电动机的主要保护及计算
一、速断保护
1.速断高值:动作电流高定值Isdg计算。按躲过电动机最大起动电流计算,即: Isdg=Krel×Kst×In In=Ie/nTA
式中 Krel——可靠系数1.5;
Kst——电动机起动电流倍数(在6-8之间); In——电动机二次额定电流; Ie——电动机一次额定电流; nTA——电流互感器变比。 2. 速断低值:按躲过区外出口短路时电动机最大反馈电流计算。厂用母线出口三相短路时,根据以往实测,电动机反馈电流的暂态值为5.8-5.9,考虑保护固有动作时间为0.04-0.06S,以及反馈电流倍数暂态值的衰减,取Kfb=6计算动作电流低定值,即:
Isdd=Krel×Kfb×In=7.8In
式中 Krel——可靠系数1.3;
Kfb ——区外出口短路时最大反馈电流倍数,取Kfb=6。
3.动作时间整定值计算。保护固有动作时间,动作时间整定值取: 速断动作时间: tsd=0s.
二、单相接地零序过电流保护(低压电动机) 1.一次动作电流计算。有零序电流互感器TA0的电动机单相接地保护,一次三相电流平衡时,由于三相电流产生的漏磁通不一致,于是在零序电流互感器内产生磁不平衡电流。根据在不同条件下的多次实测结果,磁不平衡电流值均小于0.005Ip(Ip为平衡的三相相电流),于是按躲过电动机起动时最大不平衡电流计算,低电压电动机单相接地保护动作电流可取: I0dz=(0.05-0.15)Ie
式中 I0dz——单相接地零序过电流保护一次动作电流整定值; Ie——电动机一次额定电流。 当电动机容量较大时可取:
I0dz=(0.05-0.075)Ie 当电动机容量较小时可取:
I0dz=(0.1-0.15)Ie
由于单相接地保护灵敏度足够,根据具体情况,I0dz有时可适当取大一些。根据经验,低电压电动机单相接地保护一次动作电流一般取I0dz=10-40A。 2.动作时间t0dz计算。取:
t0dz=0s。
三、负序过电流保护
电动机三相电流不对称时产生负序电流I2,当电动机一次回路的一相断线(高压熔断器一相熔断或电动机一相绕组开焊),电动机一相或两相绕组匝间短路,电动机电源相序接反(电流互感器TA前相序接反)等出现很大的负序电流(I2)时,负序电流保护或不平衡电流(△I)保护(国产综合保护统称负序过电流保护,而国外进口综合保护统称不平衡△I保护)延时动作切除故障。
1.负序动作电流计算。电动机两相运行时,负序过电流保护应可靠动作。
2.国产综合保护设置两阶段负序过电流保护时,整定计算可同时采用Ⅰ、Ⅱ段负序过电流保护。
(1)负序Ⅰ段过电流保护。按躲过区外不对称短路时电动机负序反馈电流和电动机起动时出现暂态二次负序电流,以及保证电动机在较大负荷两相运行和电动机内部不对称短路时有足够灵敏度综合考虑计算。
1)动作电流,采取经验公式,取:
I22dz=(0.6-1)In
一般取I22dz=0.6In 2)动作时间。取:
t22dz=(0.5-1)s。
(2)负序Ⅱ段过电流保护。按躲过电动机正常运行时可能的最大负序电流和电动机在较小负荷时两相运行时有足够灵敏度及对电动机定子绕组匝间短路有保护功能考虑。 1)动作电流,用经验公式,取:
I22dz=(0.15-0.3)In
一般取I22dz=0.15In
2)动作时间。一般取:
t22dz=(10-25)s。
四、长起动及正序过电流保护
长起动保护功能为起动过程中电动机堵转或重载起动时间过长,电动机起动超过允许的起动时间,电动机起动失败,长起动保护出口动作跳闸。如电动机起动正常,电动机起动结束后,长起动保护自动转为正常运行中的正序过电流保护(电动机运行中过负荷保护)。 1.国产综合保护长起动保护
(1)电动机额定起动电流计算。计算式为: Iqde=Ksta·In
式中 Ksta——电动机额定起动电流倍数,一般取Ksta=6-7。
(2)电动机起动时间整定值计算。根据实测的正常最长起动时间计算,即: tyd=(1.2-1.5)tst.max
式中 tst.max——电动机正常最长起动时间。
对起动时间较长的重要电动机,如送风机、吸风机、循环水泵、电动给水泵等电动机,取tyd=30s。
2. 国产综合保护正序过电流保护
(1)动作电流整定值计算。计算式为: I1g1=Krel·In
式中 Krel——可靠系数,取1.3—1.5。
(2)动作时间整定值计算。按电动机允许过负荷时间内保证电动机安全运行计算,如电动机在1.5Ie时允许运行420s,电动机自起动时间为10s,则可取两者中间的适中值,即t1g1=30-60s。正序保护一般可取:
t1g1=30-60s
五、电动机低电压保护
(1)为保证重要高压电动机自启动,必要时应加装0.5s延时切除Ⅰ、Ⅱ类电动机的低电压保护,其动作整定值为: 动作电压: Uqy=(0.6-0.7)Un 动作时间: tqy=0.5s
(2)生产工艺不允许在电动机完全停转后突然来电时自启动的电动机,如给水电动机、一次风机、送风机、排粉机等等电动机,根据工艺要求加装9s的低电压保护,动作后切除这些电动机,其动作整定值为: 动作电压: Uqy=(0.4-0.45)Un 动作时间: tqy=9s 六、高压电动机FC回路
对于高压电动机采用真空接触器(而不是真空断路器,如:我厂6KV磨煤机、灰渣泵)的回路,一般称为FC回路。FC回路带有闭锁保护跳闸出口的功能,以防止真空接触器切断超过其允许的短路电流。所以,具有FC回路闭锁保护跳闸出口功能的综合保护,其相电流速断整定计算不需考虑电流速断保护动作时间与高压熔断器时间配合,不需增加短延时,可以采用固有动作时间。
由于FC回路的真空接触器只能接通和断开电动机的起动电流和负荷电流,而不能断开超过其允许断开电流值的短路电流。如额定电压为6.3KV的真空接触器只可断开小于3800A的短路电流(我厂磨煤机、灰渣泵的遮断电流为3200A),而短路电流超过3800A时,则需用高压熔断器熔断切除短路电流。用于切断电压电动机短路电流的高压熔断器,应可靠躲过电动机正常运行和起动,并应有一定的可靠系数,同时又要考虑与保护动作时间的配合。 七、高压电动机比率制动纵差保护
对于容量为2000KW及以上的电动机或因装设电流速断保护灵敏系数不够时,中性点
侧具有分相引出线的电动机,应装设纵差动保护作为相间短路保护。
电动机工作条件基本上与发动机工作条件相似,发动机纵差动保护应躲过区外短路最大不平衡电流,而对电动机纵差动保护应躲过电动机起动时的最大不平衡电流。 1.最小动作电流Iset(或称为拐点电流)计算 按经验公式得:
Iset=(0.3-0.4)IM.N/nTA=(0.3-0.4)In 式中 Iset—— 最小动作电流(A);
IM.N —— 电动机一次额定电流;
In —— 电动机二次额定电流; nTA —— 电流互感器变比。 2.比率制动系数(斜率)K计算 按经验公式得: K=0.4-0.5 说明:我厂#1-6给水泵保护装置配置为:由WDZ-430(电动机综合保护测控装置)及WDZ-431(电动机差动保护装置)共同构成电动机的全套保护。 1.WDZ-431电动机差动保护装置主要用于大型(2000KW及以上,或主保护灵敏度校验不合格)三相异步电动机的差动保护。 2.完备的保护功能:
(1)差动速断保护(我厂退出) (2)分相比率差动保护(投跳) (3)整定值自动加倍(投入)
(4)CT断线闭锁差动并告警(投入) (5)故障录波 3.保护定值整定 序号 名称及含义 符号 单位 整定范围 1 电动机额定电流 Ie A 1.00-6.00 2 差动速断电流 Isd A 5.00-80.00 3 最小动作电流 Iset A 0.01-8.00 4 比率制动系数 tsd 0.01-9.99 5 电动机启动时间 tqd S 1.00-99.99 6 差动保护动作时间 tdz S 0.06-9.99 7 差动速断保护投入 退出、投跳 8 比率制动保护投入 退出、投跳 9 定值加倍投入 退出、投入 10 CT断线功能投入 退出、投入 4.分相比率差动保护
(1)装置分别采集电动机的端电流和中性线电流,计算出差电流和和电流。
(2)分相比率差动保护投跳,在A相和C相施加电流,此时若和电流I∑小于电动机额定电流In,差电流Id大于整定的差动保护最小动作电流Iset,保护延时tdz动作于跳闸。 (3)若和电流I∑大于电动机额定电流In,差电流Id大于整定的差动保护最小动作电流Iset,并且(Id-Iset)/(I∑-In)的比值大于整定的比率制动系数K,保护延时tdz动作于跳闸。 例:分相比率差动保护投跳,电动机额定电流In整定为2.00A,差动保护最小动作电流Iset整定为0.50A,比率制动系数K整定为0.40,在XD1-7、XD1-8(Ich)施加5.00A,其他电流输入端子不加电流,此时C相和电流I∑为2.50A大于电动机额定电流In,差电流Id大于整定的差动保护最小动作电流Iset,且(Id-Iset)/(I∑-In)的比值大于整定的比率制
动系数K,保护立即动作于跳闸。
(5)本保护在电动机启动时,带有约70ms延时,以避开启动开始瞬间的暂态峰值电流。 5.简介:差动速断保护(我厂已退出)
差动速断保护投跳,在A相或者和C相施加电流,使得A相或者和C相的差动电流大于整定的差动速断电流Isd,保护立即动作于跳闸。
例:差动速断保护投跳,差动速断电流Isd为5.00A,在XD1-7、XD1-8(Ich)施加5.00A,其他电流输入端子不加电流,此时C相差动电流Idc为5.50A,保护立即动作于跳闸。 6.整定值自动加倍
为防止在电动机较大的启动电流下,由始末端CT不平衡电流引起本保护误动作,本装置提供了整定值自动加倍功能,即在电动机启动过程中将整定值的差动保护最小动作电流值Iset和比率制动系数K自动加倍。 7.CT断线检测
装置设有CT断线判断功能,当发生CT断线时闭锁保护出口。CT判断逻辑为:四个电流中仅有一个电流小于0.125倍额定电流,且其它三个电流均大于0.125倍额定电流但小于额定电流时,才认为发生了CT断线,此时闭锁保护出口并发出CT断线信号。当CT断线条件不满足后,CT断线信号及指示灯自动复归,并自动解除保护出口闭锁。 八、#1-6厂低变保护
1.#1-6厂低变采用WDZ-440低压变压器综合保护测控装置,主要用于低压变压器(10KV/380V或6KV/380V)的综合保护测控。 2.完备的保护功能
(1)高压侧电流速断保护 (投跳) (2)高压侧电流限时速断保护 (投跳) (3)高压侧过流保护 (我厂退出) (4)高压侧过负荷保护 (投信) (5)高压侧负序过流一段 (我厂退出) (6)高压侧负序过流二段 (我厂退出)
(7)高压侧接地保护(高压侧定时限零序过流保护) (投信) (8)低压侧零序过流保护 (投跳) 3.保护定值整定
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 名称及含义 变压器额定电流 速断电流 速断时间 限时速断电流 限时速断时间 负序过流一段电流 负序过流一段时间 负序过流二段电流 负序过流二段时间 高侧零序过流倍数 高侧零序动作时间 高侧过流动作电流 高侧过流动作时间 高侧过负荷电流 符号 Ie Isd tsd Ixssd txssd I21dz t21dz I22dz t22dz I0Hdz t0H Ig1 tg1 Igfh 单位 A A S A S A S A S 倍 S A S A 整定范围 1.00-6.00 1.00-100.00 0.06-9.99 1.00-100.00 0.20-99.99 0.50-20.00 0.10-20.00 0.10-20.00 0.50-20.00 0.50-40.00 0.06-9.99 1.00-80.00 0.10-99.99 1.00-80.00 15 高侧过负荷时间常数 低侧零序动作电流 低侧零序动作时间 tgfh S 0.1-99.9 或0.02-4.0 定时限正常反时限 非常反时限 超长反时限 0.10-60.00 0.1-99.9 或0.02-4.0 定时限 正常反时限 非常反时限 超长反时限 0.06-650.00 0.06-650.00 0.06-65000 退出、投跳 退出、投跳 退出、投跳 退出、投跳 退出、投信、投跳 退出、投信、投跳 退出、投信、投跳 退出、投信、投跳 退出、投信、投跳 退出、投信、投跳 退出、投信、投跳 16 17 18 I0Ldz t0L A S 19 低侧零序动作曲线 20 开关量一动作时间 tkI1 S 21 开关量二动作时间 tkI2 S 22 开关量三动作时间 tkI3 S 23 速断保护投入 24 限时速断保护投入 25 负序一段保护投入 26 负序二段保护投入 27 高侧零序保护投入 28 高侧过流保护投入 29 高侧过负荷投入 30 低侧零序保护投入 31 开关量一保护投入 32 开关量二保护投入 33 开关量三保护投入 4.保护功能试验
(1)高压侧电流速断保护
速断保护投跳,在A相或者C相施加电流大于整定的速断电流Isd,保护延时tsd动作于跳闸。
例:速断保护投跳,速断电流Isd整定为5.00A,速断时间tsd整定为0.10s。在XD1-5、XD1-6(A相)施加5.50A,保护动作于跳闸,动作时间为0.10s+保护出口固有延时时间。 (2)高压侧电流限时速断保护
限时速断保护投跳,在A相或者C相施加电流大于整定的限时速断电流Ixssd,保护延时txssd动作于跳闸。
例:限时速断保护投跳,限时速断电流Ixssd整定为5.00A,限时速断时间txssd整定为2.00s。在XD1-5、XD1-6(A相)施加5.50A,保护动作于跳闸,动作时间为2s+保护出口固有延时时间。
(3)高压侧过负荷保护
高压侧过负荷保护,其时间特性可选择定时限、正常反时限、非常反时限或超常反时限四种动作时间特性之一。
例:高压侧过负荷保护投跳,时间特性选择定时限,高压侧过负荷电流Igfh整定为5.00A,高压侧过负荷时间常数tgfh整定为0.50s。在XD1-5、XD1-6(A相)施加5.50A,保护动作于跳闸,动作时间为0.50s+保护出口固有延时时间。
相对应的,高压侧过负荷保护投信时,保护动作于告警发信。 (4)低压侧零序过流保护
低压侧零序过流保护,其时间特性可选择定时限、正常反时限、非常反时限或超常反时限四种动作时间特性之一。
例:低压侧零序过流保护投跳,时间特性选择定时限,低压侧零序电流动作值I0Ldz整定为5.00A,低压侧零序动作时间t0L整定为0.50s。在XD2-7、XD2-8(低压侧零序电流)施加5.50A,保护动作于跳闸,动作时间为0.50s+保护出口固有延时时间。
相对应的,低压侧零序过流保护投信时,保护动作于告警发信。 九、厂用6KV备用分支保护
1.我厂6KV备用分支采用WDZ-410线路综合保护测控装置,主要用于馈线、分支或母线分段回路的综合保护和测控。 2.完备的保护功能
(1)电流速断保护(低电压闭锁过流一段) (我厂退出) (2)电流限时速断保护(低电压闭锁过流二段) (投跳) (3)过电流保护(过流三段) (投跳) (4)接地保护(零序过流保护) (投信) (5)过负荷保护 (投信) (6)后加速保护
(7)独立的操作回路和防跳回路(选配) 3.保护定值整定 序号 名称及含义 1 回路二次额定电流 2 低电压闭锁定值 3 过流一段保护电流 4 过流一段动作时间 5 过流二段保护电流 6 过流二段动作时间 7 过流三段保护电流 8 过流三段动作时间 9 后加速保护电流 10 后加速动作时间 11 过负荷保护电流 12 过负荷动作时间 13 零序动作电流倍数 14 零序保护动作时间 15 过流一段保护投入 16 低电压闭锁过流一段 17 过流二段保护投入 18 低电压闭锁过流二段 19 过流三段保护投入 20 后加速保护投入 21 过负荷保护投入 22 接地保护投入 4.主要保护功能 (1)过流二段 其动作判据为:
符号 Ie Udybs Ig11 tg11 Ig12 tg12 Ig13 tg13 Ihjs thjs Igfh tgfh I0dz t0dz 单位 A V A S A S A S A S A S 倍 S 整定范围 1.00-6.00 10.00-90.00 2.00-100.00 0.06-9.99 2.00-80.00 0.10-99.99 2.00-80.00 0.10-99.99 2.00-80.00 0.06-9.99 2.00-80.00 0.10-999.9 0.50-40.00 0.06-9.99 退出、投跳 退出、投入 退出、投跳 退出、投入. 退出、投跳 退出、投跳 退出、投信、投跳 退出、投信、投跳 Imax>Ig12 t>tg12
Umin<Udybs(低电压闭锁)
式中:Ig12——过流二段保护动作电流值(A)
tg12——整定的过流二段保护动作时间(s)
过流二段保护投跳,低压闭锁过流二段投入,在A、B、C三相电流中任一相施加电流大于整定的过流二段保护电流Ig12,Umin<Udybs,保护延时tg12动作于跳闸。
例:过流二段保护投跳,低压闭锁过流二段投入,过流二段电流Ig12整定为5.00A,过流二段动作时间tg12整定为0.50s。低电压闭锁定值Udybs整定为80.0V。在XD2-1、XD2-2(A相)施加5.50A,不加电压(满足Umin<Udybs)保护动作于跳闸,动作时间为0.50s+保护出口固有延时时间。 (2)过流三段
其动作判据为:
Imax>Ig13 t>tg13
式中:Ig13——过流三段保护动作电流值(A)
tg13——整定的过流三段保护动作时间(s)
过流三段保护投跳,在A、B、C三相电流中任一相施加电流大于整定的过流三段保护电流Ig13,保护延时tg13动作于跳闸。
例:过流三段保护投跳,过流三段电流Ig13整定为5.00A,过流三段动作时间tg13整定为2.00s。在XD2-1、XD2-2(A相)施加5.50A,保护动作于跳闸,动作时间为2.00s+保护出口固有延时时间。 (3)过负荷保护 其动作判据为:
Imax>Igfh t>tgfh
式中:Igfh——过负荷保护动作电流值(A)
tgfh——整定的过负荷保护动作时间(s) (4)后加速保护
为防止合闸于故障线路,装置还提供了后加速保护。在后加速开关(开入1)闭合后,后加速保护投入5秒钟。
例:后加速保护投跳,后加速保护电流Ihjs整定为5.00A,后加速保护时间thjs整定为0.50s。短接XA2-12、XA2-16(开入一和24V公共端),在XD2-1、XD2-2(A相)施加5.50A,保护动作于跳闸,动作时间为0.50s+保护出口固有延时时间。 十、厂用6KV高压电动机
1.我厂6KV高压转机采用WDZ-430电动机综合保护测控装置,主要用于大型及中型三相异步电动机的综合保护和测控。对特大型电动机(2000KW及以上,或主保护灵敏度校验不合格)需加装与之配套的WDZ-431电动机差动保护装置(如给水泵)。 2.完备的保护功能
(1)电流速断保护 (投跳) (2)负序过流一段保护 (投跳) (3)负序过流二段保护 (我厂退出) (4)接地保护 (投跳) (5)过热保护 (我厂退出)
(6)过热禁止再启动保护 (我厂退出) (7)堵转保护 (我厂退出) (8)长启动保护 (投跳) (9)正序过流保护 (投跳) (10)过负荷保护 (投信) (11)欠压保护 (投跳) (12)PT断线告警 (投信) (13)独立的操作回路和防跳回路(选配) 3.保护定值整定
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 4.保护功能 名称及含义 电动机额定电流 速断电流高值 速断电流低值 速断动作时间 电动机启动时间 负序过流一段电流 负序过流一段时间 负序过流二段电流 负序过流二段时间 零序动作电流倍数 零序保护动作时间 过热告警定值 发热时间常数 散热时间 重启动过热闭锁值 堵转保护电流 堵转保护时间 电动机额定启动电流 电动机允许堵转时间 正序过流动作电流 正序过流动作时间 过负荷保护电流 过负荷保护时间 欠压保护动作值 欠压保护动作时间 速断保护投入 负序一段保护投入 负序二段保护投入 接地保护投入 过热保护投入 堵转保护投入 长启动保护投入 正序过流投入 过负荷保护投入 欠压保护动投入 PT断线告警投入 符号 Ie Isdg Isdd tsd tqd I21dz t21dz I22dz t22dz I0dz t0dz θa Tfr Tsr θb Iddz tddz Iqde tyd I1g1 t1g1 Igfh tgfh Uqy tqy 单位 A A A S S A S A S 倍 S Min Min A S A S A S A S V S 整定范围 1.00-6.00 2.00-80.00 2.00-80.00 0.06-9.99 1.00-99.99 0.50-20.00 0.22-20.00 0.10-20.00 0.50-20.00 0.50-20.00 0.50-40.00 0.50-1.00 1.00-80.00 1.00-300.00 0.50-1.00 1.00-60.00 1.00-99.99 2.00-60.00 1.00-99.99 1.00-60.00 0.50-99.99 1.00-60.00 10.0-650.00 10.00-100.00 0.10-30.00 退出、投跳 退出、投跳 退出、投跳 退出、投信、投跳 退出、投信、投跳 退出、投信、投跳 退出、投信、投跳 退出、投信、投跳 退出、投信、投跳 退出、投跳 退出、投信 (1)电流速断保护
其动作判据为: Ima=max(Ia,Ic)
●Ima>Isdg 在额定启动时间内
●或Ima>Isdd 在额定启动时间后
●t>tsd
●以上需三个条件同时满足。
式中,Ima:A、C相电流(Ia,Ic)最大值(A)
Isdg:速断动作电流高值(电动机启动过程中速断电流动作值)(A) Isdd:速断动作电流低值(电动机启动结束后速断电流动作值)(A) Tsd:整定的速断保护时间(S)
本保护在电动机启动时,带约70ms延时,以避开启动开始瞬间的暂态峰值电流。 a:额定启动时间内
速断保护投跳,在额定启动时间tdq内,在A相或者C相施加电流大于整定的速断电流高值Isdg,保护延时tsd+70ms动作于跳闸。
例:额定启动时间tdq整定为2s,速断电流高值Isdg整定为8.00A,速断低值Isdd整定为5.00A,速断动作时间tsd整定为0.10s。
在XD1-5、XD1-6(A相)施加8.80A,额定启动时间内保护动作,动作时间为0.10s+70ms延时+保护出口固有延时时间(如果电动机已启动并避开70ms,保护动作时间为0.10ms+保护出口固有延时时间)。 b:额定启动时间之后
速断保护投跳,在额定启动时间tdq内,在A相或者C相施加电流大于整定的速断电流低值Isdd,保护延时tsd动作于跳闸。
例:额定启动时间tdq整定为2s,速断电流高值Isdg整定为8.00A,速断低值Isdd整定为5.00A,速断动作时间tsd整定为0.10s。
在XD1-5、XD1-6(A相)施加5.50A,额定启动时间后保护动作,动作时间为0.10s+保护出口固有延时时间。 (2)负序一段保护 其动作判据为:
●I2>I21dz
●t>t21dz
●以上需两个条件同时满足。 式中, I2:负序电流(A)
I21dz:负序过流一段电流动作值(A) t21dz:负序过流一段保护动作时间(s)
负序动作时间应躲过电动机外部二相短路的最长切除时间。在FC回路中,负序过流保护应躲过不对称短路时熔丝熔断时间。
负序一段保护投跳,在A相和C相施加不平衡电流,使得负序电流I2大于整定的负序一段电流值I21dz,保护延时t21dz动作于跳闸。
例:负序过流一段电流I21dz整定为2.00A,负序过流一段时间t21dz整定为0.05s。只在XD1-5、XD1-6(A相)施加3.50A(I2=3.50*0.577=2.20A),保护动作,动作时间为0.50s+保护出口固有延时时间。 (3)负序二段保护 其动作判据为:
●I2>I22dz
●t>t22dz
●以上需两个条件同时满足。 式中, I2:负序电流(A)
I22dz:负序过流二段电流动作值(A) t22dz:负序过流二段保护动作时间(s)
负序二段保护投跳,在A相和C相施加不平衡电流,使得负序电流I2大于整定的负序二段电流值I22dz,保护延时t22dz动作于跳闸。
例:负序过流二段电流I22dz整定为1.00A,负序过流二段时间t22dz整定为3.00s。只在在XD1-7、XD1-8(C相)施加1.80A(I2=1.80*0.577=1.04A),保护动作,动作时间为3.00s+保护出口固有延时时间。 (4)接地保护
采用零序电流互感器获取电动机的零序电流,构成电动机的单相接地保护。为防止在电动机较大的启动电流下,由于零序不平衡电流引起本保护误动作,本保护采用了最大相电流Ima作制动量。 其动作判据为:
●I0>I0dz 当Ima≤1.05 Ie时 ●或I0>[1+(Ima/Ie-1.05)/4]I0dz 当Ima>1.05 Ie时 ●t0>t0dz
●以上需三个条件同时满足。
式中, I0:电动机的零序电流倍数 I0dz:零序电流动作值(倍)
Ie:电动机额定电流(A)
t0dz:整定的接地保护动作时间(s) t0:接地保护动作时间(s)
零序额定电流视中性点接地电流大小确定,本装置提供I0e=0.02A和I0e=0.2A两种选择。一般有,中性点小电流接地时,取
I0e=0.02A;中性点大电流接地时,取I0e=0.2A。
本保护采用最大相电流Ima[Ima=max(Ia,Ic)]做制动量,所以在A相或者C相需施加一相制动电流。当Ima≤1.05 Ie时,施加的零序电流大于零序电流动作值I0dz,保护延时t0dz动作;当Ima>1.05Ie时,施加的零序电流大于[1+(Ima/Ie-1.05)/4]I0dz,保护延时t0dz动作。
例:接地保护投跳,零序动作电流I0dz整定为2.00,零序保护动作时间t0dz整定为0.50s。选择0.02量程,在XD2-5、XD2-6(零序电流)施加0.044A,装置显示2.20(0.044/0.02),保护动作于跳闸,动作时间为0.50s+保护出口固有延时时间。选择0.2量程,在XD2-5、XD2-6(零序电流)施加0.44A,装置显示2.20(0.44/0.2),保护动作于跳闸,动作时间为0.50s+保护出口固有延时时间。
相对应的,接地保护投信时,保护动作于告警发信。 (5)长启动保护
首先计算电动机在启动过程中的计算启动时间tqdj:
t
qdj=(
Iqde2
)×tyd Iqdm式中,tqdj:计算启动时间(s)
Iqde:电动机的额定启动电流(A)
Iqdm:本次电动机启动过程中的最大启动电流(A) tyd:电动机的允许堵转时间(s)
其次判断,若在计算启动时间tqdj内,Ima<1.125Ie,则,电动机正常启动成功,长启动保护算法结束;若在计算启动时间tqdj后,Ima>1.125Ie,则,电动机未能正常启动,长启动保动作。
长启动保护投跳,在计算启动时间tqdj后,A相或者C相施加的电流大于1.125倍的电动机额定电流Ie,保护动作于跳闸;长启动保护投信,在计算启动时间tqdj后,,A相或者C相施加的电流大于1.125倍的电动机额定电流Ie,保护动作于告警发信。 (6)正序过流保护
无论长启动保护是否投入,首先计算电动机在启动过程中的计算启动时间tqdj:
tqdj=(
Iqde2
)×tyd Iqdm然后判断:
☆在计算启动时间tqdj结束时,Ima<1.125 Ie,即电动机正常启动; ☆启动时间超过允许堵转时间,t>tyd; 上述条件满足其一,正序过流保护投入。 其动作判据:
I1>I1g1 t1>t1g1
式中, I1g1:正序过流保护正序电流动作值(A) t1g1:整定的正序过流保护动作时间(s)
对于不采用长启动保护的用户,需要注意的是:本保护除了需要整定正序过流动作值I1g1和正序过流动作时间t1g1,还需要整定电动机额定启动电流Iqde和电动机允许堵转时间tyd。
若长启动保护投入,正序过流保护在长启动保护结束后自动投入;若长启动保护退出,正序过流保护在电动机启动结束后(即Ima≤1.125Ie)或启动时间超过允许堵转时间(即t≥tyd)时自动投入。
例:长启动保护投入,正序过流保护投跳,电动机额定电流Ie整定为2.00A,正序过流动作电流I1g1整定为1.00A,正序过流动作时间t1g1整定为5s,在XD1-5、XD1-6(A相)施加2.00A,Ia<1.125 Ie,
长启动保护在计算启动时间tqdj后结束,正序过流保护动作,保护动作于跳闸,动作时间为5s+保护出口固有延时时间。
相对应的,正序过流保护投信时,保护动作于告警和发信。 (7)欠压保护
通过测量电动机母线电压来实现,当电动机母线电压降低到整定动作值Uqy以下且时间大于整定值tqy时,对电动机提供跳闸保护。
为防止PT断线误切电动机,本保护设置了当PT断线时瞬时闭锁欠压保护动作。 其动作判据为:Umax=max(Ua、Ub、Uc) ●Umax<Uqy ●t>tqy
●欠压保护启动前,Umax>1.05Uqy 式中,Uqy:低电压保护电压动作值(V) Tqy:低电压保护动作时间(s)
为保证发电厂电气联锁的可靠近,当母线无压、电动机无流、开关在合位,如果上面的动作判据无法启动低电压,则通过下面辅助判据启动低电压跳闸: ●Umax<5V ●Imax<Ie/8 ●开关在合位
●t>tqy
●欠压保护启动前,Umax>1.05Uqy
欠压保护投跳,PT断线未闭锁,保护启动前Umax>1.05Uqy,Umax≤Uqy,保护延时tqy动作于跳闸。
例:欠压保护投跳,PT断线未闭锁,欠压动作值Uqy整定为65V,欠压保护动作时间tqy整定为0.50s。先在XD1-2、XD1-3(分别对应A、B、C相)施加40V电压,Umax(=40*3=69.28V)>1.05Uqy(=1.05*65=68.25V),然后把三相电压都降为30V,Umax(=30*3=51.96V)<Uqy,保护动作于跳闸,动作时间为0.5s+保护出口固有延时时间。 (8)PT断线
装置有PT断线检测功能,当发生PT断线时,瞬时闭锁欠压保护,并延时15S告警。PT断线有可能是三相PT断线,此时特征是有流无压,其判据为: ●Umax<5V ●Imax>Ie/4
PT断线有可能是单相或者二相PT断线,此时特征是不平衡电压较大,其判据为: ●Umax<20V ●Imax>Ie/4
●(Umax- Umin)/ Umax>30% 当电压恢复正常后,解除PT断线闭锁和告警。 十一、厂用380V低压电动机
1.保护采用WDZ-430低电压电动机综合保护测控装置。主要适用于中、低压电动机的保护和测控。
2.完备的保护功能
(1)电流速断保护 (投跳) (2)不平衡保护(两段负序过流保护) (我厂退出) (3)接地保护 (投跳) (4)过热保护 (我厂退出) (5)过热禁止再启动保护 (我厂退出) (6)堵转保护 (我厂退出) (7)长启动保护 (投跳) (8)正序保护 (投跳) (9)过负荷保护 (投信) 3.保护定值整定 序号 1 2 3 4 5 名称及含义 额定电流 速断高值 速断低值 速断时间 启动时间 符号 Ie Isdg Isdd tsd tqd 单位 A A A S S 整定范围 1.00-6.00 2.00-60.00 2.00-60.00 0.06-9.99 1.00-99.99 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 负序过流Ⅰ段电流 负序过流Ⅰ段时间 负序过流Ⅱ段电流 负序过流Ⅱ段时间 I0电流定值 I0动作时间 过热告警 发热常数 散热时间 过热闭锁值 堵转电流 堵转时间 额定启动 允许堵转时间 正序电流 正序时间 过负荷电流 过负荷时间 欠压动作值 欠压时间 I21dz t21dz I22dz t22dz I0dz t0dz θa Tfr Tsr θb Iddz tddz Iqde tyd I1g1 t1g1 Igfh tgfh Uqy Tqy 保护控制字 A S A S A S Min Min A S A S A S A S V S 0.50-20.00 0.10-20.00 0.10-20.00 0.50-20.00 0.50-40.00 0.06-9.99 0.50-1.00 1.00-80.00 1.00-300.00 0.50-1.00 1.00-60.00 1.00-99.99 2.00-60.00 1.00-99.99 1.00-60.00 0.50-99.99 1.00-60.00 10.0-650.00 10.00-380.00 0.10-30.00 序号 名称 范围 缺省值 1 速断投入 退出、投跳 投跳 2 负序Ⅰ段投入 退出、投跳 投跳 3 负序Ⅱ段投入 退出、投跳 投跳 4 接地投入 退出、投信、投跳 投跳 5 过热投入 退出、投信、投跳 投跳 6 堵转投入 退出、投信、投跳 投跳 7 长启动投入 退出、投信、投跳 投跳 8 正序投入 退出、投信、投跳 投跳 9 过负荷投入 退出、投信、投跳 投跳 10 欠压投入 退出、投跳 投跳 11 PT断线投入 退出、投信 投信 4.保护功能 (1)电流速断保护
其动作判据为: Ima=max(Ia,Ib、Ic)
●Ima≥Isdg 在电动机启动过程中
●或Ima≥Isdd 在电动机启动结束后
●t≥tsd
●以上需三个条件同时满足。
式中,Ima:A、B、C相电流(Ia, Ib、Ic)最大值(A)
Isdg:速断动作电流高值(电动机启动过程中速断电流动作值)(A) Isdd:速断动作电流低值(电动机启动结束后速断电流动作值)(A) Tsd:整定的速断保护时间(S)
本保护在电动机启动时,带约70ms延时,以避开启动开始瞬间的暂态峰值电流。 a:额定启动时间内
速断保护投跳,在额定启动时间tdq内,在A相、B相或者C相施加电流大于整定的速
断电流高值Isdg,保护延时tsd+70ms动作于跳闸。
例:额定启动时间tdq整定为2s,速断电流高值Isdg整定为8.00A,速断低值Isdd整定为5.00A,速断动作时间tsd整定为0.10s。
在Ia、In(A相)施加8.80A,额定启动时间内保护动作,动作时间为0.10s+70ms延时+保护出口固有延时时间(如果电动机已启动并避开70ms,保护动作时间为0.10ms+保护出口固有延时时间)。
b:额定启动时间之后
速断保护投跳,在额定启动时间tdq之后,在A相、B相或者C相施加电流大于整定的速断电流低值Isdd,保护延时tsd动作于跳闸。
例:额定启动时间tdq整定为2s,速断电流高值Isdg整定为8.00A,速断低值Isdd整定为5.00A,速断动作时间tsd整定为0.10s。
在Ia、In(A相)施加5.50A,额定启动时间后保护动作,动作时间为0.10s+保护出口固有延时时间。
(2)负序保护(我厂退出) (3)接地保护
采用零序电流互感器获取电动机的零序电流,构成电动机的单相接地保护。本保护配置了两段零序保护。
接地保护动作判据为:
●I0>I01dz ●t0>t01dz
●以上需三个条件同时满足。
式中, I0:电动机的零序电流(A) I01dz:零序电流动作值(A)
t01dz:整定的零序保护动作时间(s) t0:接地保护动作时间(s)
本保护采用最大相电流Ima[Ima=max(Ia,Ib,Ic)]做制动量,所以在A相、B相或者C相需施加一相制动电流。当Ima≤1.05 Ie时,施加的零序电流大于零序电流动作值I0dz,保护延时t0dz动作;当Ima>1.05Ie时,施加的零序电流大于[1+(Ima/Ie-1.05)/4]I0dz,保护延时t0dz动作。
例:接地保护投跳,零序动作电流I0dz整定为2.00,零序保护动作时间t0dz整定为
,
0.50s。在I0,I0(零序电流)施加2.20A,保护动作于跳闸,动作时间为0.50s+保护出口固有延时时间。
相对应的,接地保护投信时,保护动作于告警发信。 (4)长启动保护
首先计算电动机在启动过程中的计算启动时间tqdj:
tqdj=(
Iqde2
)×tyd Iqdm式中,tqdj:计算启动时间(s)
Iqde:电动机的额定启动电流(A)
Iqdm:本次电动机启动过程中的最大启动电流(A) tyd:电动机的允许堵转时间(s)
其次判断,若在计算启动时间tqdj内,电动机启动结束(Ima≤1.125 Ie),则,电动机正常启动成功,长启动保护算法结束;若在计算启动时间tqdj后,电动机启动过程未
结束(Ima>1.125 Ie),则,电动机未能正常启动,长启动保动作。
长启动保护投跳,在计算启动时间tqdj后,A相、B相或者C相施加的电流大于1.125倍的电动机额定电流Ie,保护动作于跳闸;长启动保护投信,在计算启动时间tqdj后,,A相或者C相施加的电流大于1.125倍的电动机额定电流Ie,保护动作于告警发信。 (5)正序过流保护 其动作判据:
I1≥I1g1 t1≥t1g1
式中, I1g1:正序过流保护正序电流动作值(A) t1g1:整定的正序过流保护动作时间(s)
若长启动保护投入,正序过流保护在长启动保护结束后自动投入;若长启动保护退
出,正序过流保护在电动机启动结束后(即Ima≤1.125Ie)或启动时间超过允许堵转时间(即t≥tyd)时自动投入。
例:长启动保护投入,正序过流保护投跳,电动机额定电流Ie整定为2.00A,正序过流动作电流I1g1整定为1.00A,正序过流动作时间t1g1整定为5s,在Ia、In(A相)施加2.00A,Ia<1.125Ie,长启动保护结束后,正序过流保护启动,保护动作于跳闸,动作时间为5s+保护出口固有延时时间。
相对应的,正序过流保护投信时,保护动作于告警和发信。 (6)欠压保护
通过测量电动机母线电压来实现,当电动机母线电压降低到整定动作值Uqy以下且时间大于整定值tqy时,对电动机提供跳闸保护。
为防止PT断线误切电动机,本保护设置了当PT断线时闭锁欠压保护动作。 其动作判据为:Umax=max(Uab、Ubc、Uca) ●Umax<Uqy ●t>tqy
●欠压保护启动前,Umax>1.05Uqy
式中,Uqy:低电压保护电压动作值(V) tqy:低电压保护动作时间(s)
欠压保护投跳,PT断线未闭锁,保护启动前Umax>1.05Uqy,当Umax≤Uqy,保护延时tqy动作于跳闸。
例:欠压保护投跳,PT断线未闭锁,欠压动作值Uqy整定为65V,欠压保护动作时间tqy整定为0.50s。先在Ua、Ub、Uc(分别对应A、B、C相)施加40V电压,Umax(=40*3=69.28V)>1.05Uqy(=1.05*65=68.25V),然后把三相电压都降为30V,Umax(=30*3=51.96V)<Uqy,保护动作于跳闸,动作时间为0.5s+保护出口固有延时时间。 十二、厂用380V备用分支保护(#1鼓风机Ⅰ、Ⅱ送电开关)
1.我厂380V备用分支采用WDZ-461线路保护测控装置,主要用于馈线、分支或母线分段回路的综合保护和测控。 2.完备的保护功能
(1)电流速断保护(低电压闭锁过流一段) (投跳) (2)电流限时速断保护(低电压闭锁过流二段) (投跳) (3)过电流保护(过流三段) (投跳)
(4)接地保护(零序过流保护) (投跳) (5)过负荷保护 (投信) (6)后加速保护 (我厂退出) 3.保护定值整定
序号 名称及含义 符号 单位 整定范围 1 二次额定电流 Ie A 1.00-6.00 2 低电压闭锁 Udybs V 2.00-380.00 3 过流一电流 Ig11 A 2.00-60.00 4 过流一时间 Tg11 S 0.06-9.99 5 过流二电流 Ig12 A 1.00-99.99 6 过流二时间 Tg12 S 0.50-20.00 7 过流三电流 Ig13 A 0.10-20.00 8 过流三时间 Tg13 S 0.10-20.00 9 后加速电流 Ihjs A 0.50-20.00 10 后加速时间 Thjs S 0.50-40.00 11 过负荷电流 Igfh A 0.06-9.99 12 过负荷时间 Tgfh S 0.50-1.00 13 I0电流定值 I0dz A 1.00-80.00 14 I0动作时间 T0dz S 1.00-300.00 序号 名称 范围 缺省值 1 过流一投入 退出、投跳 投跳 2 闭锁过流一 退出、投入 退出 3 过流二投入 退出、投跳 投跳 4 闭锁过流二 退出、投入. 退出 5 过流三段投入 退出、投跳 投跳 6 后加速投入 退出、投跳 退出 7 过负荷投入 退出、投信、投跳 投信 8 接地投入 退出、投信、投跳 投信 4.主要保护功能 (1)过流一段
其动作判据为:Imax=max(Ia,Ib,Ic)
●Imax>Ig11 ●t>tg11
●Umin<Udybs(低电压闭锁)
式中: Imax——A、B、C相电流(Ia,Ib,Ic)最大值(A)
Ig11——过流一段保护动作电流值(A) tg11——整定的过流一段保护动作时间(s) Udybs——低电压闭锁整定值(V)
过流一段保护投跳,低压闭锁过流一段投入,在A、B、C三相电流中任一相施加电流大于整定的过流一段保护电流Ig11,Umin<Udybs,保护延时tg11动作于跳闸。
例:过流一段保护投跳,低压闭锁过流一段投入,过流一段保护电流Ig11整定为5.00A,过流一段动作时间tg11整定为0.10s。低电压闭锁定值Udybs整定为80.0V。在Ia,In (A相)施加5.50A,不加电压(满足Umin<Udybs)保护动作于跳闸,动作时间为0.10s+保护出口固有延时时间。 (2)过流二段 其动作判据为:
Imax>Ig12 t>tg12
Umin<Udybs(低电压闭锁)
式中:Ig12——过流二段保护动作电流值(A)
tg12——整定的过流二段保护动作时间(s)
过流二段保护投跳,低压闭锁过流二段投入,在A、B、C三相电流中任一相施加电流大于整定的过流二段保护电流Ig12,Umin<Udybs,保护延时tg12动作于跳闸。
例:过流二段保护投跳,低压闭锁过流二段投入,过流二段电流Ig12整定为5.00A,过流二段动作时间tg12整定为0.50s。低电压闭锁定值Udybs整定为80.0V。在Ia,In (A相)施加5.50A,不加电压(满足Umin<Udybs)保护动作于跳闸,动作时间为0.50s+保护出口固有延时时间。 (3)过流三段
其动作判据为:
Imax>Ig13 t>tg13
式中:Ig13——过流三段保护动作电流值(A)
tg13——整定的过流三段保护动作时间(s)
过流三段保护投跳,在A、B、C三相电流中任一相施加电流大于整定的过流三段保护电流Ig13,保护延时tg13动作于跳闸。
例:过流三段保护投跳,过流三段电流Ig13整定为5.00A,过流三段动作时间tg13整定为2.00s。在Ia,In (A相)施加5.50A,保护动作于跳闸,动作时间为2.00s+保护出口固有延时时间。 (4)过负荷保护 其动作判据为:
Imax>Igfh t>tgfh
式中:Igfh——过负荷保护动作电流值(A)
tgfh——整定的过负荷保护动作时间(s) (5)接地保护
构成馈线/母线分段回路的单相接 采用零序电流互感器获取馈线/母线分段的零序电流,
地保护。为防止在馈线/母线分段中较大电流下,由于保护平衡电流引起本保护误动,本保护采用了最大相电流Ima作制动量。 其动作判据为:
●I0>I0dz 当Ima≤1.05 Ie时 ●或I0>[1+(Ima/Ie-1.05)/4]I0dz 当Ima>1.05 Ie时 ●t0>t0dz
●以上需三个条件同时满足。
式中, I0:馈线/母线分段的零序电流倍数(零序额定电流视中性点接地方式而定) I0dz:零序电流动作值(倍)
Ie:馈线/母线分段额定电流(A) t0dz:整定的接地保护动作时间(s) t0:接地保护动作时间(s)
本保护采用最大相电流Ima[Ima=max(Ia,Ib,Ic)]做制动量,所以在A相、B相或者C相需施加一相制动电流。当Ima≤1.05Ie时,施加的零序电流大于零序电流动作值I0dz,
保护延时t0dz动作;当Ima>1.05Ie时,施加的零序电流大于[1+(Ima/Ie-1.05)/4]I0dz,保护延时t0dz动作。
例:接地保护投跳,零序动作电流I0dz整定为2.00,零序保护动作时间t0dz整定为
,
0.50s。在I0,I0(零序电流)施加2.20A,保护动作于跳闸,动作时间为0.50s+保护出口固有延时时间。
相对应的,接地保护投信时,保护动作于告警发信。
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