电动机继电保护计算

1、电动机继电保护计算一、异步电动机 继电保护 计算1、异步电动机 继电保护方式的选择（1）电压低于是1000V的电动机一般功率不大，重要性较小，可采用下列保护： 熔断器保护： 在一台电动机短路时，断开几台电动机的公用断路器； 自动空气开关作为低电压保护。（2）电压为310KV功率大于150KW小于2000KW的电动机，应装设电流速 断保护；当电流速断保护不能满足灵敏度要求时需装设纵联差动保护。（3）电压为310KV的电动机，若生产过程中易发生过负荷时，或起动、自起动等条件严重时，均应装设过负荷保护。另外，当单相接地电流大于5A时，需装设单相接地保护，一般510A时可作用于信号，也可作用于跳闸；大

2、于 10A 时作用于跳闸。（4） 335KV网络的中性点是不接地的，为保护电动机，应在电动机母线上装 设“绝缘监视”装置。（5）当电动机 有必要装设低电压保护装置时，可采用在线电压上的低电压继电 器将电动机断开；必要时可采用两个继电器的低电压保护。2、异步电动机 继电保护的整定815电压低于1000V异步电动机的继电保护整定计算保护装置 名称保护装置的整定值保护装置动作时 限备注熔断器用自动空 气开关实 现过电流 保护熔断器的电流正常起动的电 动机lr=lq/2 2.5较严重情况下起动的电动机Ir=Iq/1.62.0自动空气开关的动作电流整定值I Dj <lq根据可熔保险器 的特性动作时

3、限 与电流有关lr 熔断器的电流（A） lq电动机的起动电流（A） I Dj自动空气开关整疋电流 值（A）5 自动空气开关整定电压 值（V）u电动机的额定电压（V）用附有低 电压线圈 的电磁起 动器或自 动空气开 关实现低 电压保护自动空气开关的动作电压整 定值UDj<0.8U电压高于1000V异步电动机的继电保护整定计算保护装置名称保护装置的整值保护装置动 作时限S备注电流速断保护保护装置动作电流整 定值 I dzj=K' kkjx I q/n i0Kk可靠系数，采用 DL型电流继 电器取1.41.6 ;采用GL型的 取1.82Kx 接线系数，接于相电流时取 1接于相电流掩蔽时

4、取3K'k可靠系数，动作于信号时取过电流保护（可 与电流速断共用 一个感应型过电 流继电器）整定值I dzj =kkkjx I ed/k hg躲过电动机 起动的全部 时间。单相接地保护一次动作电流Idz < Ie 刀 /1.2501.051.10，动作于掉闸时取1.2 1.25&断电器返回系数，取 0.58 ni电流互感器变比ny电压互感器变比I ed电动机额定电流（A）I q电动机的起动电流（A）I e £电网的总单相接地电容电 流（A）ue电动机额定电压（V）低电压保护整定值Udzj =（0.7 0.8）U e/ny重要电动机10 15不重要电动 机0.5

5、0.7注：对于一般电动机tdz = （1.11.2）t q（其中tdz为保护装动作时间；tq为电动机 起动及自起动时间）。对于传动风机负荷的电动机tdz = （1.21.4）1 q3、电流速断保护灵敏度校验K n=Knxdd min/I dz A 2 , I dz =| dzj 口/k jx ；其中 Kmxd相灵敏系数，I d min最小运行方式下，电动机出线端三相适中时流过保护安装处的超瞬变电流（A）;I dz 保护装置的一次动作电流（A）, ni 电流互感器变比；kjx 接线系数，接于相电流时取1,接于相电流差时取 3例：试选择一台6KV 380KW电动机的保护。电动机装在经常有人值班的机

6、房内， 运行过程中有过负荷的可能。已知电动机的额定电流Ied为47.5A，起云贵电流倍数kq为4。在最小运行方式下电动机出线端三相适中时，流过保护按装处的 超瞬变电流I''（3）d- min为6500A稳态电流I''（3）d- min为4800A解（1）保护装置的选择：因电动机在运行过程中有过负荷的可能性，故需装过 负荷保护。电动机由于经常有值班人员照顾，因此不需装防止长时间失压的低电 压保护。装设电流速断保护和过电流保护（与电流速断共用一感应型电流继电器） 采用接于两相电流差的DL11/100型电流继电器。（2）保护装置整定计算及灵敏度校验： 电流速断保护继电

7、器的动作电流：I dzj=kkkjx kqI ed/ni=1.6X 3X（4X47.5/15）=35.2A ，取决 40A保护装置的一次动作电流为I dz=I dzjn1=40X15=600A灵敏度校验k （2）m=k mxd Id min/Idz= 0.5X6500/600=5.4>2 过电流保护继电器的动作电流I dzj=k'kjxI ed/k hni=1.25X飞X（47.5/0.85X15）=8.0A，取 8A保护装置的一次动作电流为I dz=I dzj ni=8X15=120A灵敏度校验K（2）m=Kmxd I'' （3）d. min /Id z=0.5

8、X4800/120=11.7>1.5二、同步电动机继电保护计算1、同步电动机继电保护方式的选择（1）电压为310KV功率小于2000KW勺电动机装设电流速断保护；当电流 速断保护不能满足灵敏度要求时应装设纵联差动保护。（2）同异步电动机继电保护方式的选择 3。（3）电压为310KV的电动机，均需装设失步保护2、同步电动机继电保护的整定3、灵敏度校验（1）电流速断保护灵敏度校验：同异步电动机电流速断保护灵敏度校验。（2） 纵联差动保护灵敏度校验： 采用BCH 2型差动继电器时：先确定继电器的差动线圈和平衡的匝数: 差动继电器计算匝数W表8 16同步电动机继电保护的整定计算保护装置的名 称保

9、护装置的整定值保护装置动作 时限S备注电流速断保护保护装置动作电流整定值按躲过 电动机的起动电流整定I dzj =kkkjk I q/n按躲过外部适中时电动机的输出 电流整定I dzj =kkkjx I'' dd选择其中最大值作为整定值0Kk、Kx、n 同表 815I q电动机起动电 流（A）I'' dd一同步电 动机出线端三相 适中时，输出的 超瞬变电流（A） I cd冋步电动机 的电容电流（中、 小型电动机的电 容电流可忽略不 计）（A）I c£电网的总单 相接地电容电流（A）过电流保护冋异步电动机冋异步电动机纵联差支保护（采用 BCH 2 型差动

10、继电器）按躲过电动机起动电流整定I dzj =kkkjx 0.1I q/n 1按躲过外部短路时同步电动机输 出超睬变电流整定Idzj=kkkjx0.05I''dd（3）/ n0纵联差动保护（采用 BCH 2 型差动继电器）按电流互感器二次回路断线条件 整定I dzj =kkkjx I ed/n 1选择其中最大值作为整定值0纵联差动保护（采用 DL11型继电器整定值 I dzj =（1.5 2）I ed/ni0单相接地保护次动作电流（按最灵敏系数1.25整定）I dz W I c£I cd/1.25或按下式整定I dzj =（1.5 2）I cd0失步保护整定值I dz

11、j =kkkjx I ed/Khni同过负荷保护注：同步电动机出线端三相适中时，输出的超瞬变电流I'' dd=（1.05/x'' d+0.95sin为e）I ed x'' d为同步电动机超瞬变抗标公值；为e为同 步电动机额定功率因数角；led为同步电动机额定电流（A）WS=AW/ldzj 要求 W > W=WW i=W式中：AW继电器动作安匝数，应采用实测值；如无测值，可取 60W、W第一和第二平衡线圈的实用匝数；W差动线圈的实用匝数适中线圈的抽头：一般选取抽头 3-3或2-2;功率大于5000KW的同步电动机 可选取2 2或1 1。再进行

12、保护装置的灵敏度校验：K2）=（W+W）/AWoKmxdKxl'' % min> 2式中：Kmx相对灵敏系数，I'' （3）d min最小运行方式下，电动机出线端三相短路时流过保护安装处的超瞬变 电流（A）； 其它符号同前采用DL11型电流继电器时：KmFKmxd I''（3）d- min/l dz > 2 4、同步电动机自控设备基这设备的整定（1）低电压保护装置的整定： 用于电源的低电压继电器，可采用DJ-122/160型电压继电器。Udzj=（0.60.7）U ce式中：Udzj 电压继电器动作电压整定值（V）UCe-电网额定电压

13、（V） 保护装置动作时限为0.5S。 用于强励磁的低电压继电器，可采用DJ-122/160型电压继电器。Udzj =0.8 ce,动作延时 10s 用于控制回路和保护与信号回路低电压继电器，可采用JT311/1型电压继电器。Udzj=0.8Uke，动作延时 0.5s式中：Uke控制回路和保护信号回路的额定电压（V）（2）辅助电动机联锁继电器时间的整定：考虑辅助电动机的自动起动时间，辅助电动机停车联锁继电器时间可整定3S左右。星一三角起动器的选择起动器在起动时将电动机 的定子绕组接星形，正常运转时接成三角形，以减小 起动电流。1、星一一三角起动器原理（1）绕组接成星形起动时:uy=u/ |/3t

14、iy=ixy=u/z = u/vz式中：u三相电源线电压（V）； Uy电动机绕组接成丫形的相电压（V）； Iy> Ixy 电动机绕组接成Y形的线电流 和起动相电流；z电动机起时的一相等效阻抗。（2）绕组接成三角形起动时：UU,I = 3 I 沁=3 U /Z= 3 U/Z式中：U电动机绕组接成形时的相电压（V）； I 、1x4电动机绕组接 成形时的线电流和起动相电流（A）。由此得 Iy/I =U/ 3 Z/ I 3 U/Z=1/3可见，电动机绕组接成丫形起动时的电流要比接成形时的起动电流小2/3，从而有效地限制起动电流。但lL=U/3, M *<=U故My=ML/3可见，起动转矩却

15、随之减小到 1/3。星一一三角起动器多用于起动设备的转矩不大于电动机起动转矩的1/3、功率不大于125KW的三相鼠笼型异步电动机。三、自耦减压起动器的选择与计算1、自耦减压起动器的选择自耦减压起动器是利用自耦变压器降低电源电压， 以减小起动电流，同时还能通 过选择自耦变压器的不同抽头改起动电流并达到改变起动转矩的目的。 通常用于 控制320KV以下的三相鼠笼型异步电动机作不频繁起动、 停止之用，具有过载和 失压保护功能，其原理接线如图所示。自耦减压起动器的起动电流和起动转达矩有如下关系：I 1q=k I qe , M q = k Me式中：k自耦变压器的变比，k=U2/Ui<1Iiq降压

16、起动时自耦变压器的一次侧电流（A）；Iqe在额定电压下的起动电流（A）；m降压起动时电动机的起动转矩（nmMe在额定电压正气起动转矩（Nm四、星一一三角变换的节电计算当电动机负载低于50%寸可考 丫变换的节电措施1、接法改为丫接法后，电动机各种损耗的变化改成丫接后，电动机相电压降压I亍 倍，此时铁耗降低3倍。由于电动机转 速基本不弯，故机械损耗基本不变。附加损耗与电流平方成正比，改成丫接法后， 由于定子电流较小，所以定子附加损耗不大或加有正点降，功率因数得到善，达到节电效果。但在电动机转矩不变的条件下，改拉忍气吞声转子电流增加了 I3 倍，所以转子铜耗也增加了 3倍，转子附加损耗会增加。电动转

17、差率增大3倍左右。2、改接的条件B =B j时，改接意义不大，因为浪费电能负载区比节能负载区大，有功损耗可 能增加j时，改接没有意义。只有j时，改接才有意义。B为电 动机实际负载率；B j为临界负载率，即丫接法与接法的总损耗相等时的负载 率，可按下列公式计算：(1) 公式一： B lj = j1 /2( 1/ n e-1 )PeF0 式中 B ji =O.67(Po-Pj+K 3 U eloX 10-3)Blj2=(P0/ n etg g 3 U el 0 10-3)K符号同前(b)公式二(简化计算)B lj = 0.67Fn e 1)P eP0式中：PFe 接法时的铁耗(KVP°cuA 接法时的空载铜耗(KW接法时的空载损耗(KW 其它符号同前。如用公式一计算，改接后节约的有功功率(KW为 P=2B 2 (1/ n e 1 ) Pe P°+( Pe/ netg g 3| U el0 X 1。" ) K 0.67(P 0Pj +K 3 13uei 0X10-)当厶Pv0时，表示节电； P>0时，表示多用电。由于电动机极数不同，故临界负载