6KV循环泵电动机启动时零序保护误动作.doc

6KV循环泵电动机启动时零序保护误动作师淑英 赵晓东摘要：本文介绍了某电厂循环泵电动机启动零序保护误动作的原因，故障的查找过程以及采取的措施。在某电厂#1循环泵房循环泵电动机在启动过程中存在有零序保护误动的现象，经查找分析，发现循环泵电机在启动过程中零序回路中不平衡电流高达15A，经过专业人员测试分析，找出了零序保护动作的原因，使这一问题得到解决。关键词：一， 故障现象某机组循环泵电动机在启动过程中零序保护有时误动作，针对这一现象，对循环泵启动时进行二次电流的测量和录波，结果发现零序回路中流过的不平衡电流达到15A。循环泵停止运行后，对CT二次回路进行测量，发现A，C相回路电阻小，B相回路电阻很大，怀疑二次回路有问题。二， 电动机零序保护原理与接线简介循环泵6KV厂用系统接线，有关TA，二次回路以及保护概况如下（1） 循环泵所在6KV开关室高压厂用变压器6KV侧中性点为不接地系统，零序保护的整定值为3A（2） 循环泵电动机的铭牌参数为：变比300/5A，绝缘E级，额定负载 ，级别10P，一次额定电流倍数10（3） 循环泵零序保护装置是 公司产品，安装在保护柜内，TA二次回路设备的原理接线图见图：三， 故障的查找过程与分析通过对TA二次回路电阻测量，A，C相回路电阻0.8，B相回路电阻3.5，在B相回路上串有一个电流表，电缆接至循环泵房，造成B相回路电阻很大，因此零序保护有时误动的原因应该出在TA及其二次回路上。下面结合在循环泵电动机上进行有关实验，对TA特性进行分析，找出故障的根源所在。1. TA负载能力的确定，TA的负载能力应满足各种短路情况下推动二次负载的需要，我们对各种故障情况下的二次负载进行比较以确定那种情况下TA的二次负载阻抗最大。（1） 电动机各种负载情况下TA二次负载的分析与比较。6KV电动机TA二次接线的等值电路如下图中Zc为TA二次引线阻抗，ZLU、，ZLV，ZLW为二次各相负载，ZL0为零序保护阻抗。a. 对称短路时TA的二次负载当一次系统发生对称短路时，TA二次侧的三相电流也是对称的，这时IU+IV+IW=0 各相TA二次阻抗分别为：UU=IU（ZC+ZLU） Z2U= UU/ IU= ZC+ZLU）UV=IV（ZC+ZLV） Z2V= UV/ IV=（ZC+ZLV）UW=IW（ZC+ZLW） Z2W= UW/ IW= ZC+ZLW）b. 相间短路时TA的二次负载当一次系统发生U，V相间短路，则三相TA的二次侧也不对称，这时IU=- IV， IW=0，I0=0 两相TA二次阻抗分别为UU=IU（ZC+ZLU） Z2U= UU/ IU= ZC+ZLU）UV=IV（ZC+ZLV） Z2V= UV/ IV=（ZC+ZLV）c. 单相接地短路时的二次负载设U相发生接地短路，三相TA的二次只有单相电流，这时IU=I0，IV=0，IW=0 UU= IU（ZC+ZLU）+ I0（ZC+ZL0）= IU（2 ZC+ ZLU+ ZL0 ）Z2U=2 ZC+ ZLU+ ZL0通过以上分析可以看出当单相短路故障时，TA的二次负载阻抗值最大，因此TA负载能力的确定应以满足单相短路时为依据。（2） 实测的循环泵CT二次负载根据上述分析，实验时测单相短路时CT 的二次阻抗值，实验数据如下：实测CT 二次负载I（A）5.00A10.00A30.00AU相U（V）4.008.3026.70Z（）0.800.830.89V相U（V）17.536111Z（）3.53.63.7W相U（V）4.008.3026.70Z（）0.800.830.89（3） 数据分析从上表可以看出，循环泵电动机U，W相二次侧的额定电流5A时，实际伏安值是4V5A=20VA，V相的实际伏安值是61.25VA，远远大于循环泵配置的CT 容量15VA，因此电动机所配置的CT容量不满足额定负载的需求。此外从上表可以看出，循环泵电动机三相负载不平衡，B相回路负载太大，对于CT来讲，如果超过本身容量，一次电流再增加，二次电流也不会增加。2。TA的10%誤差特性 分析分析TA二次负载能否满足10%误差特性的要求，必须找出实测的CT10%误差特性曲线，从而确定一次不饱和电流倍数。（1） 10%误差曲线的做法，采用TA的励磁特性曲线可以得到10%误差曲线a， TA的励磁阻抗特性曲线，TA的等值电路如下Z1为一次绕组阻抗，Z2为二次绕组阻抗，ZE为励磁阻抗，IE为励磁电流，将TA的一次侧开路，二次电流，电压之间的关系为U2=IE（ZE+Z2）ZE+Z2=U/IE ，相对ZE来讲，Z2可以忽略不计，所以TA二次的伏安特性近似为励磁阻抗特性，即ZE=f（I）=U/I，用励磁特性曲线的纵坐标乘以0.1作为10%误差曲线的横坐标，即二次允许阻抗ZEN=0.1ZE=0.1/ U/IE用励磁特性曲线的横坐标乘以2作为10%误差曲线的纵坐标，即一次电流倍数 m10=2IE（2） 实测的10%误差曲线对循环泵电动机TA的二次伏安特性进行了实测，此处列举为A相TA的伏安特性电动机TA二次伏安特性实测表I(A)0.51.02.03.04.05.010.015.020.030.0U(V)30.331.231.932.432.733.033.934.535.136.3Z()6.063.121.601.080.820.660.340.230.180.12124681020304060（3） 根据上表作出的10%误差曲线如下（4） TA的误差分析从上图可以看出，横坐标为0.9时所允许的一次额定电流倍数为7。根据TA的励磁饱和特性，当一次电流大于此值时，其二次电流的波形就出现严重畸变现象，误差将超过10%，而循环泵电动机的启动电流值高达7.5倍的额定值，此时三相TA已处于饱和状态，尤其B相已处于严重饱和状态，所以二次传变不再维持线形关系，从而产生了不平衡电流，使零序电流保护动作。3.电动机启动时二次波形分析在循环泵电动机启动时我们进行了TA二次的录波检验，波形图如下从图中可以看出二次电流波形畸变时的尖顶波，零序电流的波形不是正弦波 ，以上的波形证明了我们上面理论分析和实验结果的的正确性。4.结论通过上述分析实验可以得出如下结论（1） 零序保护误动作的原因在于TA饱和循环泵电动机在启动过程中零序保护误动作的原因在于TA饱和，其二次电流波形处在严重畸变的情况下，三相电流的和即不平衡电流不再为零，导致零序电流超过定值，零序保护误动作。（2） 二次回路的设计缺陷造成了TA饱和TA饱和的原因是由于二次接线不合理，B相回路在500米外的循环泵房串有一个电流表，三相负载严重不平衡。如果零序保护专设单独的TA，就可以减轻TA的二次负担，电动机启动过程中也就不存在波形畸变的问题，引起保护误动。四， 我们可以采取的措施1 在6KV开关室循环泵B相回路装设B相电流变送器，降低B相回路电阻，使三相回路电阻一致。2 在电动机侧另装零序TA3 更换TA，改选具有俩组