电动机差动保护调试与应用

[摘 要]本文详细讲解电动机差动保护比例制动的计算。根据生产企业实际差动保护动作情况，计算验证差动保护动作合理性，提出可能引起差动保护动作的原因。

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0279-01

为了提高电动机保护灵敏度，对于大容量或重要电动机，均采用差动保护。电动机差动保护主要用于功率在2000kVA以上大型电动机，差动保护是电动机内部故障的主保护，它能快速而灵敏地切除内部所发生的故障，同时，在正常运行及外部故障时，又能保证动作的选择性和可靠性的内部短路保护，快速反应于设备内部短路故障。

一、电动机差动保护计算

两侧电流分别为一侧电流I1、二侧电流I2，K为制动电流与Igd1的比值，电流为同极性接入，以A相为例，B、C相同。

1.1 差动保护

1.1.1定值整定

a）比例差动电流定值：Icd.dz，拐点1定值：2×Icd.dz，比例制动系数1定值：0.3，拐点2定值：4×Icd.dz，比例制动系数2定值：0.5

1.1.2比例制动计算

a）零制动段

1）动作方程

IcdФ≥Icd.dz ；IzdФ≤Igd1；

根据动作方程可解得：

I1=（2K*Igd1+Icd.dz）/2；I2=（Icd.dz-2K*Igd1）/2；

把Igd1=2Icd.dz代入上式可得：

I1=（4K+1）Icd.dz/2；I2=（1-4K）Icd.dz/2；

设：K=0、0.1……1；

例如：当K=0时，I1=0.5Icd.dz，I2=0.5Icd.dz；当K=0.5时，I1=1.5Icd.dz，I2=-0.5Icd.dz

当计算的电流值为负数时，电流的相位为180°

b）比例制动段一段

1）应用条件和动作方程；

Igd1≤IzdФ≤Igd2；IcdФ-KBI1*（IzdФ-Igd1）≥Icd.dz；

根据动作方程，可解得：

；

，

把Igd1=2*Icd.dz，KBI1=0.3代入上式得：

I1=（2.3K+0.2）*Icd.dz；I2=（0.2-1.7K）*Icd.dz

设：K=1、1.1、1.2…

例如：K=1时，代入上式I1=2.5Icd.dz，I2=-1.5Icd.cd；K=1.2时，I1=2.96Icd.dz，I2=-1.84Icd.dz；

c）比例制动段二段

1）应用条件和动作方程；

Izd≥Igd2；Icd-KBK1・（Igd2-Igd1）CKBK2・（IzdCIgd2）≥Icd.dz；

根据动作方程可解得：

；

把Igd1=2*Icd.dz，KBI1=0.3，Igd2=4*Icd.dz，KBI2=0.5代入上式得：

I1=（5K-0.2）*Icd.dz；I2=-（3K+0.2）*Icd.dz；

设：K=1、1.1、1.2…。

例如：K=1时，代入上式I1=4.8Icd.dz，I2=-3.2Icd.dz；K=1.2时，I1=5.8Icd.dz，I2=-3.8Icd.dz。

二、差动保护应用

实际工作中差动保护跳闸计算

2.1 应用条件

？电机额定值：PN-15500KW，UN-10000V，IN-991A，NN-1486RPM；过负荷系数1.0，额定连续负荷电流991A；保护继电器型号-REM543BG217AAAA；电流和电压输入：1250A/1A-30VA/5P20，CT星点朝向设备侧；10KV/√3：100V/√3。

2.2 定值设置

差速断电流定值=5In；差动启动电流定值=0.1In；比例制动系数1值=35%；比例制动系数2定值=1；拐点1定值=0.2；拐点2定值=2.0；差动保护功能投入；整定差动出口为跳闸；

2.3 差动保护动作报文

2014/5/3016：39：35.900DIFF6G99/E1

2014/5/3016：39：35.945DIFF6G99/E0

2014/5/3016：39：35.980COCB1120/E0

IA1=0.53In、IB1=0.60In、IC1=0.58In；

IA2=0.63In、IB2=0.60In、IC2=0.58In；

相角：IA1-IA2=+24°IB1-IB2=+0°IC1-IC2=+0°

差动电流：Id1=0.26In、Id2=0.00In、Id3=0.00In

制动电流：Ib1=0.57In、Ib2=0.60In、Ib1=0.58In

2.4 差动计算

由保护报文看出A相有差动电流为0.26Ln。是A相启动差动保护动作，用A相数据进行计算验证：

A相制动电流为Ib1=0.57In；

代入动作方程Igd1≤IzdФ≤Igd2；0.2In≤Ib1≤2In；

因此差动保护动作于比例制动段一段；

K1=35%，Igd1=0.2Ln，Icd.dz=0.1Ln，IcdФ=Id1=0.26In，IzdФ=Ib1=0.57In，

代入动作方程IcdФ-K1*（IzdФ-Igd1）≥Icd.dz

0.26In-35%（0.57In-0.2Ln）≥Icd.dz

0.1305In≥0.1Ln

将报文数据代入动作方程计算验证，差动保护动作符合动作原理不是误动跳闸。

2.5 针对可能引起差动保护动作的原因进行检查：

a）对电机本体进行检查：测量电机的直流电阻和绝缘，对电机进行交流耐压试验，通过这三项检查试验可以确定差动保护动作是否由电动机本体故障引起。

b）检查电动机尾部电缆与互感器、互感器与母排连接处，电流互感器接线端子有无松动和虚接现象。

c）检查电流互感器二次回路是否断线和松动，在负荷电流的作用下，差动保护肯能误动。

d）检查电流互感器和电流继电器，电机柜内电流互感器为LDJ22-10C2，额定电流比为1250/1，频率为50Hz，准确级为5P20，测试电流互感器数据是否符合技术要求。检查电流继电器是否灵敏可靠动作。

三、结束语

差动保护对大型电动机正常可靠运行起着非常重要的作用，作为电气技术人员要熟练掌握保护原理，能够准确无误的调试差动保护，对差动保护动作能清晰准确的分析事故原因，提出切实可行的解决办法，保证大型电动机安全稳定运行，使其更好地为工业生产服务。

参考文献

[1] GB50062-92电力装置的继电保护和自动装置设计规范，1992.

[2] 王维俭，陈永亭等，发电机和大型异步电动机纵差保护的几个问题[J]，继电器，1999.