高压电动机的保护基础知识

1、高压电动机的保护基础知识电动机是电力系统等重要主产过程的关键辅助设备,电动机内部故障的诊断与检测是实现电动机有效保护的关键问题。自电动机出现以来,电动机保护经历了从以熔断器、接触器和热继电器构成的组合保护到微机式保护的发展历程。一、相间短路保护电动机内部常见的故障是:1.定子绕组的相间短路;2.定子绕组的单相接地;3.定子绕组匝间短路.电动机相间短路会引起严重的损坏,并使供电网络电压降低,影响其他用户的正常工作,所以电动机相间短路保护是必不可少的。相间短路保护的形式一般有速断保护(过流I段;过流保护(过流II段,差动保护,这些类保护均直接作用于跳闸,其中速断保护一般为零时限,过流和差动保护根据

2、电网和负荷性质进行计算确认。二、单相接地(零序保护610KV电动机的供电系统中性点是不扫地的,所以定子绕组单相接地的危险性较小,只有接地电流在10A以上时,短路电流对其铁芯有危险时,才装设单相接地保护。保护是利用零序电流互感器,当发生单相接地故障时,线路(电机三相电流不平衡,会产生较大的零序电流,通过设定保护装置的零序保护动作电流值和动作时限,作用于开关跳闸回路。定子绕组单相匝间短路保护,因为现在还没有一种简单的保护方式,所以都不装设。三、常见保护电动机常见的不正常运行状态是:1.过负荷;2.电压短时消失或短路时电压降低;3.同步电动机的异步状态。一过负荷保护电动机长期过负荷是危险的,当高压电

3、机在长期过负荷情况下,长时间超过其额定电流运行时,会导致电动机过热,绝缘降低而烧毁,因此凡有可能过负荷的电动机都装设过负荷保护,保护器根据电动机的发热特性,计算电动机的热容量,模拟电动机发热特性对电动机进行保护。过负荷保护可作用于信号,减去所带动的机械负荷或直接作用于跳闸。过负荷保护电流一般为电机额定电流的1-1.2倍,保护动作时间根据电机的负载特性进行确定。二失压(欠压保护电压短时消失或电网内短路会引起电压降低,电压过低会引起高压电机转速降低,甚至停止运行,为了保证重要负载的电动机自走动,在其余不重要的电动机上,或者当电压恢复时按照安全技术条件及工艺过程的特点,不容许自起动的电动机上都要装设

4、低电压保护。当主回路电压低于设定的欠电压保护值时,保护器按设定的要求进行保护,在动作设定时间内跳闸动作或报警,以避免重要的生产工艺造成混乱,严重影响生产。失压保护动作值一般设定为系统额定电压的60%,时限一般设定为0.5-1.5S,可根据负荷情况进行核定调整。三过压保护系统电压过高会引起高压电机绝缘性能损伤,当主回路电压超过设定的保护电压时,保护器按设定的要求进行保护,在动作设定时间内动作或在报警,以保证电动机设备安全。过压保护一般设定为系统电压的110115%,同失压保护其保护动作时间根据负荷情况进行核定调整,一般直接作用于跳闸,对电机运行由严格规定的,可作用于报警。(四失步保护一般异步电机

5、无此要求,同步电机在过负荷和失压(电压波动较大情况下,其工作稳定性降低,失去同步,引起机械共振和电气共振。这些会使电动机发热和受到疲劳的损伤,多次失步振荡和积累,可逐步发展到使电动机损坏。因此同步电动机一般需要装设失步保护。失步保护应使电动机实现再同步或将其断开(再同步是从失步的电动上取消劢磁,经过一定时间后再加上劢磁,使电动机重新拉入同步。采取自动再同步装置进行同步保护时,只有在生产工艺允许短时运行时方可采用。四、其他保护一断相/不平衡保护断相/不平衡故障运行时对高压电机的危害很大,当电动机发生断相或三相电流严重不平衡时,如不平衡率达到保护设定值时,保护器按照设定的要求保护,发出停车或报警,

6、确保电动机的安全运行。二堵转保护高压电机在起动过程中,由于负荷过大或自身机械原因,造成电动机轴被卡住,而未及时解除故障,将造成电机过热,绝缘降低而烧毁电机,堵转保护适用于电动机起动发生此类故障时进行保护,当电流达到动作设定电流时,保护器及时在动作(延时设定时间内动作或报警,避免电机烧毁。有些保护装置上同时设置有阻塞保护,阻塞保护适用于高压运行过程中发生卡死。当电流达到动作设定电流时,保护器及时在动作(延时设定时间内动作或报警,避免电机烧毁。三欠载(欠流保护当高压电机所带负载为泵式负载时,电动机空载或欠载运转会产生危害,保护器提供欠载保护,三相的平均电流与额定电流的百分比低于欠载设定值时,保护器

7、应在动作(延时设定时间内动作或报警。四欠功率保护高压电机由于传动装置损坏,失去机械输出能力,欠载运行,电动机功率因数较低,但电动机电流很大,大量消耗系统的无功,当负载功率与额定功率的百分比低于设定动作值时,保护器在动作设定时间内动作或报警。五温度保护保护器通过检测预埋在电动机绕组上的PTC热敏电阻的阻值变化,来实现温度保护功能。温度保护可作为长时间过负荷、变负荷和反复短时运行过负荷、断相、三相不平衡、电源频率变化、通风不良、环境温度过高等引起的电机温度过高的保护。六起动超时保护高压电机起动时间到后,若保护器检测到电动机回路电流仍未下降到110%Ie以下,启动该保护。针对增安电机,起动时间整定不

8、得超过1.7倍tE 时间。七相序保护当保护器检测到高压电机的电压相序错误时,闭锁电动机起动,保护电动机安全。八外部故障保护当保护器检测到外部故障出现,外部故障开关量有故障信号输入时,保护器按照设定的要求保护,确保电动机设备安全。附录:电线电缆载流量计算一、口诀二点五下乘以九,往上减一顺号走。三十五乘三点五,双双成组减点五。条件有变加折算,高温九折铜升级。穿管根数二三四,八七六折满载流。二、释义“二点五下乘以九， 往上减一顺号走”说的是 2.5mm及以下的各种 截面铝芯绝缘线，其载流量约为截面数的 9 倍。如 2.5mm导线，载 流量为 25×9=22.5(A。从 4mm及以上导线的载

9、流量和截面数的 倍数关系是顺着线号往上排，倍数逐次减 l，即 4×8、6×7、10×6、 16×5、 25×4。 “三十五乘三点五，双双成组减点五”，说的是 35mm”的导线载流 量为截面数的 3.5 倍，即 35×3.5=1225(A。从 50mm及以上的导 线，其载流量与截面数之间的倍数关系变为两个两个线号成一组，倍 数依次减 05。即 50、70mm导线的载流量为截面数的 3 倍；95、 120mm”导线载流量是其截面积数的 2.5 倍，依次类推。 “条件有变加折算，高温九折铜升级”。上述口诀是铝芯绝缘线、 明敷在环境温度 25的条件下而定的。若铝芯绝缘线明敷在环境温 度长期高于 25的地区，导线载流量可按上述口诀计算方法算出， 然后再打九折即可；当使用的不是铝线而是铜芯绝缘线，它的载流量 要比