电气设备保护配置与整定计算

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低压微机保护装置低压电动机故障类型及采取保护方式目录34低压电动机微机保护动作后故障分析低压电动机保护配置

低压电动机微机保护再启动5目录

保护装置由五部分组成，外部接线一般由以下四方面构成：

保护装置：电源板、CPU板、继电器板、模拟量采集板、显示单元。装置外部接线：AI、DI、AO、DO1、AI;模拟量输入回路：电压及电流量采集。电压有采集三相（最好）的、也有采集单相的。电流量采集：三相，有专用CT（二次mV信号）及外置CT两种方式2、DI:数字开入量：接触器状态、空开状态、连锁开入、控制开入3、AO:模拟量输出回路：4～20mA模拟量输出---控制室等需要场合。一、低压微机保护装置4、DO:数字开出量（保护出口）：保护跳闸出口1，闭接点断开作用于跳接触器。保护跳闸出口2，开接点闭合作用于跳断路器。后台合闸：远方后台通过保护装置开接点闭合实现合闸。再启动合闸：电压异常时进行电动机重新启动，开接点闭合作用于合接触器。保护动作报警输出：保护动作报警，动作于开接点闭合。信号报警，一般动作于闭接点打开（通常用于装置异常及保护发信号）

5、电源及通信接线。6、显示单元：监测与人机对话。一、低压微机保护装置其它功能要求：完善的事件记录：对保护动作、开关量变位、电机起停、接触器分合闸等事件进行统计记录，再起动记录等，具备后台的要做到电动机运行时数统计。选型具备通讯功能：以便于实现泵运行状态及电动机运行参数等在远方操作室，显示功能。一、低压微机保护装置北斗银河16版本新型保护接线一、低压微机保护装置华建LM50F、LM510P版本保护接线图一、低压微机保护装置

1、电缆相间及电机定子相间短路：保护装置：速断、溢出分断保护跳空开；空开：本身速断保护。2、电缆及电机单相接地短路：保护装置：单相短路，延时跳空开。空开：本身单相接地保护，延时跳空开。3、电机过载：保护装置：热过载保护（反时限），跳接触器。4、电机或所带负荷报轴或机械卡死：保护装置：热过载（反时限）及堵转保护，跳接触器。5、电机匝间短路：电流不平衡保护，带延时跳接触器。6、电机跑单相：断相保护，带延时跳接触器。7、接触器粘连：接触器失灵保护，带延时跳空开。8、抗晃电措施：再启动功能，自动重新启动电动机。9、低负荷--低电流保护---适用于屏蔽泵二、低压电动机故障类型及采取保护方式低压电动机定子绕组相间短路再启动立即或延时再启动定子绕组过负荷热过负荷(过载）保护转子抱轴堵转堵转保护一次回路或定子断相断相保护速断、溢出分断保护定子匝间短路电流不平衡保护低电流保护再启动电机起动时间过长起动超时保护跳空开低电流（屏蔽泵）定子绕组单相接地单相接地（短路）保护延时跳空开跳接触器跳接触器跳接触器跳接触器跳接触器跳接触器接触器粘连失灵保护跳空开二、低压电动机故障类型及采取保护方式可根据负荷类型配置：1、对于油泵及特阀等极重要负荷：以可靠、必要为主即可（要求尽量减少误动作）可配置：对于相间短路故障：速断保护（溢出分断）、热过载（最大值模型）、堵转保护、接触器故障保护并作用于跳闸，其它保护作用于信号；

抗晃电措施：投用立即及延时再启动功能。2、其它负荷类型电机保护可配置：速断保护（溢出分断）、热过载（正负序模型）、堵转保护、接触器故障、单相接地、电流不平衡、断相、启动超长(根据保护装置功能决定是否采用）并作用于跳闸。

抗晃电措施：根据工艺需要投用再启动功能。3、屏蔽泵电机保护：除2条所配置外，建议增加低电流保护。

三、低压电动机保护基本配置

相间短路是电动机最严重的故障，对于低压电动机，由于断路器本身具备速断保护，严格说来并不需要专门装设速断保护，所以一般早期微机保护也都无此保护；但在各厂家具体应用时，由于所用一次熔断器、空开断路器选型时可能出现过大或动作不灵敏现象，所以最好具有0s速断保护，直接作用于跳空开，与空开本身速断组成双重保护。建议选用具备此保护功能。

整定：按躲过电动机起动峰值电流整定：空开速断也按此整定启动时间内：Kk=1.8Iq=KkKqdIm=1.8*6Im=11Im北斗保护：16新版具备在起动过程中采用“起动中定值自动加倍”，等电动机起动过程结束后，自动回复到速断设定定值。速断定值：Iq：1.0～10.0Im---应取5.5Im延时：0秒动作条件:起动状态：保护投入I≥2Iqt=tq运行状态：保护投入I≥Iqt=tq其中：Im电动机额定电流、I电动机相电流,t分闸时间

三、低压电动机保护基本配置1---速断（相间短路）保护

三、低压电动机保护基本配置2---溢出分断（接触器分断能力）保护

一般接触器的允许分断能力为接触器额定电流的6～8倍，若接触器在故障电流超出其分断能力时动作，将导致触头烧死粘连，扩大事故。本保护关联与已投运的跳闸保护当电流大于接触器最大分断电流（溢出电流），出口自动切换达到溢出电流值时，经短延时或0秒直接跳空开。以弥补电动机线路较长时，动作电流达不到空开的速断保护设定值，但还超出接触器分段能力时，切断故障。

可以理解为限时速断或运行速断保护，现在新版本微机保护基本都配置此保护（溢出分断），直接作用于跳空开,与空开本身速断组成双重保护。其它投用跳闸的保护---检测到电流超出接触器分段能力---直接跳空开。三、低压电动机保护基本配置2---溢出分断（接触器分断能力）保护

分两种情况整定：按躲过电动机稳态起动电流整定--相当于限时速断：

启动时间内（对于启动过程中投入的跳闸保护，比如华建热过载保护全程起作用）：Kk取1.3Iq=KkKqdIm=1.3*7Im=9Im延时tq：可取0.1～0.15s

按接触器分断能力整定--相当于运行中速断：（启动过程中保护均退出保护装置，比如北斗保护）启动时间后：Iq=6～８IN=６IN--需要将此电流换算为XIm（电动机倍数）IN;接触器额定电流延时tq：可取0s或不用设定，内部软件固化。

三、低压电动机保护基本配置3---接触器失灵保护

接触器失灵（故障）保护：当保护动作跳接触器未跳开时，动作与第二出口跳空开。

其它保护动作跳接触器---未跳开---转而跳空开

整定：一般不需整定，直接动作与跳空开。如华建保护只需要保护投入即可。也有需要整定的：如北斗保护，但动作原理相同。有流判据：I：0.3～2.0Im，可取1.1Im出口切换时间内：t：0.1～10.0s，可取6秒。

三、低压电动机保护基本配置4---单相接地（短路）保护对于中性点接地系统中的低压电机，单相接地为单相短路故障：空开及保护速断：按相间短路电流整定，（一般范围为11-14Im左右），溢出分断：也按躲过电动机稳态启动电流整定（一般6-11IN左右,延时0.1秒左右）。一旦低压电动机供电距离较长，那么单相短路电流并不能达到上述两保护动作值；需要装设单相接地保护，动作于跳空开。单相接地保护是采用计算零序电流(3I0)，不需要外接零序互感器。整定：为简化起见，可将大于200m时取0.5Im，其余都取1.0Im；实际上对大多数电动机回路取0.5-2.5倍中任一数值都能可靠动作。一般可取1.0Im（对于断相也起作用）.

保护延时tq的整定，要考虑以下两个因素;1)“低压配电设计规范”对切除接地故障的时间要求，移动用电设备不大于0.4s；固定安装设备不大于5s，但这是对正常环境而言，对于易燃易爆的石化企业，应尽量小于5s。2)应与变压器二次零序保护（如果装设的话—对Y/Yo接线的变压器要求装设）相配合，不能因出线发生单相接地故障造成变压器二次零序保护动作而全停电。也就是说，如果在整定值上不能躲过，在时间上就应配合。tq：如果无第二条配合因数，一般延时躲过电动机合闸瞬间非同期电流，一般0.4秒即可。tIEbk：接地闭锁时间（电动机起动完成后，尤其大容量电机），一般可取2-4秒即可。对于无tIEbk，应适当延长tq动作时间。三、低压电动机保护基本配置4---单相接地（短路）保护

三、低压电动机保护基本配置5---堵转保护堵转（过流）保护：仅在电动机起动完成后投入。整定：倍数的设定：ks=1.1*(1.8-2.4)=2-2.6实际可取2.0-3.0Im。tq：按制造厂提供的允许堵转时间整定。当无法取得该数据时，式1：（0.4-0.7）tE（s）

tE（s）：电动机最长启动时间；式2：（0.35-0.6）ts

ts（s）：启动超时保护设定时间。实际整定：对于不考虑电压波动电动机重新启动时:一般可取（2.2-3）Im，3.0秒即可----非常灵敏，但实际使用无问题。对于考虑电压波动电动机重新启动时：如果电动机启动判据严密的（及电动机无流判据不低于30%Im时，一般可取（2.2-3）Im，3.0秒即可；如果不是，则应取（4-5）Im，时间（4.0-6.0）秒。或可取：（2.2-3）Im，时间按照式1或式2整定时间。一般电动机对于电压波动时启动电流在（2-5）Im。三、低压电动机保护基本配置6---断相保护断相：也称之为“非全相”，或者“跑单相”。一般判据：一相电流为0，另两相电流≥0.25Im，带时限动作与跳闸。整定：延时时间Td：可取2秒。动作条件：某相电流≤12.5%Im，另两相电流≥25%Im三、低压电动机保护基本配置7---电流不平衡保护电流不平衡保护防止因三相不平衡负荷（电动机绕组匝间短路）或系统不平衡电压可能引起的电动机过热。整定：如果采用下述公式，一般整定在15～40%之间，对供电连续性要求较高的负荷，可取较高值，实际可整定为20-25%Im，考虑装置有时出现零飘（装置采样轻微故障时，此值正常运行偏差大），建议整定25%Im为宜。t△的设定：按照△%设定越大，t△越短的原则，在10～40s之内选择，可取10秒，跳接触器。不平衡度计算方法：三、低压电动机保护基本配置8---启动超时保护

起动超时保护:对于软件设计启动过程中闭锁热过载、堵转的保护装置，此保护功能建议投入使用。保护投入条件：电流从0突变到1.3Im以上时，经延时跳接触器。

起动时间过长保护，允许起动时间ts（参数重要）

Ts=1.2×tE（s）

增安型电动机起动时间设置最大为：

Ts=1.7×

tE（s）--铭牌

tE：电动机实际最长允许启动时间。tE：如无实侧参数，对于启动较快的110KW以下水泵、油泵可取10秒；110KW以上的水泵、油泵可取15-20秒；送风机为20秒；引风机为20秒；压缩机可取15-20秒；碎煤机为20秒，空冷风机可取15-20秒；排粉机为15秒；低速电动机可取35秒，屏蔽泵可取20-30秒。

三、低压电动机保护基本配置9---欠电流保护

在电机进入运行状态时方投入，一般屏蔽泵或有特殊要求时使用，主要限制低负荷运行。

三、低压电动机保护基本配置9---欠电流保护

三、低压电动机保护基本配置9---欠电流保护

整定：欠电流保护定值Iu：按照屏蔽泵规程最小流量电流整定：Iu=0.43Im欠电流保护时间tIu：可设置30秒。根据屏蔽泵规程规定：屏蔽泵截流运转不许超过60秒；屏蔽泵逆向运转不许超过10秒；屏蔽泵断流运转不许超过30秒；屏蔽泵正常工作状态为：实际流量要在泵标牌上额定流量的70%---110%之间。三、低压电动机保护基本配置9---欠电流保护

三、低压电动机保护基本配置10---热过载保护热过载保护：任何原因引起定子正序电流增大、出现负序电流均会引起电动机过热，严重时烧毁电动机。过热保护可起到保护作用。电动机过热保护有两种热保护模型：电动机发生过热时，温度一直以实际的指数曲线起始上升速率升高---偏保守。电动机发生过热时，温度以实际的指数曲线上升---（较符合实际发热情况）

三、低压电动机保护基本配置10---热过载保护1热过载保护模型1最大值发热系数：LM300系列：在电动机起动时:k=0.5

在电动机运行时:K=1LM500F、LM60系列：在电动机起动时:

在电动机运行时:K=1

K1:正序电流发热系数：LM300系列：在电动机起动时:K1=0.25

在电动机运行时:K1=1LM500F、LM60系列：在电动机起动时:k=0.5

在电动机运行时:K=1K2

:负序电流发热系数：LM300系列：K2=4LM500F、LM60系列：K2=6

其中:t:跳闸时间 TL:电动机发热时间常数

Ieq:电动机的发热等效电流 I1:负载电流的正序分量

I2:负载电流的负序分量IL（Im）:电动机的额定电流

动作方程：

三、低压电动机保护基本配置10---热过载保护1

对于启动时退出的热过负荷保护装置6倍额定电流时保护动作时间TL整定：

考虑晃电自启动，以压缩机为例2倍电流2*te计算：TL可取3不考虑晃电自启动，皆可整定最小，即TL取1

三、低压电动机保护基本配置10---热过载保护1

实际运用也可根据保护说明书直接进行6倍额定电流时保护动作时间TL整定：

三、低压电动机保护基本配置10---热过载保护2华建LM510P系列保护动作方程：

根据电动机的发热模型，电动机的动作时间t和等效运行电流Ieq之间的特性曲线由下列公式给出：式中：Ip-过负荷前的负载电流，若过负荷前处于冷态，则Ip＝0Kb：电动机过负荷系数1.05-1.15Im:电动机额定电流τ：时间常数，电动机的过负荷能力t：实际动作时间但华建保护整定为7.2Im下的TP

等效电流的计算方式选择：等效电流的计算方式有正、负序电流组成的复合电流和最大值电流二种。正、负序电流组成的复合电流计算方式：最大值电流的计算方式Ieq=K*Imax其中：Ieq—电动机的发热等效电流；I1—负载电流的正序分量；I2—负载电流的负序分量；Im—电动机的额定电流；Imax—负载的三相电流最大值；K—最大值电流发热系数：K=1；K1—正序电流发热系数：K1=1；K2—负序电流发热系数：K2=6。三、低压电动机保护基本配置10---热过载保护2

需要整定两个参数：一、电动机过负荷系数整定：注：本保护模型未采用电动机启动判据，及故障电流过大闭锁判据，在电压波动电动机重新启动时有可能会使保护动作（决定于晃电前负荷率），负荷率低晃电时，有可能躲过，负荷率高（动作时间很短），则基本躲不过。以压缩机为例7倍取15秒，则TP为15秒。三、低压电动机保护基本配置10---热过载保护2

实际运用可根据保护说明书直接进行7.2倍额定电流时保护动作时间TL整定：

三、低压电动机保护基本配置10---热过载保护2

三、低压电动机保护基本配置11---增安电动机te热过载保护tE时间整定：国产增安型电动机在制造上都有一定的富裕热容量，按动作时间tp=te电机已在安全保护之中了。但考虑误差等因数，所以动作时间至少要按tP≤0.9tE设定，再根据保护装置曲线表查找.按此整定：基本躲不过启动，起动时需闭锁,起动完成后投入。

四、低压电动机微机保护动作后故障分析1、热过载保护在未达额定电流保护动作？---负序电流引起电机施工投运时，基本为接线错误。或者电机调相电机发生匝间短路或断相等。2、大容量电机启动时单相接地保护动作？二次回路接线--无问题电机正常运行正常是过大启动峰值电流在接触器触点等接触薄弱处形成压降，从而引起机端三相电压不平衡从而引起过大3I0，造成保护动作，应采取适当增大定值或增加闭锁时间以躲过电动机启动峰值时间增大定值或增加闭锁时间。思考？如果电动机以前启动正常，则应重点关注接线盒及接触器触头等接头薄弱处是否有接触不良或过热现象.

五、低压电动机微机保护再启动

再起动功能：立即再启动/延时再启动（分批次）。设定范围：再启动跌落电压定值Ure：

60%–80%Un------70%再启动恢复电压定值Udr： 80%