【正文】 常啟動，長啟動保護(hù)不動作；若在１．２０時間內(nèi)，ｋ＞１．１２５Ｉ，說明電動機未能正常啟動，長啟動保護(hù)動作?測量電動機啟動時間的方法?。常保欤寒?dāng)電動機的最大相電流從零突變到１０％ｔ時開始計時，直到啟動電流過峰值后下降到１２０％ｉ，時為止，其間的歷時稱為啟動時間０，見圖４－ｌ所示。４．２電流速斷保護(hù)電機的電流速斷保護(hù)可以保護(hù)電機的相間短路故障，并用電機出口的故障短路電流來校驗。廠用高壓輔機采用變頻器供電后，由變頻器啟動的負(fù)荷曲線可以發(fā)現(xiàn)，啟動時基本沒有沖擊，最大啟動電流僅略高于電動機的額定電流。實際上保護(hù)出口的沖擊電流主要是高壓變頻器投入時移相變壓器的空載合閘時的勵磁沖擊電流，故電流速斷保護(hù)的整定計算可以借用整流變壓器的計算方法。但是由于通常我們只知道電機的額定電流，所以考慮到變頻器本身的一定損耗，可以把電機的額定電流乘以系數(shù)來作為移相變壓器的額定電流，根據(jù)計算，通常?。保铮螅虂碜鳛橐葡嘧儔浩鞯囊淮晤~定電流來進(jìn)行整定。高壓變頻器中移相變壓器的低壓刪直接帶功率單元，當(dāng)移相變壓器低壓側(cè)出現(xiàn)短路時，高壓受頻器必然應(yīng)停止工作。由此，當(dāng)變壓器低壓側(cè)出現(xiàn)短路時，可以小考慮其選擇性，直接將移相變壓器從高壓系統(tǒng)中切除。Ｗ不考慮選擇性，所以高壓變顛器中移相變壓器的遮斷整定值．按躲過移相變壓器空投勵磁涌流就可以了。雖然功率單元中含有大容姑電弈，移相變月三器帶功率單元臺閘時，勵磁涌流將比空載投入時小，且移相變壓器采用的特殊結(jié)構(gòu)人人抑制了勵磁涌流。從該波形可以看出，變頻器充電．移相變壓器勵磁，其后按８倍變壓器額定電流整定后多次臺閘均朱發(fā)生臺閘時電漉速斷跳閘情況。ＨＩ系列變頻器Ｚ勵磁涌流較低．主要是岡為低壓預(yù)充電的設(shè)計。按８倍額定值檔定不僅能及時保護(hù)高壓側(cè)及變壓器內(nèi)部備故障，還能延伸刮變壓器低爪側(cè)進(jìn)行保護(hù)，同時變頻器裝置的保護(hù)能及時地保護(hù)設(shè)備。另外，國內(nèi)柏些廠家將電流速斷動作電流在電動機啟動過程和返行過程按不同的方式規(guī)定：在規(guī)定的啟動時問內(nèi)取高整定值，以躲開人的啟動電流：啟動結(jié)束后取低檔定值，此時只需考慮躲開止常運行時大的負(fù)荷Ｉｂ流，這樣既可以避開ｌｎ動機啟動開始瞬間的暫態(tài)峰值電流，又提高了電流遮斷保護(hù)在止常運行狀態(tài)下的靈敏度，目前金智科技的ＷＤＺ４００ＥＸ系列微機廠用電綜臺保護(hù)制控裝置凌伊的ＤＧＲ２３４２電動機綜合保護(hù)測控裝置均為采ｊＨ了速斷保護(hù)兩段式整定原理設(shè)計出來的產(chǎn)晶。綜上所述，應(yīng)圳高壓變顛器后電機的速斷保護(hù)按Ｆ式整定： 速斷動作時間０可?。埃保担埃玻懊?４．３采樣值差動保護(hù)及相關(guān)原理研究４．３．１相量差動保護(hù)所遇到問題的分析１．頻率寬范圍變化對保持采樣率不變方法的影響波的采樣值計算出采樣電流相量的實部和虛部。這種實現(xiàn)方法理論可行，但面臨以下問題：此時一個周波的采樣點數(shù)Ⅳ是隨頻率變化的，此時需要保護(hù)裝置實時檢測當(dāng)前頻率．廠，算出每周波的采樣點數(shù)Ⅳ，再算出當(dāng)前頻率下的余弦系數(shù)口。和正弦系數(shù)，同時檢測過零點，對于過零點后一個周期。（１）對運算速度要求很高。通常的差動保護(hù)是算好了系數(shù)保存為定值直接取用，比較好實現(xiàn)，而此方案則需要實時的計算每個采樣點的余弦系數(shù)和正弦系數(shù)，而且該計算是超越函數(shù)運算，所需計算量較大，難以滿足繼電保護(hù)快速實時計算的要求；（２）存在計算準(zhǔn)確度問題。因為采樣率不變而頻率變化時，算出的每周波采樣點數(shù)Ⅳ很難是整數(shù)，必須先四舍五入取整，所以根據(jù)這個Ⅳ值算出的每個采樣點的傅立葉系數(shù)存在偏差，這樣算出的采樣電流相量值也存在偏差，對于保護(hù)性能是有影響的。２．頻率寬范圍變化對頻率跟蹤的影響頻率跟蹤是始終保持每個周波的采樣點數(shù)恒定，采樣率．ｆ隨頻率的變化而變化。這種方法需要實時測頻來調(diào)整采樣率，優(yōu)點是進(jìn)行離散傅立葉計算中每個采樣點的正、余弦系數(shù)是固定的，計算量較小。但也存在問題：當(dāng)工作頻率高于工頻時不會影響到采樣的測量精度，但當(dāng)頻率降得很低的時候，還保持一周波固定點采樣則會對測量精度有較大影響。分析如下：變頻器的輸出信號中包含很高的頻率成分，電動機差動保護(hù)只需要使用基波成分，為了不對微機保護(hù)的硬件系統(tǒng)提出過高的要求，可以對輸入信號先進(jìn)行模擬低通濾波，降低其最高頻率，從而可選擇較低的采樣頻率。為此，差動保護(hù)需要配置前置模擬低通濾波器。根據(jù)采樣定理，低通濾波器的截止頻率．ｆ應(yīng)該小于采樣頻率．ｆ的一半才能防止混頻，即應(yīng)滿足Ｚ＞２Ｚ。頻率跟蹤時有Ｎ＝Ｚ／彳成立，Ｚ為基波頻率。當(dāng)石很低時，為保持周波采樣點數(shù)Ⅳ不變，Ｚ也應(yīng)該很小，而截至頻率．，二在滿足采樣定理的條件下應(yīng)該小于采樣率的一半，低通濾波器的截止頻率就只能按低值時的基波頻率設(shè)計。這樣，當(dāng)系統(tǒng)工作在較高頻率時，采樣電流中的高次諧波都衰減了，采樣電流的幅值降低很大，會嚴(yán)重影響測量精度、計算精度及差動保護(hù)的靈敏度。目前常用的相量差動保護(hù)都是針對工作頻率為工頻附近設(shè)計的，保護(hù)廠家不能保證變頻運行時差動保護(hù)可以正確動作，因此許多電廠的電機在變頻運行時差動保護(hù)不得不退出運行。對于變頻運行方式下電動機的主保護(hù)，文獻(xiàn)［２】提出采用磁平衡式縱差保護(hù)。具體接線見圖４．３、圖４＿４。電動機每相繞組的始端和終端引線分別穿過磁平衡式電流互感器一次。在電動機止常運行或外部短路時，各相始端和終端電流一進(jìn)一出，互感器一次安匝數(shù)零，二次側(cè)無電流輸出，保護(hù)不動作。因此還可以克服傳統(tǒng)的電流平衡式縱差保護(hù)在電動機啟動和外部短路時，由于電動機兩側(cè)的電流互感器暫態(tài)特性不一致造成的誤動作。要實現(xiàn)上述文中提出的保護(hù)方案，存在以下問題：１．該方案只適用于中性點具有分相引線的電動機，且需要安裝磁平衡式電流互感器，存在需對電機本體結(jié)構(gòu)改造的問題，現(xiàn)場實施存在一定困難；２．變頻器輸出側(cè)電流存在諧波分量，尤其在低頻段工作時，諧波分量更高，“完美無諧波”只是針對變頻器輸入側(cè)而言，輸出電流高次諧波分量對電機磁場有一定影響，電機運行中在磁路不對稱情況下引起漏磁通不一致，漏磁通不一致在ＣＴ內(nèi)將產(chǎn)生不平衡電流，影響了差動保護(hù)動作的準(zhǔn)確性。電動機變頻改造后，由于原先的差動保護(hù)在變頻供電時不能使用，所以目前國內(nèi)高壓變頻電動機保護(hù)現(xiàn)狀是無論容量大小均以電流速斷作為主保護(hù)。但這不符合繼電保護(hù)規(guī)程的規(guī)定，對于原本需要配置差動保護(hù)的高壓電動機來說是不夠的，因為電流速斷保護(hù)是針對嚴(yán)重故障的高整定值保護(hù)，靈敏度較低，不足以可靠保護(hù)高壓電動機，尤其是大容量高壓電動機的安全。也就是說，目前高壓變頻電動機保護(hù)配置不足，需要研究新的適合寬范圍調(diào)頻高壓電動機的保護(hù)配置方案。４．３．２采樣值差動保護(hù)原理根據(jù)常規(guī)相量差動保護(hù)由于頻率寬范圍變化而無法應(yīng)用這個原因，本文采用與頻率無關(guān)的采樣值差動保護(hù)作為需要配備差動保護(hù)的電動機的主保護(hù)。同相量差動相比，采樣值差動不需要計算采樣電流的有效值，它只是根據(jù)各個采樣點瞬時值滿足差動判據(jù)的情況來決定動作與否，當(dāng)檢測到采樣值連續(xù)若干點超過整定值時保護(hù)動作。根據(jù)基爾霍夫定律，流入一個節(jié)點的各支路電流之和為零。這個定理首先是按各支路電流的瞬時值計算的。各支路正弦電路相量和為零是這一定理的推廣。差動保護(hù)是基于這一定理的，也就是說，被保護(hù)設(shè)備內(nèi)沒有短路故障，即沒有新增一個額外支路時，原來各支路電流的瞬時值之和應(yīng)該等于零。對微機差動保護(hù)來說，當(dāng)各支路電流在同一時刻采樣時，所采得的是各支路電流在同一時刻的瞬時值，在被保護(hù)設(shè)備沒有橫向短路故障時，各采樣值之和為零。當(dāng)發(fā)生橫向短路故障，亦即被保護(hù)設(shè)備額外增加一個支路時，原來各支路電流的瞬時值之和便等于新增故障支路電流的瞬時值。采樣值差動保護(hù)就是利用此采樣值電流之和（稱作采樣值差動電流）按動作判據(jù)構(gòu)成的【”】。采用采樣值差動保護(hù)，即直接利用電流瞬時值進(jìn)行計算比較，只要ＣＴ能真實傳變二次電流，差動保護(hù)判據(jù)對每個采樣點都是有效的。近年來，采樣值差動保護(hù)原理逐漸在工程中得到實際應(yīng)用和推廣，現(xiàn)已陸續(xù)在母差保護(hù)，線路縱聯(lián)保護(hù)，變壓器保護(hù)中得到成功應(yīng)用。和常規(guī)差動保護(hù)一樣，為躲過電動機正常運行時不平衡電流的影響，采樣值差動保護(hù)采用非線性的制動特性，動作曲線如圖４＿５所示（以兩折線為例）。 以圖４石為例來分析采樣值差動保護(hù)的制動效果。區(qū)外故障時假設(shè)電流互感器相位誤差為零，而考慮幅值誤差時，采樣值差動與相量差動有完全相同的制動關(guān)系，因此下面考慮幅值誤差為零，而有相位誤差時的情況。從該表可以看出，與常規(guī)差動保護(hù)原理相比，采樣值差動保護(hù)有一個顯著的特點：不同點的制動效果不同。在穩(wěn)態(tài)過程，常規(guī)的差動保護(hù)中，用的是有效值，差動電流和施加的制動電流都是一個不隨時間變化的確定值，因而其保護(hù)的制動特性不會因為采樣數(shù)據(jù)窗的移動而發(fā)生變化。但是對采樣值差動保護(hù)來說，采樣值是隨時間而周期變化的。因此，‘、ｔ都隨時間變化。對每一個采樣點，它的采樣值制動特性的關(guān)系都不會一樣。對于采樣值差動保護(hù)而言，有一些采樣點制動效果較差，而另一些采樣點制動效果較好。這就要采取措施使得在被保護(hù)設(shè)備無內(nèi)部短路情況時，保護(hù)的判決能避開制動效果差的點，而又不影響內(nèi)部短路時保護(hù)能正確動作。這樣，上述特殊矛盾便可得到解決。為了防止少量采樣點的制動不足，可以選用重復(fù)多次判斷的方法，具體說就是連續(xù)Ｒ次采樣判決中有Ｓ次及以上符合動作條件則判決輸出動作信號，即所謂的“Ｒ?。印痹瓌t。４．３．３Ｒ、Ｓ及Ｒ．Ｓ的選取原則文獻(xiàn)【３３】從確保采樣值差動保護(hù)的制動性能不低于常規(guī)相量差動保護(hù)的角度分析得出結(jié)論：判別數(shù)據(jù)對應(yīng)的角度ｐ必須滿足０≥９００，設(shè)周波采樣點數(shù)為Ⅳ，則Ｓ應(yīng)該滿足Ｓ≥（Ｎ／４）＋ｌ：文獻(xiàn)【３４】把差動保護(hù)判據(jù)歸納為ＩＡｓｉｎｏｌ＞ｌＢｓｉｎ（０－ＡＯ）ｌ形式，經(jīng)過嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，證明對于采樣值電流差動保護(hù)，其動作判據(jù)的誤判區(qū)口≤７ｒ／２，為保證采樣值差動保護(hù)的可靠性，使其制動特性優(yōu)于至少等于常規(guī)相量差動保護(hù)，判別數(shù)據(jù)窗對應(yīng)的角度需滿足口≥ａ＇／２，同樣得出Ｓ≥（Ｎ／４）＋ｌ的結(jié)論。下面本文針對具體的和差制動、模值和制動和最大值制動，分析Ｒ、Ｓ及Ｒ－Ｓ的選取原則。１．和差制動區(qū)外故障假設(shè)ＣＴ相位誤差為零，而考慮幅值誤差時，采樣值差動與相量差動有完全相同的制動關(guān)系，以下主要考慮幅值誤差為零，而有相位誤差時的情況。設(shè)差動保護(hù)中兩側(cè)電流０、知的相位差為緲，區(qū)外故障時０、如幅值近似相等，綜合各種穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)因素，兩側(cè)相位最大變化范圍為１２００≤緲≤１８００，則０、知可分別表示為：它是隨時間（即鄉(xiāng)）或者說是隨采樣窗口（即采樣點）移動而變化的。對每一個采樣點，其制動特性的關(guān)系都不一樣。因此若要保證區(qū)外故障時采樣值差動保護(hù)制動性能等于或優(yōu)于相量差動，則必須有足夠的采樣點數(shù)的制動比滿足，如≤‰。也就是說滿足?！埽氲乃胁蓸狱c，其制動效果都等于或高于常規(guī)相量差動?？紤]臨界情況唬由式可得：即：２．模值和制動３．最大值制動綜上所述，要保證區(qū)外故障采樣值差動的制動特性優(yōu)于或等于常規(guī)相量差動，對于和差制動和最大值 ４章電動機變頻運行時保護(hù)及整定研究制動方式，Ｓ的選取應(yīng)滿足Ｓ＞０．２５Ｎ；對于模值和制動方式，Ｓ應(yīng)滿足Ｓ＞０．２７Ｎ。存在這樣的一種設(shè)想，即認(rèn)為提高采樣率可以有下列好處： 一是提高動作速度，即在相同的Ｒ、Ｓ值下，采樣率高或采樣周期短，則總的動作時間可以縮短；二是在動作時間不變的情況下可以增加重復(fù)次數(shù)，從而提高了可靠性。當(dāng)保持動作速度，同時提高采樣率和重復(fù)次數(shù)時，可以從重復(fù)次數(shù)的提高而使可靠程度有適度的提高。但實際上在多次重復(fù)計算過程中，可能產(chǎn)生錯誤結(jié)論的機會極小，而且即使產(chǎn)生，也僅是這若干重復(fù)次數(shù)中的一次。因此在適當(dāng)?shù)牟蓸勇实幕A(chǔ)上過多地增加采樣率的效果是不大的。Ｒ值的選取，需重點考慮以下２個因素：１．內(nèi)部故障時，采樣值差動數(shù)據(jù)窗可能遇上過零點，導(dǎo)致采樣值差動判據(jù)不滿足?？紤]極端情況，當(dāng)過零點位于兩采樣值中點時，有可能使連續(xù)兩采樣點不滿足差動判據(jù)，故一般需?。摇荩樱?。２．為保證采樣值差動判據(jù)的可靠性，及內(nèi)部故障時正確動作，外部故障時不誤動，尺一Ｓ值不宜過大，同時當(dāng)Ｓ確定后，Ｒ值過大也減小了動作速度。４．３．４采樣值差動保護(hù)動作模糊區(qū)的討論因為電流數(shù)據(jù)的采樣是離散化的，采樣初始時刻，也就是采樣點位置的不同會在一定的程度上影響保護(hù)的動作性能，如圖４－７所示，對于判據(jù)i＞Ｉｏ，同樣的電流。同樣的整定值，但對于采樣初始時刻不同的兩個采樣序列ａ和ｂ的判斷結(jié)果是不同的，采樣序列ａ有三個采樣點滿足式i＞Ｉｏ，而采樣序列ｂ只有兩個采樣點滿足式i＞Ｉｏ，也就是說為了能夠有三個點能夠滿足式i＞Ｉｏ，那么采用ｂ采樣序列的電流幅值會大于采用ａ采樣序列的電流幅值，因此瞬時采樣值電流差動保護(hù)在動作值上可能不同，也就是動作區(qū)間上有模糊區(qū)。具體說來，就是存在一個區(qū)間，當(dāng)工頻電流有效值，滿足i＞Ｉｏ時，采樣值差動能可靠動作：當(dāng)足Ｉ＜Ｉｏ時，采樣值差動保證不動作；但是當(dāng)Ｉｏ≤Ｉ≤Ｉｏ時，采樣值差動處于臨界狀態(tài)，保護(hù)可能動作也可能不動作，具體要根據(jù)工頻電流的相位而定。文獻(xiàn)【３３】以Ｓ＝４為例詳細(xì)討論了i＞Ｉｏ。的模糊區(qū)問題，本文將以Ｓ＝２為例討論島≥屯。以及i＞Ｉｏ的模糊區(qū)，以下關(guān)于模糊區(qū)的討論均基于 Ｒ ≥ Ｎ ／２的前提下展開的.４．３．５采樣值差動保護(hù)抗ＣＴ飽和原理ｚｌ包括了電流互感器的漏抗和二次負(fù)載阻抗，一般電阻分量占優(yōu)，在定性分析時可以當(dāng)作純電阻處理。由公式（４－４８）可知，鐵芯的飽和與一次電流的頻率有關(guān)：當(dāng)變頻器輸出的電流頻率越低，鐵芯越容易飽和。當(dāng)ＣＴ飽和不是非常嚴(yán)重時，通常的制動特性可以保證不會誤動作。當(dāng)ＣＴ進(jìn)入深度飽和時，現(xiàn)在比較成功的解決方案是采用時差法。即內(nèi)部短路時，差動保護(hù)與故障啟動元件幾乎是同時刻動作的。而外部嚴(yán)重故障，ＣＴ深度飽和時，差動元件總要較啟動元件晚一定時間以等待差流出現(xiàn)，差動元件才動作。這樣，利用啟動元件與差動元件時差的多少、有無，就可以判別是否出現(xiàn)嚴(yán)重飽和。飽和判別元件動作后，常規(guī)辦法是將保護(hù)閉鎖１００毫秒。這樣，在外部嚴(yán)重故障，ＣＴ飽和，但故障發(fā)展至內(nèi)部時，將會使保護(hù)延后１００毫秒跳閘。萬一出現(xiàn)這樣的故障，對電力系統(tǒng)的危害是很大的。ＣＴ飽和時，通常的制動特性誤動作的根本原因是兩側(cè)ＣＴ在飽和狀