【正文】 電動機繼電保護若干問題研究 21 參考文獻 [1] 李素杰 編譯． KRIWAN 熱敏電阻式電動機保護器．電氣開關(guān)． 1995（ 3）： 43～ 47． [2] 陳德桂．國外智能化電動機保護器與控制． [J].低壓電器， 1996（ 4）： 52～ 55． [3] 王維儉，電氣主設(shè)備繼電保護原理與應(yīng)用 .北京：中國電力出版社 .20xx. [4] 熊為群，陶然 .繼電保護自動裝置及二次回路 .第二版 .北京：中國電力出版社 .1999. [5] 李蔚 .電氣技能技術(shù)在工程設(shè)計中的應(yīng)用 .建筑電氣， 20xx,25（ 2）： 2933. 。對于此類保護裝置應(yīng)根據(jù)廠家提供的反時限特性曲線進行校驗，當(dāng)不能滿足選擇性要求時，按以下原則進行處理：對于不要求自啟動的電動機（如磨煤電動機），由于在后備保護動作出 口前已由母線低電壓保護動作（動作時間為 ）跳閘，因此可按 t′ ＝ 重新進行校驗；對于要求自啟動的 電動機及按 t′ ＝ 重新校驗仍不滿足選擇性要求的電動機，則宜將負序保護單元退出。 由于負序電流保護的動作時間 t 必須躲過外部兩相短路時后備保 護的動作時間，設(shè)所在母線后備保護的動作時間為 t′ ，由式（ 2）和式（ 13）， τ 2可整定為： τ 2＝ Ist（ t′ ＋ Δt ）／（ ） （ ） 式中 Δt 為時間級差，取 。 通常負序電流保護整定為 。由于本保護單元是通過測量正序電流實現(xiàn)的，當(dāng)發(fā)生兩相短路時，所測得的正序電流為： I)2( =I)2( / 3 （ ） 已知同一地點兩相短路電流與三相短路電流的關(guān)系為： I)2( = 3 I)3( /2 （ ） 因此，將式（ 7）代入式（ 6）得出兩相短路時流入繼電器的正序電流與三相短路電流的關(guān)系為： I)2( =I)3( /2 （ ） 式中 I)2( 為最小運行方式下，保護安裝處兩相短路時的正序電流； I)2( 為最小運行方式下，保護安裝處兩相短路電流； I)3( 為最小運行方式下，保護安裝處三相短路電流。 b．動作時間 t1 對于采用斷路器控制的電動機，選擇瞬時動作，即 t1＝ 0； 對于 F－ C 控制的電動機，由于短路故障由熔斷器切除，而非接觸器切除，應(yīng)整定帶一定的延時，一 般取 t1＝ 。但是，由于綜合保護的電流速斷是通過測量電動機的正序電流實現(xiàn)的，故定值計算及靈敏系數(shù)的校驗方法與常規(guī)保護不同。解決這一矛盾，只有通過時限來配合。因為當(dāng)故障支路切除后或備用電源自投后，要求非故障的電動機自啟動運行。 外部不對稱短路故障產(chǎn)生的負序電流 在電動機所在高壓母線上或靠母線很近的其它回路上（例如電動 機和廠用分支）發(fā)生兩相短路，將在非故障的電動機回路上產(chǎn)生達啟動電流一半的負序電流，在這種情況下，如果故障設(shè)備的瞬動保護（如差動、電流速斷）正確動作，則一般不會造成負序保護的誤動。因此，沒有必要由負序保護來切除。 正常運行時不平衡電壓產(chǎn)生的負序電流 從 的分析可知，只要出現(xiàn)很小的負序電壓，將在電動機中產(chǎn)生較大的負序電流。 ) 〕 =KIC=IC/ 3 = 由此可見，正常運行時發(fā)生 CT 二次回路一相斷線，產(chǎn)生了相當(dāng)于電動機工作電流 倍的負序電流，可能造成保護的誤動作。 負序電流對保護的影響 CT二次回路一相斷線 如果正常運行時發(fā)生 CT二次回路一相斷線，這時，通入繼電器僅有一相電流，使得負序電流濾序器產(chǎn)生輸出量。 )/〔 (5~ 8)IN〕 ≈（ +） E1exp(j30176。 )/〔 (5~ 8)IN〕 故有 Z++Z=E1exp(j25176。 ）左右，即： Z+=Zf=E1exp(j25176。 ）左右，而電動機啟動時，功率因數(shù)只有 ～ （相當(dāng)于阻抗角 72176。 在正常運行的情況下電動機定子回路發(fā)生一相斷線的瞬間，由于 慣性，這時電動機的轉(zhuǎn)差率基本保持不變，因此，仍可按正常運行的有關(guān)參數(shù)進行分析。 根據(jù)故障分析法，當(dāng)電動機定子線圈發(fā)生一相斷線時，負序電流為： I2=I1=E1/(Z++Z) ， S=1， Z+=Z=ZSC,有 I2=I1=E1/(Z++Z)=E1/(2ZSC)=(1/2Ist) （ ） 即負序電流為電動機啟動電流的一半。 內(nèi)部參數(shù)不對稱 造成電動機內(nèi)部參數(shù)不對稱的原因主要有：定子線圈相間短路、定子線圈匝間短路、定子線圈斷線、轉(zhuǎn)子斷條等。 設(shè)在電動機所在高壓母線上發(fā)生 BC相短路。 例如，設(shè) U2＝ UN，由于 Ist＝ 5～ 8IN，代入式（ 1）可得： I2＝（ 5～ 8） IN（ ／ UN）＝（ ～ ） IN 即只要存在額定電壓 5％的負序電壓，將會在電動機中產(chǎn)生達 25％～ 40％額定電流的負序電流。 a．正常運行時不平衡電壓產(chǎn)生的負序電流 設(shè)正常運行時不平衡電壓所產(chǎn)生的負序電壓為 U2，此時電動機回路的負序電流為： I2=U2/Z≈ U2/ZSC=UN/ZSC*U2/UN=IstU2/UN () 式中： Ist為電動機額定電壓下的啟動電流； Z－ 為負序阻抗； ZSC為啟動阻抗；UN為電動機的額定電壓。 電動機負序電流產(chǎn)生的原因 電網(wǎng)參數(shù)不對稱 電網(wǎng)參數(shù)不對稱包括正常 運行時的電源電壓不平衡和外部不對稱短路產(chǎn)生的不對稱電壓。 綜合保護整定計算中必須考慮的特殊問題 由于綜合保護采用了負序電流來實現(xiàn)斷相等保護功能，同時，速斷保護是由正序電流實現(xiàn)的。這種綜合保護裝置一般為微機型，其主要功能如下： a．短路保護（即電流速斷保護）：由正序電流保護實現(xiàn)； b．?dāng)嘞嗉胺聪啾Ｗo：由負序電流保護實現(xiàn)，為反時限特性； c．接地保護：采用零序電流互感器獲取零序電流實現(xiàn)； d．過熱保護：綜合計及電動機的正序電流和負序電流的熱效應(yīng)，對電動機過載、啟動時間過長和堵轉(zhuǎn)提供保護。對于起動困難的電動機，可按躲過實測的啟動時間來整定。但如果電動機裝有電流速斷保護時，可利用作為電流速斷保護的 GL 型繼電器的反時限過電流裝置（感應(yīng)元件）來時限過負荷保護。 nTAKrel電動機繼電保護若干問題研究 13 圖 23 兩相 繼電器式結(jié)線 圖 24 兩相兩繼電器結(jié)線 電流速斷的動作電流（速斷電流） Iqb ，按躲過電動機的最大起動電流 來整定，整定計算的公式為 Iqb = * （ ） 式中， Krel 為保護裝置的可靠系數(shù)，采用 DL 型電流繼電器時去 ～ ，采用 GL型繼電器時取 ～ 2。如果要求保護靈敏度較高時，可采用兩相兩繼電式接線如圖 23。 保護裝置的最小靈敏系數(shù)應(yīng)大于 2。其動作電流按大于本身的電容電流整定，即 Ikact＝ *（ 3Ikmax） （ ） 式中 Krel――可靠系數(shù)，取 4－ 5； Ikact――繼電器動作電流； 3Ikmax――外部發(fā)生故障時，由電動機本身產(chǎn)生的電容電流（流經(jīng)保護裝置的最大接地電容電流）。當(dāng)電動機回路發(fā)生單相接地時，在接地點的流經(jīng)本電網(wǎng)系統(tǒng)中的總接地電流，此時零序電流互感器的電流輸出，起動電流繼電器而最終經(jīng)過延時后動作于跳閘和信號。 電動機單相接地的零序電流保護裝置由零序電流互感器供給故障電流。如圖 24所示，繼電器 KA 可采用 DL11 型電流繼電器，也可以采用專門的差動繼電器。 要求最小靈敏系數(shù)大于 2。 nTAKrel電動機繼電保護若干問題研究 11 當(dāng)采用 B