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1、 高压电动机保护一 高压电动机故障和异常运行状态及其保护方式二 电动机的相间短路保护三 电动机的其他电流保护五 实操四 电动机的电压保护1参考材料1.电动机：是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈（也就是定子绕组）产生旋转磁场并作用于转子鼠笼式式闭合铝框形成磁电动力旋转扭矩。2.电动机的工作原理：磁场对电流受力的作用，使电动机转动。 电动机工作原理2参考材料鼠笼型异步电动机主要部件拆分图3参考材料一：高压电动机故障和异常运行状态及其保护方式n高压电动机故障和异常运行状态及其保护方式n高压电动机的故障和异常运行状态n高压电动机通常指 310kV 供电电压的电动机n主要故障有： 电动机定
2、子绕组、供电电缆的相间短路故障（最严重） 单相接地短路 一相绕组的匝间短路n异常运行状态有：起动时间过长 一相熔断器熔断或三相不平衡 堵转 过负荷引起的过电流 供电电压过低或过高。4参考材料n定子绕组的相间短路危害n引起电动机本身绕组绝缘严重损坏、铁芯烧伤n造成供电电网电压的降低，影响或破坏其他用户的正常工作n要求切除电机n高压电动机单相接地危害n如果接地电流大于10A，电动机定子铁芯将烧损n可能发展成匝间短路或相间短路n视接地电流大小，切除故障电动机或发出报警信号5参考材料n高压电动机保护配置n纵差动保护和电流速断保护 2MW n负序电流保护n起动时间过长保护n过热保护n堵转保护（过电流保护
3、）n单相接地保护（零序电流保护）n过负荷保护等n低电压和过电压保护其它电流保护电压保护相间短路保护6参考材料 定子相间短路定子相间短路故障故障 一相匝间短路：一相匝间短路：无专门保护无专门保护 单相接地：单相接地：用于接地电流大于用于接地电流大于5A的情况的情况 10A以下动作于信号以下动作于信号 10A以上动作于跳闸以上动作于跳闸 另外：另外：在系统电压下降严重时，为保证重要电动机在系统电压下降严重时，为保证重要电动机的自起动，应装设低电压保护。的自起动，应装设低电压保护。2000kW以下以下 电流速断保护电流速断保护2000 kW以上以上速断灵敏度不满足速断灵敏度不满足差动差动保护保护7参
4、考材料不正常工作状态不正常工作状态过负荷过负荷 原因是：原因是：1、机械负荷的过载；、机械负荷的过载；2、供电网络电压和频率的降低而使电动机转速、供电网络电压和频率的降低而使电动机转速下降；下降；3、电动机起动或自起动时间过长；、电动机起动或自起动时间过长；4、高压电动机由于断路器接触不良或低压电动、高压电动机由于断路器接触不良或低压电动机熔断形成断相运行等。机熔断形成断相运行等。保护带时限动作于发信号、跳闸或自动减负载保护带时限动作于发信号、跳闸或自动减负载 8参考材料电动机状态 电动机按照运行状态，有停机态、起动态、运行态之分。 如果Imax0.125Ie，电动机处于停机态； 电动机原本处
5、于停机态，检测到Imax 0.125Ie：如果Imax 1.125Ie，认为电动机进入起动态；如果Imax 1.125Ie，则认为电动机起动结束，直接进入运行态。 如果电动机原本处于起动态，检测Imax ，如果0.125Ie Imax 1.125Ie，认为电动机进入运行态；Imax 0.125Ie，则电动机进入停机态。 其中Imax为电动机机断电流最大值。 二：电动机的相间短路保护9参考材料n电流速断保护n作为容量小于2MW 电动机的相间短路的主保护，保护动作于跳闸，宜采用两相式。n安装地点尽可能靠近断路器n在电动机起动时不应动作n有高、低两个整定值n高定值：按照躲过电动机的最大起动电流整定n
6、低定值：在电动机起动后投入，按躲过电动机的最大自起动电流，以及外部三相短路故障时电动机向外提供的最大反馈电流整定t1：躲开启动瞬间峰值电流；t2：与接触器时间配合10参考材料11参考材料高值：按躲过电动机的最大起动电流整定；延时 t1=0.1s低值：按躲过外部故障切除后电动机的最大自启动电流整定；外部三相短路故障时电动机向外提供的最大反馈电流。可靠系数可靠系数 ，取，取1.5 GL取取1.41.6 。 电动机起动电流电动机起动电流12参考材料延时：接触器控制的电动机t2=0.3s；断路器控制的电动机t2=0s；熔断器-高压接触器控制，t2与熔断器熔断时间配合。灵敏度校验灵敏度校验 电动机出口最
7、小两相短路电流值电动机出口最小两相短路电流值 如不满足要求，则改用差动保护。如不满足要求，则改用差动保护。13参考材料电动机电流速断保护原理接线图电动机电流速断保护原理接线图a-两相式接线；b-两相差接线3。接线。接线14参考材料二 纵差动保护15参考材料n纵差动保护n电流纵差动保护用于容量为2MW 及以上、或容量小于2MW，但电流速断保护不能满足灵敏度要求的电动机n电动机容量在5MW 以下时，采用两相式接线；5MW 以上时，采用三相式接线（保HUYTJ证一点区内故障，一点区外故障时能够动作）n保护动作于跳闸n电动机差动保护接线示意图16参考材料图 7- 2 电动机纵差保护原理接线图 a-采用
8、DL型电流继电器两相式接线； b-采用BCH-2型差动继电器三相式接线17参考材料动作电流整定动作电流整定动作电流按躲过电动机额定电流整定。动作电流按躲过电动机额定电流整定。 可靠系数可靠系数 ，DL取取1.5 2， BCH-2取取1.3，高灵敏度接线取，高灵敏度接线取0.55灵敏度校验灵敏度校验 电动机出口最小两相短路电流值电动机出口最小两相短路电流值 18参考材料高压电动机保护n保护整定（采用比率制动特性）n躲过电动机全电压下起动时，差动回路的最大不平衡电流n躲过外部三相短路电动机向外供给短路电流时，差动回路的不平衡电流n躲过电动机正常运行时，差动回路的不平衡电流n电流互感器二次回路断线时
9、应闭锁保护，并发信号n差动电流速断保护，动作电流一般可取38 倍额定电流19参考材料躲过电动机正常运行时，差动回路的不平衡电流20参考材料21参考材料n负序电流保护（不平衡保护）n负序电流保护主要针对各种非接地的不对称故障，（匝间短路、断相、相序接反、电压不平衡）n负序电流保护动作于跳闸n可以根据需要选择定时限特性或反时限特性n当电动机的负序电流大于正序电流时，可判定为外部发生两相短路n当负序电流小于正序电流时自动解除闭锁第三节 电动机的其他电流保护一、负序电流保护22参考材料23参考材料综合考虑电动机正序、负序电流所产生的热效应，为电动机各种过负荷引起的过热提供保护，也可作为电动机短路、起动
10、时间过长、堵转等后备保护。二、过热保护分为三部分：过热告警、过热跳闸、过热禁止再起动。K2=6, 起动时间内K1=0.5, 起动结束后K1=1.024参考材料n过热保护综合考虑电动机正序电流、负序电流所产生的热效应，为电动机各种过负荷引起的过热提供保护n也作为电动机短路、起动时间过长、堵转等后备保护n采用等效运行电流模拟电动机的发热效应n过热保护跳闸时，禁止电动机再起动n电动机过热跳闸后，当减小到HB值以下时，允许电动机再起动25参考材料电动机过热保护的定值：26参考材料三、堵转保护n堵转保护（正序过电流保护）（1.52.0倍额定电流）n当电动机在起动过程中或运行中发生堵转，电流急剧增大，可能
11、造成电动机烧毁，因此装设堵转保护n保护的动作时间，按最大允许堵转时间整定，保护动作于跳闸n保护在电动机起动时自动退出，起动结束后自动投入n正序过电流保护也可作为电动机的对称过负荷保护27参考材料28参考材料 四、零序电流保护电动机的接地故障电流大小取决于供电系统的接地方式，即供电变压器的中性点接地方式通常采用零序电流互感器取得零序电流，实现零序电流保护当单相接地电流大于当单相接地电流大于5A时装设。时装设。小于小于10A，动作于发信号；，动作于发信号；大于大于10A，延时动作于跳闸。，延时动作于跳闸。 29参考材料30参考材料五、 过负荷保护过负荷保护可根据需要设置动作于跳闸或动作于信号n动作
12、时间与电动机允许的过负荷时间相配合n保护动作时限应大于电动机的起动时间，一般取916Sn动作值按躲过电动机的最大负荷电流整定。31参考材料第四节 电动机的电压保护1 装设低电压保护的原则和要求装设低电压保护的原则和要求原则：原则：1）当当电电源源电电压压短短路路时时降降低低或或中中断断后后又又恢恢复复时时，为为保保证证重重要要电电动动机机的的自自起起动动，在在其其它它相相对对不不重重要要的的电电动动机机上上装装设设0.5s时限时限的低压保护，作用于跳闸。的低压保护，作用于跳闸。2）根据工艺要求和安全技术要求，当电源电压长期降低）根据工艺要求和安全技术要求，当电源电压长期降低或消失后或消失后不允
13、许自起动的电动机不允许自起动的电动机，应装设带，应装设带9 10s时时限的低电压保护，作用于跳闸。限的低电压保护，作用于跳闸。3）重要且允许自起动的电动机重要且允许自起动的电动机不装设。不装设。一 电动机的电压保护32参考材料要求：要求：1）当当电电压压互互感感器器一一次次侧侧或或两两次次侧侧发发生生各各种种断断线线时时，保护装置均不应误动作，并应发出断路信号。保护装置均不应误动作，并应发出断路信号。2）当当电电压压互互感感器器一一次次隔隔离离开开关关或或隔隔离离触触头头因因误误动动作作被被断断开开时时，保保护护装装置置不不应应误误动动作作，并并发发出出信信号。号。3）0.5s和和10s的的地
14、地电电压压保保护护动动作作电电压压应应分分别别整整定定。当当电电源源电电压压降降低低到到额额定定电电压压的的60%70%时时，首首先先以以0.5s延延时时切切除除不不重重要要的的电电动动机机，当当电电压压继继续续降降到到额额定定电电压压的的40%50%，低低电电压压保保护护经经10s延延时时切切除除不不允允许许长长时时间间失失电电后后再再自自起起动动的的重重要电动机。要电动机。4）接接线线中中应应采采用用能能长长期期耐耐受受电电压压的的时时间间继继电电器器如如选用选用DS-110型时间继电器。型时间继电器。33参考材料欠压保护为了保证重要电动机的自起动，对于不重要的电动机，在电压降低后，低电压保护动作。欠压保护经PT 断线闭锁。此种欠压保护方式可称为“分散式低电压保护”。如果装置不配置操作板，且开关位置接入，或者装置配置操作板，则欠压保护受合位闭锁；否则保护起动前电压必须大于1.05 倍整定值。34参考材料TV断线判据：35参考材料电动机过电压保护的构成n当供电电网电压过高时，会引起电动机铜损和铁损增大，电动机的温升，因此装设过电压保护n动作条件：当三个相间电压均高于整定值时，保护经延时跳闸n整定值：1.21.3Ue36参考材料 实 操37参考材料
