高壓電動機保護基礎(chǔ)知識姓名：張文偉

2024年02月課程目標知識目標：掌握高壓電動機保護基礎(chǔ)知識技能目標：能夠準確判斷高壓電動機保護原理及時處理電氣故障目錄01電動機的概述02電動機工作原理03電動機常見故障及狀態(tài)04高壓電動機保護類型01電動機的概述電機概述電機——實現(xiàn)機械能與電能的相互轉(zhuǎn)換。發(fā)電機——將機械能轉(zhuǎn)換為電能。電動機——將電能轉(zhuǎn)換為機械能。

電動機電機發(fā)電機直流電動機

交流電動機直流發(fā)電機交流發(fā)電機同步電動機異步電動機（三相和單相）（三相和單相）（籠型和繞線型）

動力電機電機控制電機:以高效率的能量轉(zhuǎn)換為目的。:以高靈敏度、高準確度的信號轉(zhuǎn)換和傳遞為主要目的。02電動機工作原理電動機工作原理電動機：是把電能轉(zhuǎn)換成機械能的一種設(shè)備。它是利用通電線圈（也就是定子繞組）產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場并作用于轉(zhuǎn)子鼠籠式式閉合鋁框形成磁電動力旋轉(zhuǎn)扭矩?；\型異步電動機外形※

部分額定值：UN400V~690VfN50/60HzPN200kW~2300kW2p2~8※部分額定值：UN690V，2kV~11kVfN50/60HzPN200kW~3000kW2p2~12機座和端蓋機座是電動機的支架，通常用鑄鐵或鑄鋼制成機座定子接線盒U1V1

W1W2U2V2U1V1W1W2U2V2星形(Y)聯(lián)結(jié)U1V1W1W2U2V2三角形(△)聯(lián)結(jié)交流電動機工作原理03電動機常見故障及狀態(tài)定子繞組相間短路定子繞組匝間短路定子繞組單相接地異步電動機起動時間過長電動機運行過程中三相不平衡運行過程中電動機發(fā)生堵轉(zhuǎn)電動機機械過負荷，供電電壓降低和頻率降低引起異步電動機過負荷電動機供給電壓過低和過高投入運行時異步電動機相序錯誤，運行過程中電動機軸承溫度過高以及轉(zhuǎn)子鼠籠斷條對同步電動機來說，還有失步，失磁故障04高壓電動機保護類型電流縱差動保護電流速斷保護負序電流保護(不平衡保護)接地保護（零序電流保護）過熱保護（溫度保護）過負荷保護啟動時間過長保護低電壓保護過電壓保護堵轉(zhuǎn)保護電流縱差動保護用于定子繞組及引出線相間短路的保護。1.動作判據(jù)動作量：IOP=|Ia+Ia’|；A相和C相制動量：Ires=1/2*|Ia-Ia’|；A相和C相用比率制動特性，如圖5-9、102.定值整定最小動作電流Iq Iq=Krel*Kap*Kcc*Ker*IN/nTA（

0.2—0.4）

系數(shù)(1.5*1*0.5or1.0*0.1)3．制動系數(shù) 躲最大啟動電流時的不平衡

Inub.max=Kap*Kcc*Ker*Ist.max/nTA(Kap取1.5) S=(Krel*Inub.max-Iq)/(Ist.max/nTA-IN/nTA)(Krel取1.3--1.5；一般S為0.3—0.4)4．靈敏度校驗

Id=Ik.min/nTA Ires=1/2*Ik.min 由Ires求對應(yīng)Iop Ksen=Id/Iop>=2差動電流速斷保護取3—8倍額定電流電動機縱差保護注意事項由于保護裝置在開關(guān)柜上，造成TA二次電纜長度相差比較大，特別電動機離開關(guān)柜較遠時更加嚴重，這就造成不平衡電流顯著增大的現(xiàn)象，甚至中性點出現(xiàn)飽和。要特別注意TA二次側(cè)阻抗不匹配的問題。如無法解決二次不匹配問題，則要采用提高定值來躲過啟動時的誤動，此時我們可適當提高比率制動斜率而不宜采用提高最小動作電流的措施。電流速斷保護1．動作判據(jù)

Imax≥Iset.H高定值,啟動前投入

Imax≥Iset.L低定值,啟動后投入

t≥tset保護延時

Imax:A相C相取大者(或正序電流)2．保護定值高定值躲過最大啟動電流整定Iset.H=Krel*Kst*IN/nTA（系數(shù)1.5*實測or取7）低定值躲過自啟動電流和躲過區(qū)外短路時電動機最大反饋電流整定

Iset.L=Krel*Kst*IN/nTA（系數(shù)1.3*6)時限當電動機用斷路器出口時，動作時間取0s當電動機用F-C做出口時,取0.3秒,額定電流較大時取0.4s。此時Krel可取1.1。3.電動機啟動時間用實測啟動時間乘1.2倍,一般電機可取10s。用其判斷何時啟動結(jié)束。電動機起動時間經(jīng)驗值循環(huán)水泵，電動給水泵，送風機，吸風機，磨煤機一般取20s其它啟動較快的取10s負序電流保護(不平衡保護)

負序保護用于作為匝間短路,斷相,相序反,電源不平衡及不對稱短路的后備保護，轉(zhuǎn)子開焊以及不對稱過負荷等。1.動作判據(jù)I2≥I2.set

(I2*2–K22)*t≥At≥t2.min及t≤t2.maxA：負序熱值；K2=I2.set/IN2．負序保護定值啟動值I2.set按躲過正常運行時允許的負序電流整定取I2.set=(0.3～0.4)IN負序最長延時t2.max按電機能夠承受的最長時限整定，一般取20秒，負序最短延時t2.min外部短路閉鎖時取(0.7--1.1)+0.4=1.1—1.9s一般用反時限特性，如圖5-193．負序熱值ＡＡ＝K2t*(Iq/I2.set)K2t=0.006～0.01；K2t的選取應(yīng)使Ａ>0.2秒負序電流保護注意事項當裝有反時限時，電動機采用熔斷器時，電動機動作時間必須大于熔斷器熔斷時間。否則不宜采用反時限保護。過熱保護任何原因引起的正序電流增大，出現(xiàn)負序電流都會引起電動機過熱。保護設(shè)有告警，跳閘，禁止再啟動。1.動作判據(jù)

(Ieq*2-1.052)t≥τ等效電流Ieq*2=(k1*I12+k2*I22)/I2N2 其中k1=1；k2=3～10(可取6)；τ:過熱時間常數(shù)熱積累達到70%時發(fā)過熱告警信號;熱積累達到100%時發(fā)過熱跳閘命令2.過熱熱值

發(fā)熱時間常數(shù)τ應(yīng)由電動機制造廠提供也可由制造廠提供的電動機過負荷能力數(shù)據(jù)進行估算 如在X倍過負荷時允許運行t秒，則可得τ==(X2-1.052)t

若有若干組過負荷能力數(shù)據(jù)，則取算出的值中τ最小者。當廠家無提供時，可取8—9分鐘3.散熱時間常數(shù)，可取32-36分鐘，一般取4倍發(fā)熱常數(shù)。電動給水泵可取45分鐘。過熱告警系數(shù)，一般取70%-80%的過熱跳閘值過熱閉鎖跳閘系數(shù)，一般取50%。注意事項:正確計算電動機的額定電流，否則造成實際電流大于計算電流引起熱積累誤跳。過負荷保護啟動值躲正常運行負荷

Il.set=Krel*Iloa.max(Krel=1.15—1.2)或Il.set=(1.3—1.5)I2NIop=Krel/Kr*In

在啟動結(jié)束后投入(也可以提前投入),動作時間取1.2tst.max,發(fā)信號。

啟動時間過長保護電動機起動時間過長會造成電機過熱

tm≥tst.set 允許最長啟動時間1.2*tst.max

三相電流從0突變判別為啟動。從啟動電流達到10%開始到電流過峰值后下降到112%IN測得的時間為tm。啟動過長保護在啟動完畢后自動退出。低電壓保護防止電機自啟動,對次要電機或不要自啟動的電機裝設(shè)。 三個線電壓均低于定值且要用低電流閉鎖,TV斷線和開關(guān)跳閘閉鎖 定值：I段Uset.L=(65－70)%UN

動作時間取0.5sII段取45-50%Un動作時間取9-10s過電壓保護過電壓保護動作電壓Uop=1.3UnT=2s電動機堵轉(zhuǎn)保護電動機在啟動過程和運行過程中發(fā)生堵轉(zhuǎn)，電流增大，容易燒毀電機，所以設(shè)置堵轉(zhuǎn)保護，作用于跳閘。分兩類

1不引入開關(guān)觸點時在電動機起動結(jié)束后投入，如果