大型电动机起动继电保护研究
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gus ehe lcrc lm oo o —tru u c s rno . s p oe to ch me h sbe n s c e su l p i d t r — ih wh t ree ti a t rh tsa t p S c e so t Thi r tc in s e a e u c s fly a ple o p o
Ke y wor ds:e e ti a o or;r l y p ot ci n ;c l s a t ho -t t l c rc lm t e a r e to od—t r ; tsar
0 引 言
大 型 电动 机是 大型 厂矿 企业 中数 量众 多 的重
端设有 重 合 闸装 置 ; 电源失 电时 , 次要 电动机通 过 继 电保 护 装置 的失 压 保 护 跳 开 , 重要 电动 机 则 在 母 线 电源 重新投 入后 进行 自起 动 。并 联在 同一 条
现, 因此有 些关 于 电流 的保 护要 进行 改变 : 电流一
段 ( 转 保 护 )自动 升 为 电 流 定 值 的 整 定 倍 数 堵 ( 4倍 ) 电流 二 段 退 出 ; 时 限 电流 保 护 自动 1— ; 反 升为 电流 定值 的整定倍 数 ( 4倍 )过 负 荷保 护 1— ; 退 出 ; 动保 护 退 出 或增 加 延 时 等 。在起 动完 成 差
压 变化 , 限制 起 动 电流 不 至 于过 大 。 电流 增 大 至 J 以上 而后 降至 J , , 以下 , 种起 动 过程 电流 大 于 此 , 时 间 比较 长 。软 起 动 可 有 效 降低 电动 机 的 电
电流变化 由无 流 ( 于某 个值 如 0 2 A) 小 . 开始 增 大或 是断路 器 位 置 由分 到 合 , 为 电动 机开 始 判 冷 起 动 , 时开始 , 计 在起 动 时问 内进行 正常 的起动
善 电动 机 的继 电保护 提供 了方 法 。
1 电动 机 的起 动 分 析
在 工厂 供 电 中 , 般 会 有 多 台 电动 机 并 联 挂 一
图 1 电 动机 运 行 不 意 图
在 同一 条母 线 下 运 行 。在 正 常 工 作 开始 时 , 并联 在 同一 条母 线下 的 电动 机 依 次 起 动 , 动 完 成 后 起
母 线下 的 电动机 运行 示意 图如 图 1 示 。 所
要 电气 设备 。如何 为 电动机 提供更 加 先进 可靠 的
保 护措 施 , 为工 厂 的安全 生产 提供 强 大 的支 持 , 一 直是 设 备运 行部 门和继 电保 护装 置生 产厂 家非 常 关 注 的问题 。本 文 分析 了 电动机起 动 中继 电保 护 存在 的问题 , 提 出 了解 决这 些 问题 的思路 , 完 并 为
51 —
运 行与保护 l M A C E
电札 与粒 芾 应 闭 21, I ) J 0 1 8(I 3
()常规起动 。额 定电压下直接起 动 , 1 电流 由
零突然增 大 至 4 5 以上 ( 为 电动机 额 定 电流 , ., 下 同) 而后 降至 , 以下 。如图 2中曲线 1 示 。 , 所
t cin s ta d efc iey i rv h eia y a d r l b l y o lcrc lmo o e a r tc in e t e n f t l mp o e te d l c n e i i t fee t a tr rl y p oe t . o e v c a i i o
正 常运行 。为保 证重 要 电动机 在 电源 突然失 电下
2 电动机 的起 动 方 式
2 1 冷 起 动 .
电动机 正常 起 动 时一 般 为 空 载 或 轻 载起 动 , 此 时有 以下 几种起 动方 式 :
一
的 正常运 行 , 还会 设 有备 用 电源 , 是 在 电源 进 线 或
图 2 电动机 正常起动 电流 曲线示意 图
生产厂 家对 电动 机起 动都 配有起 动超 时保 护或是
2 2 热起动 .
电动 机正常 运 行 中突然 断 电 , 时 电 动 机 的 此 运行特 点 如 下 : 电动 机 还 在 转 动 ( 速 下 降 ) 短 转 ,
路器 位 置 为合 位 , 电流 不 为零 , 电压下 降 ; 时 经 短 重合 闸或 备用 电源 自投后 的带 载 自起 动 。在短 时
时 的过热运 行 , 能 长 时 间过 热 运 行 。 电动 机 在 不
曲线 l 一全 压 起 动 ; 曲线 2 一传 统 降压 起 动 曲线 3 一降压软起动; 曲线 4 一变频 软起动 。
大 电流起动 时 , 如果长 时 间不能 正常起 动 , 就可 能 会 引起 电机 发热 烧毁 电动机 。现 在继 电保 护装 置
压起 动 , 使得起 动 电流 曲线更加 平稳 , 动 电流更 起
小 。如 图 2中曲线 4所示 。
断 路
起 动成 功
图 4 电 动机 冷起 动逻 辑 图
3 2 问题分 析 .
由于 电动机 长 时 间过 热 运 行 , 会破 坏 电 动机
的绝缘 , 降低 电动机 的寿命 , 因此 电动 机 只允许 短
中堵 转保 护 判 别 。经 过 整 定 时 间 后 进 行 电流 判 别 , 此时 电流 大 于某 个 值 则认 为 电动 机起 动超 如
时 , 起 动超 时保 护 ” 作 跳 闸 , 果 此 时 电 流小 “ 动 如
于某 个值 则 认 为 电动 机 起 动 成 功 , 起 动 结 束 标 “
2 Z e gh uR i i eh o g o ,t. Z e gh u4 0 0 , hn ) . hn zo u a T c nl yC . Ld , h nzo 50 1 C ia t o
Ab t a t h a g lcrc l trw sa ay e s r c :T e lr e ee t a moo a n lz d,i cu i gi o n o d sat p mo e tri gc aa trs i n ld n t h t d c l tru d ,sat h r ce i— s a n
间内, 电压变化 如 图 3所示 : t , 间为 失 电前 。~t 时 的正 常 运 行 状 态 下 的 电压 , t 时 间 为 失 电时 ~t
起动中堵转保护 , 通过判断电流从零突然增大 , 或 是通 过判 别断路 器位 置从 分位 变合 位来判 别 电动 机起 动过 程 , 果长 时间不 能 正常起 动 , 要跳 开 如 就 以免 烧坏 电动 机 。同时在 起动 过程 中有 大 电流 出
G a— S N i .of UH ii. O GXa dn l 0
( . zo gTaj gEetcP w rS re n o nu a o o , t. Wuh n 5 10, hn ; 1 Wuh n i i lc i o e uvya dC u sh t n C . Ld , zo g7 10 C ia nn r i
3 电动机起动 的继 电保 护现状
3 1 现 有起 动判别 .
( )传统 降压 限流 起动 。通 过定子 回路 串接 2 电抗 器 、 采用 自耦 变或采 用 Y △起 动 等方 法 降低 / 起 动 电流 , 起 动 电 流仍 在 3 以上 。如 图 2中 但 曲线 2所示 。 ( )降压 软起 动 。采用 软起 动器 控制 电流 电 3
后, 起动 超时保 护退 出 , 他保 护变 为正 常值 进人 其
的 电压 变 化 曲线 , t 以后 为 电 源重 新 投 入
运行 中的保护 状态 。因此 正 确判别 电动 机 的起动
过 程非 常重要 , 以上 都 只 能是 对 电动 机 的冷 起 但
t s a d r ly p o e t n sau ,p t o wad t e p oe t n s h me o lc r a tr sa tp a d dsi g ih i n ea r t ci t t s u s fr r o a n w r tci c e n ee t c lmoo tru n it u s c o o i n meh d fre e t c l t rh tsa t h o g h smeh d o b u t ot g n lcrc c r n q a e it g ain C — t o lc r a o o -tr.T r u h t i o i mo t o fa r p l ea d ee t u r t u r n e r t O v a i e s o o e ai g wi t r n me o t rt cin,w a v i a gn lc r a trd et alr o —t r b it — p r t t sa i g t — u o e t n h t i p o e c n a od d ma ig ee t c l i moo u ofi et h tsat y dsi u o n
8 0 6 0 4 0 2 0
0
动 进行 判断 , 电动机 的热起 动不 能判 断 。 对 现 在 电动机 的保护 配置 中有一 项是 低 电压保
护 , 目的就是 在 断 电后 跳开不 重要 电动机 , 其 保证 重要 电动机 的热起 动 。如果不 能正 确判 断 电动机 的热起 动 , 造成 适得其 反 的效果 : 会 本来 轻载 电动
摘
7 1O 5 0; 1
400 ) 5 0 1
要: 简要分析 了大型电动机冷热起 动方式 、 动特性 、 起 电动机起动 的继 电保护现状 , 出了全 新的 电 提
动机起 动保 护方案 , 并针对性地提 出了电动机热起动的判别 方法 , 通过 电压 突变 电流平方 积分判别法 和起动 超 时保 护相 互配合 , 能够有效判别 电动机热起动是否成功 , 从而避免电动机热起动失败损坏电动机 , 此方案 已 成功应用 于电动机继 电保 护装置 中, 有效 提高了电动机起动继 电保护 的灵敏性和可靠性 。
迫 札 再控 制 应 用 21, 1 ) 01 8(1 3
运行 与保护 ; M A Ec
大 型 电 动 机 起 动 继 电保 护 研 究
顾 海鹂’ 宋 晓东 ,
(. 1 吴忠 天净 电力勘 测 设计 咨询 有 限公 司 , 宁夏 吴忠
2 郑 州瑞 泰科技 有 限公 司 , 南 郑 州 . 河
关键 词 :电动 机 ; 电 保 护 ;冷 起 动 ; 起 动 继 热 中图分类号 : M 37 3 文献标志码 : T 0 . A 文章 编 号 :6 36 4 (0 1 1-0 1 3 17 - 0 2 1 ) 1 5 - 5 0 0
S u y o g e ti o o t ri g Rea o e to t d fHu e Elc rc M t r S a t ly Pr tc i n n
志 ” 1 电动 机开始 处 于正 常状 态运 行 。 电动 机 置 , 起动 逻辑 判别 如 图 4所示 。
起动失败 跳 闸
/ m < O.
流 , 起 动 电 流 仅 为标 准 电机 常 规 起 动 电流 的 其
5 % 。如 图 2中 曲线 3所示 。 O ( )变频 软起 动 。采用 高性 能可控 硅变频 调 4
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0 引 言
大 型 电动 机是 大型 厂矿 企业 中数 量众 多 的重
端设有 重 合 闸装 置 ; 电源失 电时 , 次要 电动机通 过 继 电保 护 装置 的失 压 保 护 跳 开 , 重要 电动 机 则 在 母 线 电源 重新投 入后 进行 自起 动 。并 联在 同一 条
现, 因此有 些关 于 电流 的保 护要 进行 改变 : 电流一
段 ( 转 保 护 )自动 升 为 电 流 定 值 的 整 定 倍 数 堵 ( 4倍 ) 电流 二 段 退 出 ; 时 限 电流 保 护 自动 1— ; 反 升为 电流 定值 的整定倍 数 ( 4倍 )过 负 荷保 护 1— ; 退 出 ; 动保 护 退 出 或增 加 延 时 等 。在起 动完 成 差
压 变化 , 限制 起 动 电流 不 至 于过 大 。 电流 增 大 至 J 以上 而后 降至 J , , 以下 , 种起 动 过程 电流 大 于 此 , 时 间 比较 长 。软 起 动 可 有 效 降低 电动 机 的 电
电流变化 由无 流 ( 于某 个值 如 0 2 A) 小 . 开始 增 大或 是断路 器 位 置 由分 到 合 , 为 电动 机开 始 判 冷 起 动 , 时开始 , 计 在起 动 时问 内进行 正常 的起动
善 电动 机 的继 电保护 提供 了方 法 。
1 电动 机 的起 动 分 析
在 工厂 供 电 中 , 般 会 有 多 台 电动 机 并 联 挂 一
图 1 电 动机 运 行 不 意 图
在 同一 条母 线 下 运 行 。在 正 常 工 作 开始 时 , 并联 在 同一 条母 线下 的 电动 机 依 次 起 动 , 动 完 成 后 起
母 线下 的 电动机 运行 示意 图如 图 1 示 。 所
要 电气 设备 。如何 为 电动机 提供更 加 先进 可靠 的
保 护措 施 , 为工 厂 的安全 生产 提供 强 大 的支 持 , 一 直是 设 备运 行部 门和继 电保 护装 置生 产厂 家非 常 关 注 的问题 。本 文 分析 了 电动机起 动 中继 电保 护 存在 的问题 , 提 出 了解 决这 些 问题 的思路 , 完 并 为
51 —
运 行与保护 l M A C E
电札 与粒 芾 应 闭 21, I ) J 0 1 8(I 3
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零突然增 大 至 4 5 以上 ( 为 电动机 额 定 电流 , ., 下 同) 而后 降至 , 以下 。如图 2中曲线 1 示 。 , 所
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正 常运行 。为保 证重 要 电动机 在 电源 突然失 电下
2 电动机 的起 动 方 式
2 1 冷 起 动 .
电动机 正常 起 动 时一 般 为 空 载 或 轻 载起 动 , 此 时有 以下 几种起 动方 式 :
一
的 正常运 行 , 还会 设 有备 用 电源 , 是 在 电源 进 线 或
图 2 电动机 正常起动 电流 曲线示意 图
生产厂 家对 电动 机起 动都 配有起 动超 时保 护或是
2 2 热起动 .
电动 机正常 运 行 中突然 断 电 , 时 电 动 机 的 此 运行特 点 如 下 : 电动 机 还 在 转 动 ( 速 下 降 ) 短 转 ,
路器 位 置 为合 位 , 电流 不 为零 , 电压下 降 ; 时 经 短 重合 闸或 备用 电源 自投后 的带 载 自起 动 。在短 时
时 的过热运 行 , 能 长 时 间过 热 运 行 。 电动 机 在 不
曲线 l 一全 压 起 动 ; 曲线 2 一传 统 降压 起 动 曲线 3 一降压软起动; 曲线 4 一变频 软起动 。
大 电流起动 时 , 如果长 时 间不能 正常起 动 , 就可 能 会 引起 电机 发热 烧毁 电动机 。现 在继 电保 护装 置
压起 动 , 使得起 动 电流 曲线更加 平稳 , 动 电流更 起
小 。如 图 2中曲线 4所示 。
断 路
起 动成 功
图 4 电 动机 冷起 动逻 辑 图
3 2 问题分 析 .
由于 电动机 长 时 间过 热 运 行 , 会破 坏 电 动机
的绝缘 , 降低 电动机 的寿命 , 因此 电动 机 只允许 短
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时 , 起 动超 时保 护 ” 作 跳 闸 , 果 此 时 电 流小 “ 动 如
于某 个值 则 认 为 电动 机 起 动 成 功 , 起 动 结 束 标 “
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起动中堵转保护 , 通过判断电流从零突然增大 , 或 是通 过判 别断路 器位 置从 分位 变合 位来判 别 电动 机起 动过 程 , 果长 时间不 能 正常起 动 , 要跳 开 如 就 以免 烧坏 电动 机 。同时在 起动 过程 中有 大 电流 出
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3 1 现 有起 动判别 .
( )传统 降压 限流 起动 。通 过定子 回路 串接 2 电抗 器 、 采用 自耦 变或采 用 Y △起 动 等方 法 降低 / 起 动 电流 , 起 动 电 流仍 在 3 以上 。如 图 2中 但 曲线 2所示 。 ( )降压 软起 动 。采用 软起 动器 控制 电流 电 3
后, 起动 超时保 护退 出 , 他保 护变 为正 常值 进人 其
的 电压 变 化 曲线 , t 以后 为 电 源重 新 投 入
运行 中的保护 状态 。因此 正 确判别 电动 机 的起动
过 程非 常重要 , 以上 都 只 能是 对 电动 机 的冷 起 但
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动 进行 判断 , 电动机 的热起 动不 能判 断 。 对 现 在 电动机 的保护 配置 中有一 项是 低 电压保
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摘
7 1O 5 0; 1
400 ) 5 0 1
要: 简要分析 了大型电动机冷热起 动方式 、 动特性 、 起 电动机起动 的继 电保护现状 , 出了全 新的 电 提
动机起 动保 护方案 , 并针对性地提 出了电动机热起动的判别 方法 , 通过 电压 突变 电流平方 积分判别法 和起动 超 时保 护相 互配合 , 能够有效判别 电动机热起动是否成功 , 从而避免电动机热起动失败损坏电动机 , 此方案 已 成功应用 于电动机继 电保 护装置 中, 有效 提高了电动机起动继 电保护 的灵敏性和可靠性 。
迫 札 再控 制 应 用 21, 1 ) 01 8(1 3
运行 与保护 ; M A Ec
大 型 电 动 机 起 动 继 电保 护 研 究
顾 海鹂’ 宋 晓东 ,
(. 1 吴忠 天净 电力勘 测 设计 咨询 有 限公 司 , 宁夏 吴忠
2 郑 州瑞 泰科技 有 限公 司 , 南 郑 州 . 河
关键 词 :电动 机 ; 电 保 护 ;冷 起 动 ; 起 动 继 热 中图分类号 : M 37 3 文献标志码 : T 0 . A 文章 编 号 :6 36 4 (0 1 1-0 1 3 17 - 0 2 1 ) 1 5 - 5 0 0
S u y o g e ti o o t ri g Rea o e to t d fHu e Elc rc M t r S a t ly Pr tc i n n
志 ” 1 电动 机开始 处 于正 常状 态运 行 。 电动 机 置 , 起动 逻辑 判别 如 图 4所示 。
起动失败 跳 闸
/ m < O.
流 , 起 动 电 流 仅 为标 准 电机 常 规 起 动 电流 的 其
5 % 。如 图 2中 曲线 3所示 。 O ( )变频 软起 动 。采用 高性 能可控 硅变频 调 4