供配电 电动机保护和电力电容器保护

供配电系统继电保护与设计

第五章高压电动机与电力电容器保护吴薛红

南师大电自学院电气工程系主要内容第一节高压电动机的继电保护一、电动机故障、不正常工作状态及其保护方式常见故障类型及保护方式★不正常工作状态及保护方式二、电动机的保护相间短路保护★★低电压保护★★单相接地保护三、同步电动机的失步保护第二节电力电容器的保护过负荷保护速断保护差动保护故障类型及保护方式定子相间短路故障一相匝间短路：无专门保护单相接地：用于接地电流大于5A的情况

10A以下动作于信号

10A以上动作于跳闸

另外：在系统电压下降严重时，为保证重要电动机的自起动，应装设低电压保护。2000kW以下速断保护2000kW以上速断灵敏度不满足差动保护不正常工作状态过负荷

原因是：1。机械负荷的过载；2。供电网络电压和频率的降低而使电动机转速下降；3。电动机起动或自动时间过长；4。高压电动机由于断路器接触不良或低压电动机熔断器形成断相运行等。保护带时限动作于发信号、跳闸或自动减负载

电动机的过负荷保护

过负荷一般情况下都是对称的，因此只装一相。注意：1。对不停机便不能消除过负荷的电动机，过负荷保护应动作于跳闸；2。对不停机情况下，可以消除过负荷的电动机则可动作于信号或减负荷；3。在无人值班的电动机上过负荷保护应动作于跳闸。1。动作电流整定目前我国广泛采用感应型电流继电器，其感应部分具有反时限特性。动作电流按躲过电动机额定电流整定。

——可靠系数，动作于信号取1.05，动作于跳闸、自动减负载取1.2

——返回系数，GL型取0.8。一次动作电流为：注意：

对于GL型继电器，其感应部分作为电动机的过负荷保护，其速断部分作为电动机的速断保护。因此应先整定过负荷保护，在整定速断保护。

2。动作时限整定：一般取15～20秒。3。接线

图5-1高压电动机的过负荷保护与瞬时电流速断保护的接线图（a）两相电流差式接线（b）两相式接线

采用两相电流差接线，如灵敏度不满足可改为不完全星形接线。1。动作电流整定

保护装置动作电流：躲过电动机的起动电流

——可靠系数，一般DL取1.8～2，

GL取1.4～1.6

。

——电动机起动电流，电流速断保护两相电流差接线：KW

＝不完全星形接线：KW

＝12。灵敏度校验

——电动机出口最小两相短路电流值如不满足要求，则改用差动保护。3。接线电动机的纵差保护容量在2000kW及以上的电动机或虽容量在2000kW以下但具有6个引出线端子的重要电动机应装设纵联差动保护。容量在5000kW以下的电动机差动保护采用两相式接线，采用DL继电器；容量在5000kW以上时，采用三相式接线，采用BCH-2继电器。保护装置动作于断路器跳闸。1。接线图5-2电动机纵差保护原理接线图（a）采用DL型电流继电器两相式接线；1。接线图5-2电动机纵差保护原理接线图（b）用BCH-2型差动继电器三相式高灵敏度接线2。动作电流整定动作电流按躲过电动机额定电流整定(考虑二次回路断线）。

——可靠系数DL取1.5～2，

BCH-2取1.3，

高灵敏度接线取0.553。灵敏度校验

——电动机出口最小两相短路电流值

电动机的低电压保护1。装设低电压保护的原则和要求原则：1）当电源电压短路时降低或中断后又恢复时，为保证重要电动机的自起动，在其它相对不重要的电动机上装设0.5s时限的低压保护，作用于跳闸。2）根据工艺要求和安全技术要求，当电源电压长期降低或消失后不允许自起动的电动机，应装设带10s时限的地电压保护，作用于跳闸。3）重要且允许自起动的电动机不装设。要求：1）当电压互感器一次侧或两次侧发生各种断线时，保护装置均不应误动作，并应发出断路信号。2）当电压互感器一次隔离开关或隔离触头因误动作被断开时，保护装置不应误动作，并发出信号。3）0.5s和10s的地电压保护动作电压应分别整定。当电源电压降低到额定电压的65%~70%时，首先以0.5s延时切除不重要的电动机，当电压继续降到额定电压的40%~45%，低电压保护经10s延时切除不允许长时间失电后再自起动的重要电动机。4）接线中应采用能长期耐受电压的时间继电器如选用DS-110型时间继电器。2。接线高压电动机低电压保护原理图3。电动机的低电压保护工作原理1）在正常运行的各低电压继电器处于带电状态，低电压保护不动作。2）当电压互感器的一次侧或两次侧发生一相或两相断线时，KV1，KV2及KV3中相应的低电压继电器返回，从而起动中间继电器KM1，切断KT1和KT2线圈电源，防止误跳阀，并发出电压回路短线信号。3）当电源电压下降到60%~70%UN时，KV1、KV2及KV3释放，接通时间继电器KT1，经0.5s延时后，使出口中间继电器KM3得电，其接点接通跳闸小母线，将不重要电动机切除。4）当电源电压继续下降到40%~50%UN以下时KV4、KV5释放，接通KM2，使2，其常开接点经整定延时10s后接通KM4，接通跳闸小母线，将不允许自起动的重要电动机切除。单相接地保护与中性点不接地系统中的线路的接地保护的原理基本相同。当单相接地电流大于5A时装设。小于10A，动作于发信号；大于10A，延时动作于跳闸。同步电动机的失步保护同步电动机在运行中会遇到各种扰动，扰动超过限制就可能产生失步现象。如果同步电动机长期运行在失步状态，将造成定子绕组烧损和阻尼笼端环开焊事故，因此要装设失步保护。有两种类型的失步保护装置1）反应定子过电流的失步保护2）反应转子回路出现交变电流的失步保护。第四节电力电容器的保护一、常见故障类型、不正常工作状态及其保护方式二、高压电容器的速断保护故障类型及保护方式电容器与断路器之间连线的短路

单台电容器内部极间短路

设置专用的熔断器保护

400kVar以上电容器组装设速断保护400kVar及以下采用带熔断器的负荷开关进行控制和保护不正常工作状态①电容器组过负荷。一般可不设保护，需要时装设反时限过电流保护作为过负荷保护，延时动作于信号。②母线电压升高。当母线电压超过110%额定电压时，装设过电压保护，延时动作于信号或跳闸。③单相接地保护。当电容器组所接电网接地电容电流大于10A时，装设单相接地保护，原理同小接地电流系统中线路的单相接地保护。采用两相不完全星形接线。1。动作电流整定

保护装置动作电流：躲过电容器投入时的冲击电流

——可靠系数，一般2～2.5

。

——电容器组的额定电流。电流速断保护2。灵敏度校验

——电容器组端子处最小两相短路电流值