZ-5231电动机差动保护装置

1装置功能

WDZ-5231电动机差动保护装置主要用于10KV及以下2000KW及以上三相异步电动机的差动保护，与配套的WDZ-5232电动机保护测控装置共同构成大型电动机的全套保护。

WDZ-5200系列电动机保护装置还包括WDZ-5232电动机保护测控装置、WDZ-5233电动机综合保护测控装置，三者在保护、测控功能的区别见下表所示。

2保护功能及原理

2.1电动机状态

电动机按照运行状态，有停机态、起动态、运行态之分。

如果I max<0.125I e，电动机处于停机态；

电动机原本处于停机态，检测到I max>0.125 I e：如果I max>1.125 I e，认为电动机进入起动

态；如果I max ≤1.125 I e ，则认为电动机起动结束，直接进入运行态。

如果电动机处于起动态，检测I max ，如果0.125 I e

其中I max 为电动机机端电流最大值。 2.2

差动起动元件

装置差动速断和比率差动采用突变量起动元件和过流起动元件，当差动电流发生突变或者差动电流的最大值大于相应的过流定值时，起动元件动作并展宽10s ，开放起动继电器。 2.3

差动电流制动电流计算公式

按照同名端同在一侧的原则，进行差动电流的计算，即为两侧电流的矢量和；制动电流按照两侧电流绝对值和的一半计算。

差动电流：l h I I DI ∙

∙

+=

制动电流：2/)(l h I I HI ∙

∙+=

2.4 差动速断保护 2.4.1

保护动作逻辑框图

I da >I cdsd

I dc >I cdsd

I db >I cdsd

2.4.2

保护动作判据

cdsd I DI

>max

式中，I cdsd ：差动速断保护动作电流整定值（A ） 2.5

比率差动保护

装置采用三折线比率差动原理，其动作曲线如下图所示，第3折线斜率固定为1。比率差动保护必须在电动机不在停机态时，方才有效。

DI Isd

Icdqd

0.5Ie HI

3Ie

2.5.1 保护动作逻辑框图

HI ≤0.5I e DI>I cdqd

0.5I e

DI-I cdqd >K×(HI-0.5I e CT 断线

HI>3I e

DI-I cdqd -K×2.5Ie>HI-3I e

2.5.2 保护动作判据

()⎪

⎩⎪

⎨⎧>->⨯--≤<-⨯>-≤>e

e e cdqd e e e cdqd e cdqd I HI I HI I K I DI I HI I . I HI K I DI I HI I DI 3 35.23 50 5.05.0 式中，I cdqd ：比率差动保护动作电流整定值（A ）

I e ：电动机运行额定电流二次值（A ）

2.6

延时CT 断线告警功能

延时CT 断线判别逻辑为：六个电流中仅有一个电流小于0.125倍额定电流，且其它五个电流均大于0.125倍额定电流，且连续超过2秒满足此条件，则发出CT 断线告警信号，但不闭锁比例差动。 2.7

瞬时CT 断线闭锁功能 CT 断线判别是基于以下假设的：

(1) CT 断线不是所有相同时发生的； (2) CT 断线与故障不是同时发生的。 满足下述任一条件不进行CT 断线判别：

(1) 起动前某侧最大相电流小于0.2Ie ，则不进行该侧CT 断线判别； (2) 起动后最大相电流大于1.2Ie ；

(3)起动后任一侧电流比起动前增加；

只有在比率差动元件动作后，才进入瞬时CT断线判别程序，这也防止了瞬时CT断线的误闭锁。

某侧电流同时满足下列条件认为是CT断线：

(1)只有一相或二相电流为零；

(2)其它二相或一相电流与起动前电流相等；

通过控制字投入或退出瞬时CT断线可闭锁比率差动。

2.8磁平衡差动保护

通常的基于电流平衡原理的电动机差动保护，在电动机自起动和外部短路暂态过程中，由于两侧电流互感器对穿越性暂态电流的传变特性不一致，产生不小的暂态不平衡差动电流，造成差动保护误动。

现场机端CT和中性侧CT二次电缆可能长度不一致，甚至相差很大，造成CT二次负载相差较大，出现电流传变特性不一致，产生一定的不平衡差动电流，造成差动保护误动。

磁平衡差动保护三相接线如下所示，电动机每相绕组的始端（机端）和终端（中性侧）引线分别入、出磁平衡电流互感器TA0的环形铁芯。在电动机正常运行或外部短路时，各相始端和终端电流一进一出，互感器一次安匝为零，二次无输出，保护不动作。由此可见，在电动机没有发生相间短路的情况下，依靠互感器一次励磁安匝的磁平衡，互感器二次侧没有不平衡电流，从而彻底根除电动机自起动和外部故障短路暂态过程中的误动作。

T A0

T A0

T A0

磁平衡差动保护装置需要和专用磁（自）平衡CT配合使用，从中性侧三相电流接入。此时传统差动保护不再使用。

2.8.1 保护动作逻辑框图

I al >I cph

I cl >I cph

I bl >I cph

2.8.2

保护动作判据

⎪⎩⎪⎨

⎧>>cph

cph

l t t I I max 式中，I lmax ：磁平衡A 、B 、C 相电流（I al ，I bl ，I cl ）最大值（A ）

I cph ：磁平衡差动保护动作电流整定值（A ） t cph ：磁平衡差动保护动作时间整定值（s ）

2.9

保护定值

2.10 软压板

装置提供软压板功能，在进行软压板投退过程中，会产生软压板虚拟遥信变位信息。

3 背板端子和接线原理图

3.1

模拟量输入

I ah 、I bh 、I ch 为电动机机端三相保护电流，有额定5A 和1A 之分。

I al 、I bl 、I cl 为电动机中性侧三相保护电流，有额定5A 和1A 之分。如果为磁平衡保护，此电流从磁平衡CT 引入，为保证精度，一般选择二次CT 额定为1A 。