电机保护说明分析

1、电动机故障情况分析对于异步电动机来说,其故障形式主要分为绕组损坏和轴承损坏两方面。造成绕组损坏的主要原因有:(1) 由于电源电压太低使得电动机不能顺利启动,或者短时间内重复启动,使得电动机因长时间的大启动电流而过热。(2) 长期受电、热、机械或化学作用,使绕组绝缘老化和损坏,形成相间或对地短路。(3) 因机械故障造成电动机转子堵转。(4) 三相电源电压不平衡或波动太大,或者电动机断相运行。(5) 冷却系统故障或环境温度过高。低压电动机的各种保护方式：1） 低压熔断起，近年来很少采用。2） 不可调整的一次脱扣低压自动空气开关3） 可分级调整的瞬时或短延时一次脱低压自动空气开关单相接地保护4） 装

2、设可分级调整的瞬时或短延时一次脱扣自动空气开关带电流互感器的二次型机电保护5） 带职能型保护的低压自动空气开关。 低压电动机保护1） 电流速断保护作为电动机短路故障的主保护。一般按躲开电动机起动电流整定,并考虑一定的可靠系数。对于电磁型的一次脱扣器:动作时间：对于智能型保护的自动空气开关: 动作时间：对于二次型保护：灵敏度为：2） 长延时电流（1） 电流定值： 躲过电动机额定电流或正常最大负荷电流：（2） 时间定值对于反时限特性继电器，根据曲线特性进行整定。3） 单相接地零序过电流保护：对于400V单相接地电流很大，低压电动机单相接地时灵敏度足够，一般按照经验公式，取：灵敏度为：4） 电动机低

3、电压保护（1） 为保证重要电动机自起动，必要时需加装0.5延时切除的II，III类电动机低电压保护，其动作定值： （2） 生产工艺不允许在电动机完全停运后突然来电自起动的电动机，根据生产工艺要求加装延时9s的低电压保护切除这些电动机，其动作定值：低压馈线（MCC电源）保护1） 相电流速断电流定值按躲过馈线末端短路计算，一次动作电流为：动作时间为0s灵敏度为：2） 短延时（1） 按与MCC母线上所连设备最大速断电流配合计算，即： （2） 躲过MCC上成组自起动电动机起动电流之和（3） 动作时间 取需配合动作设备的最大动作时间一个时间级差，时间级差一般取0.3s 3)长延时 作为过负荷保护，按电流

4、躲过可能最大的负荷电流或电缆允许电流计算（1） 按照躲过最大负荷电流计算 （2） 按电缆允许电流计算 （3） 时间定值根据继电器特性整定，在保证电缆安全情况下尽量采用较长时间3） 单相接地零序电流保护（1） 躲过正常最大不平衡电流（2） 按与下一级最大相电流速断动作电流配合（3）动作时间 取需配合动作设备的最大动作时间一个时间级差，时间级差一般取0.3s（4）灵敏度 高压电动机1）比率制动纵差保护1231比率制动差动保护的动作特性2差动电流速断保护动作特性3外部短路不平衡电流曲线1），按照经验公式：2）3）制动斜率，根据经验公式：4）2）相电流速断保护动作判据1 保护动作判据2整定计算：（1）

5、动作电流高值的计算，按躲过电动机最大起动电流 对于应按照实测数值确定，如无实测值对于直接起动的异步电动机一般取；对于串励调速或变频调速的电动机一般取，一般取5 按计算的高值，取 （2）动作电流低定值的计算 a躲过电动机自起动电流，指厂用电切换或母线出口短路切除后，厂用电恢复过程中电动机的电流，按经验值或实测值确定，即： b.按躲过区外出口短路时电动机的最大反馈电流计算，厂用电母线出口三相短路时，根据以往的实测，电动机反馈电流的暂态值为5.86.9，考虑保护固有动作时间为0.040.06s，以及反馈电流的衰减，取计算： 根据以上分析，对于电流定值取值如下： 对于直接起动的电动机：对于串励调速或变

6、频调速起动的电动机 c.电动机起动时电流倍数K的取值负序过电流保护 当电动机三相电流不对成时将产生负序电流I2，当电动机一次回路中的一相断线，电动机一相或两相绕组匝间短路，电动机电源相序接反等出现很大负序电流时，负序电流保护（不平衡电流保护）动作延时切除故障 1）整定计算1 （1）电流值，电动机两相运行时应可靠动作，根据运行经验： a.电动机在70额定有功两相运行时，电动机二次线电流约为，取按负序灵敏度为1.25计算，则： b.电动机在58额定功率两相运行时，曾测得电动机二次线电流为，则：考虑到电动机两相运行时，负序过电流保护可靠动作，此外在较小负序电流时候，过热保护也能动作，一般采取： 正常

7、运行时电动机负荷电流接近满负荷时，取0.5；负荷较小时取0.3c.动作时间躲过区外故障最长切除时间（2）整定计算2a.负序I段，躲过区外不对称短路电动机负序反馈电流和电动机起动时出现的暂态二次负序电流，以及保证电动机在较大负荷两相运行和电动机内部不对称短路有足够的灵敏度综合考虑电流值，经验公式：动作时间：b.负序II段躲过正常运行时负序电流，以及保证电动机在较小负荷两相运行有足够的灵敏度综合考虑及对电动机定子绕组匝间短路有保护功能考虑动作电流，按经验公式动作时间，大于电动机起动电流，单相接地零序电流保护1中性点不接地单相接地保护1）按躲过区外单相接地时流过保护安装处单相接地电流计算 2）动作时

8、间整定值与作用方式（1）当单相接地电流>=10A时，保护动作于跳闸，动作整定值 为0.51s (2) 当单相接地电流<10A时，对于300MW及以上机组，根据计算，如能满足选择性和灵敏性要求时，建议动作于跳闸，时间整定为0.51（3）单相接地电流小于10A，如满足第2条规定，动作于信号，时间取0s2中性点经小电阻接地 躲过区外单相接地以及电动机起动时零序不平衡电流，一般取经验公式： 时间整定为0s过热保护过热是引起电动机损坏的重要原因,特别是转子因负序电流产生的过热。一般所采用的发热模型如下：电动机积累过热量电动及允许过热量电动机积累过热程度过热保护动作判据：1） 电动机无热积累。

9、当 ，表明电动机达到热平衡，无积累过热量。2） 过热报警值 ，发过热报警信号。3） 过热保护出口动作判据，当时，电动机达到热极限，出口。4） 过热保护出口动作时间，当电动机热平衡被破坏，由的时间为过热保护动作时间，即： 5） 过热保护动作后闭锁再起动解除判据，当电动机过热保护跳闸后，过热保护积累热量程度和电动机温度以散热时间常数按指数规律同步衰减，当衰减到时，保护出口返回，解除再起动闭锁，允许电动机再次合闸起动，所以过热保护再起动解除判据为整定计算1）发热时间常数整定值，电动机发热时间常数由电动机厂家提供，如果没有提供则按以下方法计算a按电动机过负荷能力进行估算。由电动机厂家提供的电动机过负荷

10、能力，如果过负荷电流倍数时允许的运行时间为，则：若1.5时，允许时间t420s，则，如有若干过负荷能力数据，则取最小值作为整定发热时间常数。b根据电动机运行归程估算。 当时，电动机从冷态起动到满速起动连续允许2次，热态停运后允许再起动一次。当时，冷态起动允许1次，再次起动必须间隔30min，热态停运再次起动也必须间隔30min。由此对于一些起动时间较长的电动机，如电动给水泵，送风机，引风机，一次风机，循环水泵，磨煤机等可按起动时间，冷态起动2次或热态起动1次估算，起动电流按实测起动过程中的平均值计算。 按冷态起动2次计算： 按热态起动一次例：测得引风机在起动过程中平均起动电流则： 则取为500

11、sc按电动机允许起动电流和允许起动时间计算，即：对于上例，计算的508s2）散热时间计算，一般按以下原则：a一般电动机b容量超过5000kW的电动机，如电动给水泵，3）电动机起动时间计算，为保证电动机可靠起动，取：各电动机起动时间最好以实际测量为主，有文献提供如下试验数据：循泵给水泵引风机送风机排粉机磨煤机凝泵一般电机202020151520654） 过热报警值，取0.75） 过热保护动作后闭锁再起动解除整定值，6） 电动机散热时间倍率系数，一般取4长起动及正序过电流保护： 长起动保护为起动过程中电动机堵转或重载起动时间过长。电动机起动超过允许的起动时间，电动机启动失败，长起动保护出口跳闸，如

12、电动机启动正常则，启动结束后长启动保护转为正常正序过电流保护（一般为电动机过负荷保护） 整定计算：1 长起动保护1） 电流定值，2） 时间定值，对于起动时间较长的电动机一般取30s2 正序过电流保护1） 电流定值2） 时间定值，按电动机允许过负荷时间内保证电动机安全运行计算，一般可取3060s电动机低电压保护:1 为保证重要电动机自起动，必要时需加装0.5延时切除的II，III类电动机低电压保护，其动作定值： 2 生产工艺不允许在电动机完全停运后突然来电自起动的电动机，根据生产工艺要求加装延时9s的低电压保护切除这些电动机，其动作定值：高压厂用馈线继电保护整定计算： 对于电缆长度不超过1km的

13、，可采用电缆差动保护定时限过电流保护；超过1km的采用两段式过流，电压保护或一段短延时定时限保护。 1电缆纵差保护整定计算1231比率制动差动保护的动作特性2差动电流速断保护动作特性3外部短路不平衡电流曲线1），按照经验公式：2）3）制动斜率，根据经验公式：4）5）灵敏度2瞬时动作电流电压保护 1）电流速断保护按躲过电缆末端三相短路电流计算 2）由于厂用电缆阻抗很小，很难满足灵敏度要求，则此时考虑电流闭锁电压速断保护此时电流元件按电缆末端有足够灵敏度而电压元件按照躲过电缆末端三相短路计算3定时限过电流保护1）动作电流定值a按躲过电动机自起动电流计算2）与母线上所接设备的最大速断电流配合3）4）时间：a与下一级瞬时配合取b与下一级过流配合取4. 单相接地1）中性点不接地单相接地保护（1）按躲过区外单相接