高压电动机保护

来自百度文库.过热热值
发热时间常数τ应由电动机制造厂提供也可由 制造厂提供的电动机过负荷能力数据进行估算
如在X倍过负荷时允许运行t秒，则可得 τ==(X2-1.052)t
若有若干组过负荷能力数据，则取算出的值中 τ最小者 。 当厂家无提供时，可取8—9分钟
散热时间常数，可取32-36分钟，一般取4 倍发热常数。电动给水泵可取45分钟。
2．负序保护定值
✓启动值
I2.set按躲过正常运行时允许的负序电流整定 取I2.set=(0.3～0.4)IN
✓负序最长延时 t2.max
按电机能够承受的最长时限整定，一般取20秒
✓负序最短延时 t2.min
无外部短路闭锁时取(0.7--1.1)+0.4=1.1—1.9s 一般用反时限特性，如图5-19
二．电流速断保护
1．动作判据 Imax≥Iset.H 高定值, 启动前投入 Imax≥Iset.L 低定值, 启动后投入 t ≥tset 保护延时 Imax: A相C相取大者(或正序电流)
2．保护定值 ❖ 高定值躲过最大启动电流整定
Iset.H= Krel*Kst*IN/nTA（系数1.5*实测or取7） ❖ 低定值躲过自启动电流和躲过区外短路时电动机最大反馈
两相式纵差动保护 及比率制动特性
制动系数
躲最大启动电流时的不平衡 Inub.max=Kap*Kcc*Ker*Ist.max/nTA(Kap 取 1.5) S=(Krel*Inub.max-Iq)/(Ist.max/nTA-IN/nTA) (Krel取1.3--1.5；一般S为 0.3—0.4)
五.过热保护
任何原因引起的正序电流增大，出现负序电 流都会引起电动机过热。保护设有告警，跳 闸，禁止再启动。
1.动作判据
(Ieq*2-1.052)t≥τ 等效电流 Ieq*2=(k1*I12+k2*I22)/I2N2
其中 k1=1；k2=3～10 (可取6)； τ:过热时间常数
热积累达到70%时发过热告警信号 热积累达到100%时发过热跳闸命令
Iop= Krel/Kr*In 在启动结束后投入(也可以提前投入),动作时 间取1.2tst.max,发信号.
七.启动时间过长保护
电动机起动时间过长会造成电机过热
tm≥tst.set 允许最长启动时间1.2*tst.max
三相电流从0突变判别为启动。从启动电流达 到10%开始到电流过峰值后下降到112%IN测得的 时间为tm。启动过长保护在启动完毕后自动退出。
3．负序热值 Ａ
Ａ＝K2t*(Iq/I2.set) K2t=0.006～0.01；K2t的选取应使Ａ>0.2秒
负序电流保护注意事项
当装有反时限时，电动机采用容断器时， 电动机动作时间必须大于熔断器熔断时间。
否则不宜采用反时限保护。
四. 接地保护（零序电流保护）
1.动作判据
Io≥Io.set 当Iφmax≤1.05I2N 或Io≥[1+(Iφmax/I2N-1.05)/4]Io.set 当Iφmax>1.05I2N to≥to.set
一．电流纵差动保护
用于定子绕组及引出线相间短路的保护。
1.动作判据
动作量： IOP=|Ia+Ia’|；A相和C相 制动量： Ires=1/2*|Ia-Ia’|；A相和C相
用比率制动特性，如图5-9、10
2.定值整定
最小动作电流Iq Iq=Krel*Kap*Kcc*Ker*IN/nTA （ 0.2—0.4） 系数(1.5*1*0.5or1.0*0.1)
2、转子： 同步电机的转子有两种结构型式，即凸极式和隐极式
1）凸极式：转子有明显的突出的磁极，气隙分布不均匀。 2）隐极式：转子作成圆柱形，气隙均匀分布。 区别：对于高速旋转 的同步电机，在转子结构上，我们采 用隐极式，而对于低速旋转的电机，由于转子的圆周速度较低， 离心力较小，故采用制造简单、励磁绕组集中安放的凸极式结 构。
十.电动机堵转保护
电动机在启动过程和运行过程中发生堵转， 电流增大，容易烧毁电机，所以设置堵转 保护。作用于跳闸。
分两类 不引入开关触点时 在电动机起动结束后投入，如果在启动过程
中发生堵转，由启动时间过长起堵转保护 作用。
Iop=1.3-1.5In T=1.2Tset
引入开关触点时 转速开关本身就是动作条件之一 Iop=1.5~2In T=0.8Tset
电动机过负荷 电动机供给电压过低和过高 投入运行时异步电动机相序错误，运行过程中电动机轴
承温度过高以及转子鼠笼断条 对同步电动机来说，还有失步，失磁故障
高压电动机保护类型
电流纵差动保护 电流速断保护 负序电流保护(不平衡保护) 接地保护 （零序电流保护） 过热保护 （温度保护 ） 过负荷保护 启动时间过长保护 低电压保护 过电压保护 堵转保护
特性图5-17
采用最大相电流
Iφmax作制动量
2．定值计算
定值
电流定值按躲过电动机外部发生接地故障时的最 大电容电流二次值，应实测或按经验数据取得
Io.set=Ko*3Ioc (ko=2～3)
时间定值
零序保护延时,一般取to.set=0秒，对熔断器加 接触器控制的电机，建议to.set不小于0.3秒 采用零序电流互感器获取电动机的零序电流
电流整定
Iset.L=Krel*Kst*IN/nTA（系数1.3*6)
❖ 时限
当电动机用断路器出口时，动作时间取0s 当电动机用F-C做出口时,取0.3秒, 额定电流 较大时取0.4s。此时Krel可取1.1。
3.电动机启动时间
用实测启动时间乘1.2倍,一般电机可取 10s。
用其判断何时启动结束。
八. 低电压保护
防止电机自启动,对次要电机或不要自启动的电机装设。 三个线电压均低于定值且要用低电流闭锁,TV断线和开关跳闸闭 锁 定值：I段 Uset.L=(65－70)%UN 动作时间取0.5s II段取45-50%Un 动作时间取9-10s
九. 过电压保护
过电压保护动作电压 Uop=1.3Un T=2s
3．灵敏度校验
Id=Ik.min/nTA Ires=1/2*Ik.min 由Ires求对应Iop
Ksen=Id/Iop>=2 差动电流速断保护取3—8倍额定电流
电动机纵差保护注意事项
1.由于保护装设在开关柜上，造成TA二次电缆长
度相差比较大，特别电动机离开关柜较远时更加 严重，这就造成不平衡电流显著增大的现象 ，甚 至中性点出现饱和。要特别注意TA二次侧阻抗不 匹配的问题。 2.如无法解决二次不匹配问题，则要采用提高定 值来躲过启动时的误动，此时我们可适当提高比 率制动斜率而不宜采用提高最小动作电流的措施。
同步电动机、柴油发电机和调相机一般作成凸极式。
同步电机的主要结构
与异步电机一样，同步电机也是由定子及转子两大部分所组成，定子 上有三相交流绕组；转子上则有励磁绕组，通入直流电流后，能产生磁场。
1、定子： 同步电机的定子有时也称为电枢，由定子铁芯、
电枢三相绕组、机座和端盖等部件所组成。
同步电机的定子 铁芯是由硅钢片冲制 后叠装而成。当大型 同步电机冲片外圆的 直径大于1m时，由于 材料标准尺寸的限制， 必须做成 扇形冲片， 然后按圆周拼合起来 叠装而成。
过热告警系数，一般取70%-80%的过热 跳闸值
过热闭锁跳闸系数，一般取50%。 注意事项
正确计算电动机的额定电流，否则造成实 际电流大于计算电流引起热积累误跳。
六． 过负荷保护
启动值躲正常运行负荷
Il.set=Krel*Iloa.max (Krel=1.15—1.2) 或 Il.set= (1.3—1.5)I2N
同步电机的分类
按运行方式，同步电机分发电机、电动机和调相机。 按结构型式，同步电机分旋转电枢式和旋转磁极式。 旋转磁极式同步电机按磁极形状，又分隐极式和凸极式两种。
按原动机类别,同步电机分为汽轮发电机、水轮发电机和柴油 发电机等。 按冷却介质和冷却方式分，有空外冷、氢冷、水内冷
汽轮发电机一般作成隐极式，现代汽轮发电机均为2极，转速为 3000转/分钟，水轮发电机采用凸极式，极数多，转速低。
高压电动机保护
电机的分类
❖ 一.交流电机 二.直流电机
❖ 1.同步机 同步电机工作时，电机的转子通入直流电，产生类似永磁体 产生的磁场，而定子上通入三相交流电，此时定子随磁场变 化同步旋转 同步电机一般用于发电，也用于比较精确的控制
❖ 2.异步机 异步电机工作时候，只有定子通电（三相交流电），转子由 于受到感应电流产生磁场（原理同变压器），由于是感应电 流，所以，产生磁场旋转时候要滞后定子磁场一个角度，在 定子侧看，是定子磁场拖动转子旋转。转速要低于同步转速， 所以就称之为异步电机。 异步电机一般造价低廉，用于要求 不高的场合，也更加广泛。
十一.正序过电流保护
在电动机起动后投入 动作电流Iop=1.3In 动作时间t=1.2Tset
正序过流保护与不引入开关触点的堵转护， 过负荷保护等是合一的
谢谢！
大型同步发电机通常用汽轮机或水轮机作为原动机来拖动， 故前者称为汽轮发电机，后者称为水轮发电机。
汽轮发电机：转速高，采用隐极式。
水轮发电机：转速低，采用凸极式。
电动机故障和异常运行状态如下
定子绕组相间短路 定子绕组匝间短路 定子绕组单相接地 异步电动机起动时间过长 电动机运行过程中三相不平衡 运行过程中电动机发生堵转 电动机机械过负荷，供电电压降低和频率降低引起异步
电动机起动时间经验值
1.循环水泵，电动给水泵，送风机，吸风 机，磨煤机一般取20s
2．其它启动较快的取10s
三.负序电流保护(不平衡保护)
负序保护用于作为匝间短路,断相,相序 反,电源不平衡及不对称短路的后备保护， 转子开焊以及不对称过负荷等。
1.动作判据
I2≥I2.set
(I2*2 – K22)*t≥A t≥t2.min及 t≤t2.max A：负序热值；K2=I2.set/IN