spam150c保护装置在石化企业的应用_secret

1、SPAM150C保护装置在石化企业的应用摘 要：SPAM 150C电动机综合保护控制装置是ABB公司的综合保护装置之一，不但具有常规的过负荷、电流速断及不带方向接地故障保护，而且具有不平衡及逆相序等保护，比较适合作为石化企业电动机的保护。本文根据对SPAM 150C电动机综合保护控制装置的实验摸索和理论研究，在设计、安装、整定、检验及运行管理方面做出了较为详细的叙述，并提供了一些石化企业应用的数据，为该保护装置应用提供了一定的实践经验。关键字：电动机 继电保护 石化企业引言电动机是石化企业的主要用电设备，如何用综合保护装置在确保生产操作安全的基础上，对电动机的电气及机械部分进行全面地保护是电气

2、技术人员需要认真解决的问题。SPAM 150C电动机综合保护装置是应用的较早电动机综合保护装置之一，与MiCOM P220电动机保护装置1一样，该保护装置也比较适合作为石化企业1601800KW中压电动机的保护。SPAM 150C电动机保护装置可以用于实现单相、两相或三相电流速断及/或过载保护和不带方向接地故障等保护的应用中。虽然在某些功能及免费软件等方面不及MiCOM P220，但由于价格等优势，SPAM 150C目前还是在石化企业应用的很广泛。SPAM 150C电动机保护装置设计安装在设计安装前必须认真阅读ABB提供的SPAM 150C电动机保护装置用户手册和技术说明。在设计安装时应当注意

3、：保护装置辅助电源的电压范围，并应将其接到61-62端子上，对于直流辅助电源，正极应接到端子61上； 由于保护装置的辅助电源丧失可引起保护装置的部分数据丢失，因此保护装置的辅助电源应与电动机控制电源分开控制，而且各控制元件应分开布置（例如分别布置在端子排的两端）以防误操作； 由于过负荷电流Iq整定的范围是0.5.1.50In。当电动机额定电流小于电流互感器的45%In时，应考虑增加升流器或更换电流互感器； 应当注意各相电流和零序电流输入的极性，如极性错误将引起保护装置误动； 应当注意控制输入10-11不同的使用方法。通常宜接入低电压保护回路； 断路器合闸闭锁应接在74-75端子上； 宜将事故预

4、报接在80-81端子上，事故报警接在68-69端子上； 保护装置的外壳及63端子必须可靠接地； 跳闸输出应接到65-66端子上； 总线连接模块接到保护装置后面板上标有SERIAL PORT的D型接插件上。光纤电缆接到总线连接模块的Tx和Rx接插件上。总线连接模块上的通信方式选择开关设定在“SPA”位置； 保护装置的安装高度不宜高于1.8米以便观察数据及整定检验； 安装时必须严格按设计图配线。 SPAM 150C电动机保护整定过负荷整定 过负荷电流整定值计算公式：Iq= KrelIrM / IpIn（1）式中：Krel可靠系数，通常取1.051.10，在石化企业中电动机多为防爆电动机2，为确保生

5、产装置的连续运行宜取1.05。IrM电动机额定电流值，A；Ip电流互感器一次电流，A；In电流互感器二次侧和继电保护装置的额定电流值，A。考虑到石化企业中的多数电动机均参加再起动3，根据电动机起动时间，从过负荷的热状态保护曲线中选择t6x整定值。在石化企业中起动时间t6x通常整定为：负载是普通机泵时取t6x = 22秒；负载是风机时取t6x = 3066秒。因石化企业中的多数电动机都采用直接起动方式，加权系数p值一般设为50。在石化企业中热预报警qa通常可整定为90%，重起动禁止qi可整定为60%，冷却时间常数kc可整定为6。起动电流倍数Is/In及起动时间ts整定 电动机起动倍数整定值计算公

6、式：Is/ In = Is/ Ip（2）式中：Is电动机起动电流，A。在石化企业中起动时间ts整定通常是：负载为普通机泵时取ts = 6秒；负载为风机时取ts = 816秒。电流速断I及t整定 石化企业中电动机电流速断保护适用的整定值为：I = 1.5 Is / Ip（3）t = 0.04 s，应该检查整定值I是否低于电流互感器饱和电流极限值的90%，且电动机端子上最小三相故障电流的1/3。接地故障保护整定 在石化企业中接地故障保护通常动作于事故预报。宜采用专用的零序电流互感器来测得接地故障产生的零序电流。对于中性点不接地系统可采用试验的方法确定整定值。在零序电流互感器一次加1A电流，从前面板

7、I0菜单下读出显示器数据即为I0的整定值。如整定值小于1%，可将中线电流输入端子25-26改为25-27，即由中线电流输入5A改为1A。接地故障保护的动作时间通常为t0 = 0.5 s。不平衡保护整定 不平衡保护是一个单相保护和反时限电流不平衡保护。通过监视最大和最小相电流检测到电动机的不平衡。I = 100%(ILmaxIlmin)/ILmax（4）式中：ILmax最大相电流，A；ILmin最小相电流，A。石化企业中不平衡保护通常也动作于事故预报，考虑到补偿电容器及其它电子设备等影响，整定值为负序电流灵敏度15%，因此，取I = 26 %，t = 20秒。欠电流保护整定 从电动机运行管理等方

8、面考虑，在石化企业中不宜采用欠电流保护功能。累积起动时间计时器整定 在石化企业中，当电动机负载为普通机泵时，考虑电动机起动在2小时内最大可以起动3次，取?tsi = 12秒，D?ts = 3 秒/小时；当电动机负载为风机时，考虑电动机起动在4小时内最大可以起动3次，取?tsi = 1632秒，D?ts = 24 秒/小时。编程开关设定 各种应用中要求的附加功能可用前面板上给出的开关组SGF，SGB，SGR1和SGR2来选择。另外，电动机保护装置还含有软件开关组SG4，它位于寄存器A的子菜单4上。当设定这个开关组时，将指示出开关的编号，1.8，和开关位置0和1。在正常操作中只给出检查和。功能编程

9、开关组SGF设定 开关组SGF的选择器开关用来定义保护装置的某些功能，并用SGF/1到SGF/8来表示。用开关SGF/1可以选择电流速断I是否使用。石化企业的中压电动机的控制开关均为断路器，因此，应设定SGF/1 = 1。用开关SGF/2可以选择电流速断I是否使用自动双倍功能。在SPAM 150C内，当相电流在60ms内从0.12Iq升高到超过1.5Iq时的状态被定义为电动机起动状态，当电流回落到1.25Iq以下时，被定义为电动机起动状态结束。当使用自动双倍功能时，通常整定I = 0.75Is。在距电动机较近的供配电系统发生短路时，电动机将向短路点馈出短路电流，馈出电流的幅值和维持时间与短路的

10、形式及电动机至短路点的电气距离以及电动机的负荷率有关。如果发生的是近距离金属性短路，电动机的馈出短路电流约是Is。因此，将导致电动机电流速断保护误动。图1为催化轻柴油泵6KV，220KW，IrM=26.3A电动机起动电流波形，图2为该机发生近距离短路时馈出的短路电流波形。另外，在石化企业中，多数电动机均参加再起动，如供配电系统发生瞬时失压3，电动机电流在高于0.12Iq时再起动，自动双倍功能的使用也会使电动机电流速断保护误动。因此，在石化企业中不应使用电流速断保护自动双倍功能，即SGF/2应设定为0。图1电动机起动电流波形图2电动机馈出短路电流波形禁止在过电流状态下接地故障装置动作。在这种情况

11、下，根据这两个开关的选择可以禁止接地故障装置在相电流超过4倍、6倍或8倍满载电流Iq 的情况下动作。由于石化企业中压电动机的控制开关均为断路器，因此，SGF/3和SGF/4均应设定为0。如使用相电流不平衡保护应将SGF/5设定为1。通过开关SGF/6可以选择是否使用逆相序保护。该保护动作后，操作指示灯和输出保护装置的状态与相电流不平衡保护相同。通过开关SGF/7可以选择堵转保护的动作方式，如SGF/7设定为0，即采用定时限堵转保护；如SGF/7设定为1，则采用反时限堵转保护。在石化企业中通常SGF/7设定为1。在石化企业中不宜采用欠电流保护功能。因此SGF/8设定为0。石化企业常用功能编程开关

12、组SGF设定表开关设定加权值SGF/111SGF/202SGF/304SGF/408SGF/5116SGF/6032SGF/7164SGF/80128SGF设定值检查和81闭锁和控制输入选择器开关组SGB设定 开关组SGB的选择开关用来定义保护装置外部控制输入的某些功能，分别用SGB/1到SGB/8来识别。当电动机为增安型并安装了速度开关时，应设定SGB/1 = 1，通常应设定SGB/1 = 0。当电动机组成机群再起动时，由外部控制再起动过程时，应设定SGB/2 = 1，通常应设定SGB/2 = 0。当电动机采用软起动器起动时，为防止在起动过程中不平衡及接地故障保护误动作，应将SGB/3 =

13、1，SGB/4 = 1。如果SGB/5 = 1，即输出保护装置A可执行外部跳闸命令。通过设定SGB/6 = 1可完成外部手动复位。当SGB/7 = 1时，在短路、接地故障或不平衡跳闸后，闭锁输出保护装置A。SGB/8也是闭锁输出保护装置A，而且与发生跳闸的原因无关。石化企业常用闭锁和控制输入选择器开关组SGB设定表开关设定加权值SGB/101SGB/202SGB/304SGB/408SGB/5116SGB/6032SGB/7064SGB/80128SGB设定值检查和16输出编程开关组SGR1和SGR2设定 SGR1和SGR2开关组的开关用于把要求的输出信号与相应的输出保护装置相连。这些开关分别

14、用SGR1/1.SGR1/8和SGR2/1.SGR2/8来标识。选择器开关组SGR1 石化企业常用选择器开关组SGR1设定表开关设定加权值SGR1/111SGR1/202SGR1/304SGR1/408SGR1/5116SGR1/6132SGR1/7064SGR1/80128SGR1设定值检查和49选择器开关组SGR2 石化企业常用选择器开关组SGR2设定表开关设定加权值SGR2/101SGR2/202SGR2/304SGR2/418SGR2/5116SGR2/6032SGR2/7064SGR2/80128SGR2设定值检查和24开关组SG4设定 石化企业常用选择器开关组SG4设定表开关设定加

15、权值SG4/101SG4/202SG4/304SG4设定值检查和0SPAM 150C电动机保护装置检验技术部门应提供的定值和检验数据 技术部门应提供的定值数据如下： Iq过负荷电流整定值，In； t6x最大安全停车时间，秒； p加权系数，%； qa热预报警，%； qi重起动禁止，%； kc冷却时间常数； Is/In电动机起动倍数整定值； ts电动机起动时间整定值，秒； I电流速断整定值，In； t电流速断动作时间，秒； I0接地故障电流整定值，In； t0接地故障保护动作时间，秒； DI不平衡保护整定值，%； tD不平衡保护动作时间，秒； ?tsi起动闭锁计时器整定值，秒； D?ts起动时间计

16、时器递减率，秒/小时； SGF功能编程开关组； SGB闭锁和控制输入选择器开关组； SGR1，2输出编程开关组。技术部门可为检验人员提供的检验数据如下：Is_verify电动机起动电流检验值，A； tcool电动机冷态起动检验时间，秒； thot电动机热态起动检验时间，秒； I0.95电流速断0.95倍整定值，A； I1.1电流速断1.1倍整定值，A； DILmax不平衡最大相电流，A； DImin0.95不平衡0.95倍最小相电流，A； DImin1.1不平衡1.1倍最小相电流，A。 由于需要提供的检验数据较多，宜采用计算机程序（例如EXCEL）计算。检验前的准备 在检验前请务必检查输入的电

17、流是否与相应端子的要求相符。在整定记录上写入相和零序电流互感器的参数值。为SPAM 150C保护装置供电。给保护装置的每个电流输入端加入电流，在显示器上检查数值是否正确。检验各动作值与整定值是否相符，并将检验结果写入检验报告中。过负荷电流整定值检验 电动机起动电流检验值通常取：Is_verify = Is/KiA（5）式中：Ki电流互感器变比。当Krel取1.05时，电动机冷态起动检验时间：tcool = 32 t6x ln(Is/In )2/(Is/In )2-1.1025)秒（6）当Krel取1.05时，电动机热态起动检验时间：thot = 32 t6x ln(Is/In )2 - p/1

18、00*(Ip/Iq)2) /(Is/In )2-1.1025)秒（7）式中：Ip预先长期负荷电流，In。断开保护装置电源，同时按RESET/STEP与PROGRAM按钮，建立冷态0过负荷，注入Is_verify电流直至tcool秒保护装置有跳闸输出，立即合上断路器，此时Ip约等于Iq，再注入Is_verify电流直至thot秒有跳闸输出。作为参考现给出，Is/In = 6.5，p = 50%，电动机起动检验时间tcool与thot：t6x22304560tcool18.6 25.4 38.1 50.8 thot10.2 14.0 20.9 27.9 电流速断保护检验 直接注入I0.95电流，然

19、后检查保护装置在t时是否没有跳闸输出，然后再注入I1.1，检查是否在t时有跳闸输出，逐渐减小注入电流，注意记录电流降至多少时I信号可复归。接地保护检验 在零序互感器一次直接注入0.95 A的电流，然后检查保护装置在t0时是否没有动作。然后注入1.1 A的电流，检查保护装置在t0时是否有报警动作。逐渐减小注入电流，注意记录电流降至多少时Io信号复归。不平衡保护检验 做该检验时必须使用可同时产生两相或三相电流的试验仪器。不平衡最大相电流DILmax通常取电动机的额定电流，即DILmax = IrM/Ki（8）不平衡0.95倍最小相电流为：DImin0.95 = (1-0.95DI/100) DIL

20、max（9）不平衡1.1倍最小相电流为：DImin1.1 = (1-1.1DI/100) DILmax（10）当DI = 26 %，DILmax = IrM/Ki时，DImin0.95 = 0.753IrM/Ki，DImin1.1 = 0.714IrM/Ki 。在保护装置的两相分别注入DILmax和DImin0.95，然后检查tD时后是否没有报警动作。然后再分别注入DILmax和DImin1.1，检查在tD时是否有报警动作。逐渐增大DImin1.1，注意记录电流增至多少时DI信号复归。低电压保护功能检验 向控制输入10-11加入有源开关量，然后检查保护装置是否有跳闸输出。取消控制输入检查输出保

21、护装置是否仍然保持动作。通过清除报警信息复归保护装置跳闸输出。SPAM 150C电动机保护装置运行管理人员培训及说明 在SPAM 150C保护装置安装运行前应对有关技术人员、检验人员及电工班长进行培训，还要对操作及维护人员讲解操作要求，对于该保护装置新功能也应对有关领导说明。运行维护与修理 保护装置实际上是不需要维护的。在正常操作条件下不会有物理和电气方面的损坏。如果保护装置工作现场周围的大气中含有化学活性物质，应定期将保护装置模块从壳内抽出进行检查。在拆卸模块之前一定要保证你与设备有相同的静电电位，可摸一下保护装置的外壳。在目检中要注意下面几个方面：保护装置模块、触点和保护装置外壳有没有损坏的痕迹；保护装置盖或壳内是否有灰尘堆积，如果有应将其吹净；去除端子、外壳及保护装置内部的锈点或蚀痕。SPAM 150C与MiCOM P220的差别过负荷保护整定范围 在石化企业装置变电所中，为了满足电流互感器动、热稳定的要求，一次电流最小只能选100A，而许多6KV电动机的容量为200280kw的Iq整定值均应在0.5以下。此时SPAM 150C无法满足要求，只能采用升流器或加强型电流互感器，这又增加了工程投资，而MiCOM P220的Iq整定范围是0.21.5In完全可以