電機(jī)保護(hù)說明模板

1、電動機(jī)故障情況分析對于異步電動機(jī)來說，其故障形式主要分為繞組損壞和軸承損壞兩方面。造成繞 組損壞的主要原因有：(1) 由于電源電壓太低使得電動機(jī)不能順利啟動，或者短時間內(nèi)重復(fù)啟動，使得 電動機(jī)因長時間的大啟動電流而過熱。(2) 長期受電、熱、機(jī)械或化學(xué)作用，使繞組絕緣老化和損壞，形成相間或?qū)Φ囟?路。(3) 因機(jī)械故障造成電動機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)。(4) 三相電源電壓不平衡或波動太大，或者電動機(jī)斷相運行。(5) 冷卻系統(tǒng)故障或環(huán)境溫度過高。低壓電動機(jī)的各種保護(hù)方式:1) 低壓熔斷起，近年來很少采用。2) 不可調(diào)整的一次脫扣低壓自動空氣開關(guān)3) 可分級調(diào)整的瞬時或短延時一次脫低壓自動空氣開關(guān)+單相接地保護(hù)

2、4) 裝設(shè)可分級調(diào)整的瞬時或短延時一次脫扣自動空氣開關(guān)+帶電流互感器的二 次型機(jī)電保護(hù)5) 帶職能型保護(hù)的低壓自動空氣開關(guān)。低壓電動機(jī)保護(hù)1) 電流速斷保護(hù)作為電動機(jī)短路故障的主保護(hù)。一般按躲開電動機(jī)起動電流整定，并考慮一定 的可靠系數(shù)。對于電磁型的一次脫扣器：I p =心|心% T8 7 %=12.6扁Krel -可靠系數(shù)，取1.8Kst -電動機(jī)啟動倍數(shù)，取7Imn 低壓電動機(jī)額定電流動作時間：top = Os對于智能型保護(hù)的自動空氣開關(guān)K rel K stImnKrel -可靠系數(shù)，取1.5Kst -電動機(jī)啟動倍數(shù)，取68Imn 低壓電動機(jī)額定電流動作時間：top = 0S對于二次型保護(hù)

3、:-K rel Kst1 mn/ nTAKrei -可靠系數(shù)，反時限電流 速斷元件取1.8, DL型電流元件取1.5Kst -電動機(jī)啟動倍數(shù)，取68Imn-低壓電動機(jī)額定電流nTA -TA變比靈敏度為：IK二亠2IopIk2) -電動機(jī)入口處兩相短路 電流2) 長延時電流(1) 電流定值：躲過電動機(jī)額定電流或正常最大負(fù)荷電流:I rl K relI MNKrel -可靠系數(shù)，取1.31.5Imn -電動機(jī)額定電流(2) 時間定值top二 KrelstKel -可靠系數(shù)，取1.2 - 1.5tst 電動機(jī)最長啟動時間 對于反時限特性繼電器，根據(jù)曲線特性進(jìn)行整定。3) 單相接地零序過電流保護(hù)：對于

4、400V單相接地電流很大，低壓電動機(jī)單相接地時靈敏度足夠，一般 按照經(jīng)驗公式，取：3I op.set =(0.05-0.15)I MNImn -低壓電動機(jī)一次額定電 流當(dāng)電動機(jī)容量較大時;取(0.05 0.075) IMN當(dāng)電動機(jī)容量較小時；取(0.75 0.15) lMN 動作時間tst=0s靈敏度為:I(1)K = k _231電流op. setIk2) -電動機(jī)入口處單相短路4）電動機(jī)低電壓保護(hù)（1）為保證重要電動機(jī)自起動，必要時需加裝0.5延時切除的II，III類電動機(jī)低電壓保護(hù)，其動作定值：Uop =（0.60.7）Untop = 0.5s（2）生產(chǎn)工藝不允許在電動機(jī)完全停運后突然來

5、電自起動的電動機(jī)，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求加裝延時9s的低電壓保護(hù)切除這些電動機(jī)，其動 作定值：Uop =(0.40.45)Un top =9s低壓饋線（MCCfe源）保護(hù)1）相電流速斷電流定值按躲過饋線末端短路計算，一次動作電流為：I op _ K rel I K. f maxK冋-k可靠系數(shù)，取1.2 1.3IK.fmax -饋線末端短路時的最大 短路電流動作時間為0s靈敏度為：I（2）K 二丄一2IopIk2） -電纜始端兩相短路電流2）短延時（1）按與MC（母線上所連設(shè)備最大速斷電流配合計算，即:I o _ Krel I K . f maxKrel -k可靠系數(shù)，取1.2I K.f max -

6、 MCC上所連設(shè)備最大速斷動作電流（2）躲過MCC上成組自起動電動機(jī)起動電流之和I o _ Krel I stvK冋-k可靠系數(shù)，取1.2 lst實-MCC上最大自啟動電流（3）動作時間取需配合動作設(shè)備的最大動作時間+ 個時間級差，時間級差一般取 0.3s3）長延時作為過負(fù)荷保護(hù)，按電流躲過可能最大的負(fù)荷電流或電纜允許電流計算（1）按照躲過最大負(fù)荷電流計算1 op = K 冋 1 L .N1.2 1.3K冋_k可靠系數(shù)，取 | L.n -最大負(fù)荷電流（2）按電纜允許電流計算oprel I alK冋-可靠系數(shù)，取09 1 Ial 一電纜允許安全電流（3）時間定值根據(jù)繼電器特性整定，在保證電纜安全

7、情況下盡量采用較 長時間3）單相接地零序電流保護(hù)（1）躲過正常最大不平衡電流1 op= 0.251L.maxI L.max -最大負(fù)荷電流（2）按與下一級最大相電流速斷動作電流配合丨 op - K 冋丨 op.maxKrel -k可靠系數(shù)，取1.2 1.5I op. max - MCC上設(shè)備最大速斷電流（3）動作時間取需配合動作設(shè)備的最大動作時間+ 個時間級差，時間級差一般取 0.3s（4）靈敏度IK = k 一1.5 2 IopIk2） -電纜末端單相短路電流高壓電動機(jī)1）比率制動縱差保護(hù)1 比率制動差動保護(hù)的動作特性2 -差動電流速斷保護(hù)動作特性3外部短路不平衡電流曲線ld -差動保護(hù)差動

8、電流I res差動保護(hù)制動電流ld.op.min 差動保護(hù)最小動作電流Ires.min 差動保護(hù)最小制動電流ld.op.qu 差動保護(hù)的差動速斷電流1）ld.op.min，按照經(jīng)驗公式:ld.op.min = (0.3 0.4)l m.n / ta =3 0.4) I m.n lM.N -電動機(jī)額定電流2) Ires. minl d .op.min 。.印 M . N / nTA _ 0.8 l m.n IM.N -電動機(jī)額定電流3）制動斜率，根據(jù)經(jīng)驗公式：Kres 二 0.4 0.54) Id .op.qul d .op.qu= (45)lm.n2）相電流速斷 保護(hù)動作判據(jù)1hax /op.

9、h電動機(jī)啟動過程中 I max蘭I op. 1電動機(jī)啟動結(jié)束后J,I max最大相電流定值I。戸山一動作電流咼值lop.動作電流低值top 動作時間保護(hù)動作判據(jù)2I max蘭lop二K % I op.set電動機(jī)啟動過程中川max工I op = I op.set電動機(jī)啟動結(jié)束后，t topI max-最大相電流定值Iop 速斷動作電流Iop.set 速斷動作電流整定值K電動機(jī)啟動時動作電 流倍數(shù)，一般取12 整定計算：(1)動作電流高值Iop.h的計算，按躲過電動機(jī)最大起動電流op.h-KreiKstImn(在68之間)Krei -可靠系數(shù)取1.5K st電動機(jī)啟動電流倍數(shù)Imn 電動機(jī)額定二

10、次電流對于Kst應(yīng)按照實測數(shù)值確定，如無實測值對于直接起動的異步電動機(jī)一般取忑嚴(yán)78 ;對于串勵調(diào)速或變頻調(diào)速的電動機(jī)一般取Kst=45，般取5按Kst=7計算的高值Iop.h =匕引心“=1.5 7 Imn =10.5Imn，取Iop.h = (10.5 12) Imn(2)動作電流低定值Iop.l的計算a 躲過電動機(jī)自起動電流，指廠用電切換或母線出口短路切除后，廠用電恢復(fù)過程中電動機(jī)的電流，按經(jīng)驗值或?qū)崪y值確定，即：1 op.l = K 冋 K ast1 mn = 6. 51 mnKrel -可靠系數(shù)取1.3般取5Kast 電動機(jī)自啟動電流倍b.按躲過區(qū)外出口短路時電動機(jī)的最大反饋電流計算

11、，廠用電母線出口三相 短路時，根據(jù)以往的實測，電動機(jī)反饋電流的暫態(tài)值為5.86.9，考慮保護(hù)固有動作時間為0.040.06s，以及反饋電流的衰減，取 Km =6計算:1 op.l = K rel K fb I mn = 7.81 mnKrel -可靠系數(shù)取1.3K fb-區(qū)外故障最大反饋電流倍數(shù),般取6根據(jù)以上分析，對于電流定值取值如下: 對于直接起動的電動機(jī)：相電流速斷高值lop.h =（10.5 12）lmn相電流速斷低值lop.l =（7.88）lmn對于串勵調(diào)速或變頻調(diào)速起動的電動機(jī)op.hi op.l = (105 12) I mnc.電動機(jī)起動時電流倍數(shù)K的取值op.set = I

12、 op.lI op.h =I op.l負(fù)序過電流保護(hù)當(dāng)電動機(jī)三相電流不對成時將產(chǎn)生負(fù)序電流 I2，當(dāng)電動機(jī)一次回路中的一相 斷線，電動機(jī)一相或兩相繞組匝間短路，電動機(jī)電源相序接反等出現(xiàn)很大負(fù)序電 流時，負(fù)序電流保護(hù)（不平衡電流保護(hù)）動作延時切除故障1 ）整定計算1（1）電流值，電動機(jī)兩相運行時應(yīng)可靠動作，根據(jù)運行經(jīng)驗：a. 電動機(jī)在70%額定有功兩相運行時，電動機(jī)二次線電流約為 1 .3I mn，取按負(fù)序靈敏度為1.25計算，則:I 2.op1.3I mn3 1.25= 0.6Imnb. 電動機(jī)在58%額定功率兩相運行時，曾測得電動機(jī)二次線電流為Imn，貝U：I 2.opmn3 1.25= 0

13、.461mn考慮到電動機(jī)兩相運行時，負(fù)序過電流保護(hù)可靠動作，此外在較小負(fù)序電流時候，過熱保護(hù)也能動作，一般采取:op =(0.3 0.6)1正常運行時電動機(jī)負(fù)荷電流接近滿負(fù)荷時，取0.5 ;負(fù)荷較小時取0.3c. 動作時間躲過區(qū)外故障最長切除時間T2.0p.set =tp.max-ttop.max -切除區(qū)外故障保護(hù)動作最長時間.Vt 時間級差，取0.4S(2)整定計算2a. 負(fù)序I段，躲過區(qū)外不對稱短路電動機(jī)負(fù)序反饋電流和電動機(jī)起動時出現(xiàn)的 暫態(tài)二次負(fù)序電流，以及保證電動機(jī)在較大負(fù)荷兩相運行和電動機(jī)內(nèi)部不對稱短 路有足夠的靈敏度綜合考慮電流值，經(jīng)驗公式：I2.op =(0.61)lm動作時間

14、：T2.op.set =(0.51)Sb. 負(fù)序II段躲過正常運行時負(fù)序電流，以及保證電動機(jī)在較小負(fù)荷兩相運行有足夠的靈敏 度綜合考慮及對電動機(jī)定子繞組匝間短路有保護(hù)功能考慮動作電流，按經(jīng)驗公式I 2.op = (0.15 0.3)1 mn動作時間，大于電動機(jī)起動電流，T2.op.set=(1025)s單相接地零序電流保護(hù)1 .中性點不接地單相接地保護(hù)1) 按躲過區(qū)外單相接地時流過保護(hù)安裝處單相接地電流計算3I Q.op.set=Krel(1) kIk13IcKrel -可靠系數(shù)，動作于信號 時取22.5,動作于跳閘時取2.5 3 ij -單相接地電流lc單相電容電流2) 動作時間整定值與作用

15、方式(1) 當(dāng)單相接地電流=10A時，保護(hù)動作于跳閘，動作整定值為0.51s(2) 當(dāng)單相接地電流10A時，對于300MWR以上機(jī)組，根據(jù)計算，如能滿足選擇性和靈敏性要求時，建議動作于跳閘，時間整定為0.51(3) 單相接地電流小于10A,如滿足第2條規(guī)定，動作于信號，時間取 0s2.中性點經(jīng)小電阻接地躲過區(qū)外單相接地以及電動機(jī)起動時零序不平衡電流，一般取經(jīng)驗公式:31 o.op.set = (0.05 O.1)1 MN時間整定為Os過熱保護(hù)過熱是引起電動機(jī)損壞的重要原因，特別是轉(zhuǎn)子因負(fù)序電流產(chǎn)生的過熱。一般 所采用的發(fā)熱模型如下：egK2I；Ieg 一熱等效電流h電動機(jī)正序電流|2電動機(jī)負(fù)序

16、電流K,-正序電流在發(fā)熱模型K,負(fù)序電流在發(fā)熱模型中熱效應(yīng)系數(shù)，啟動時 中熱效應(yīng)系數(shù)，一般取間內(nèi)取0.5,啟動后取16電動機(jī)積累過熱量日送二(Ifg -(1.05lmn)2dZ 鶴-(1.05扁)20* 2才=丨mn The電動及允許過熱量The -電動機(jī)允許的發(fā)熱時間 常數(shù)l；n 電動機(jī)額定二次電流 相對值電動機(jī)積累過熱程度過熱保護(hù)動作判據(jù)：1) 電動機(jī)無熱積累。當(dāng),=0或A- = 0時，即卩l(xiāng)eg乞1.05時，表明電 動機(jī)達(dá)到熱平衡，無積累過熱量。2) 過熱報警值爲(wèi)為=0.7時，發(fā)過熱報警信號。、 七3) 過熱保護(hù)出口動作判據(jù)，當(dāng)入=右或二=100%時，電動丄日T機(jī)達(dá)到熱極限，出口。4)

17、過熱保護(hù)出口動作時間，當(dāng)電動機(jī)熱平衡被破壞，leg .1.05時，由二=0到二=1的時間為過熱保護(hù)動作時間，即：topThe(Im?55) 過熱保護(hù)動作后閉鎖再起動解除判據(jù)，當(dāng)電動機(jī)過熱保護(hù)跳閘后，過熱保護(hù)積累熱量程度V和電動機(jī)溫度以散熱時間常數(shù)Teh 按指數(shù)規(guī)律同步衰減，當(dāng)衰減到r -50%時，保護(hù)出口返回， 解除再起動閉鎖，允許電動機(jī)再次合閘起動，所以過熱保護(hù)再 起動解除判據(jù)為rart = 71 - 50%整定計算1)發(fā)熱時間常數(shù)整定值The.set，電動機(jī)發(fā)熱時間常數(shù)The由電動機(jī)廠家提供，如果 沒有提供則按以下方法計算a. 按電動機(jī)過負(fù)荷能力進(jìn)行估算。由電動機(jī)廠家提供的電動機(jī)過負(fù)荷能力

18、，如 果過負(fù)荷電流倍數(shù)I*時允許的運行時間為tai，貝U：J 二(1 2 -1.052)tai若 I* = 1.5 時，允許時間 t = 420s，則The =(1.52 -1.052) 420 = 480s，如有若干過負(fù)荷能力數(shù)據(jù)，則取The最小值作為整定發(fā)熱時間常數(shù)。b. 根據(jù)電動機(jī)運行歸程估算。當(dāng)tst :：: 15s時，電動機(jī)從冷態(tài)起動到滿速起動連續(xù)允許 2次，熱態(tài)停運后允許再 起動一次。當(dāng)tst 15s時，冷態(tài)起動允許1次，再次起動必須間隔30min,熱態(tài)停運再次起 動也必須間隔30min。由此對于一些起動時間較長的電動機(jī)，如電動給水泵，送風(fēng)機(jī)，引風(fēng)機(jī)，一次 風(fēng)機(jī)，循環(huán)水泵，磨煤機(jī)等

19、可按起動時間ts 15s，冷態(tài)起動2次或熱態(tài)起動1次 估算，起動電流按實測起動過程中的平均值計算。按冷態(tài)起動2次計算：The=2(KJst -1.052)tst1st -電動機(jī)實測啟動電流Q 正序電流在發(fā)熱模型 中的熱效應(yīng)系數(shù)(啟動 時間內(nèi)為0.5)tst 電動機(jī)啟動時間按熱態(tài)起動一次*2 2The=（Kilst -1.052）tst1st -電動機(jī)實測啟動電流K1-正序電流在發(fā)熱模型 中的熱效應(yīng)系數(shù)（取啟動結(jié)束后1）tst 電動機(jī)啟動時間例：測得引風(fēng)機(jī)在起動過程中平均起動電流lst2=6, tst =15s則:Th2(K1Ist*2 1.052)tst=2(0.5 62 一1.052)15

20、= 507*2 2 2 2The=(K1lst 1.052)tst =(62 -1.052)15 = 523則取The為500sc. 按電動機(jī)允許起動電流和允許起動時間計算，即:The =(K I*2st. ald.05 )tst.alIst.al 允許啟動電流倍數(shù)（如6）tst.a允許啟動時間（如 30s）K 系數(shù)，取0.5對于上例，計算的The = 508s 2）散熱時間Teh.set計算，一般按以下原則：a. 一般電動機(jī) Teh =30minb. 容量超過5000kW的電動機(jī)，如電動給水泵，Teh.set =45min3）電動機(jī)起動時間tst.set計算，為保證電動機(jī)可靠起動，取:st.

21、 set=(1.2 1.5)tst. maxtst. max -電動機(jī)最長啟動時間各電動機(jī)起動時間最好以實際測量為主，有文獻(xiàn)提供如下試驗數(shù)據(jù):循泵給水 泵引風(fēng) 機(jī)送風(fēng)機(jī)排粉 機(jī)磨煤機(jī)凝 泵一般電機(jī)tst. max202020151520654）過熱報警值爲(wèi)，取0.75）過熱保護(hù)動作后閉鎖再起動解除整定值，art =50%6）電動機(jī)散熱時間倍率系數(shù)Kc ,Kc電動機(jī)散熱時間常數(shù)電動機(jī)發(fā)熱時間常數(shù)般取4長起動及正序過電流保護(hù)：長起動保護(hù)為起動過程中電動機(jī)堵轉(zhuǎn)或重載起動時間過長。 電動機(jī)起動超過 允許的起動時間，電動機(jī)啟動失敗，長起動保護(hù)出口跳閘，如電動機(jī)啟動正常則， 啟動結(jié)束后長啟動保護(hù)轉(zhuǎn)為正常正

22、序過電流保護(hù)（一般為電動機(jī)過負(fù)荷保護(hù)）整定計算：1長起動保護(hù)1）電流定值Ist.n ,st.n二 Kst.nImnKst.n -電動機(jī)額定起動電流倍 數(shù),般取672）時間定值tst.set , tst.set=（121.5）tst.max，對于起動時間較長的電動機(jī)一般取30s2 正序過電流保護(hù)1）電流定值li.op.set1.op. set=Krel Imn1.op. setKrelIL.maxKrel -可靠系數(shù)，一般取1.3 1.5I L.max 電動機(jī)正?？赡茏畲筘?fù)荷電流2）時間定值t1.op.set，按電動機(jī)允許過負(fù)荷時間內(nèi)保證電動機(jī)安全運行計算,一般可取3060s電動機(jī)低電壓保護(hù)：1

23、 為保證重要電動機(jī)自起動，必要時需加裝0.5延時切除的II，III類 電動機(jī)低電壓保護(hù)，其動作定值：Uop =(0.650.7)Un top =0.5s2 生產(chǎn)工藝不允許在電動機(jī)完全停運后突然來電自起動的電動機(jī)，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求加裝延時9s的低電壓保護(hù)切除這些電動機(jī)，其動作定 值：Uop =(0.40.45)Un tp 二 9s高壓廠用饋線繼電保護(hù)整定計算：對于電纜長度不超過1km的勺，可采用電纜差動保護(hù)+定時限過電流保護(hù); 超過1km的勺采用兩段式過流，電壓保護(hù)或一段短延時定時限保護(hù)。1 電纜縱差保護(hù)整定計算1 比率制動差動保護(hù)的動作特性2 差動電流速斷保護(hù)動作特性ld -差動保護(hù)差動電流I

24、 res差動保護(hù)制動電流ld.op.min 差動保護(hù)最小動作電流Ires.min 差動保護(hù)最小制動電流ld.op.qu 差動保護(hù)的差動速斷 電流1)ld.op.min，按照經(jīng)驗公式:1 d .op.min= (0.8 1)ln2) Ires. minl res.min =(0.81)ln3) 制動斜率，根據(jù)經(jīng)驗公式:Kys =0.5) l d .op.quI d.op.qu 二(0.3 0.4) I k.maxI (3)k. max -電纜末端最大三相短路電流二次值| (2)On 二十- 1.51 d.op15)靈敏度Id.op =ld.op.min+ (Jax -I res. min),差動

25、保護(hù)動作電流I k2)-電纜末端最小兩相短路 二次值2.瞬時動作電流電壓保護(hù)1 )電流速斷保護(hù)lop按躲過電纜末端三相短路電流計算動作電流Iop=KjK3)f 靈敏度KS；n =0.866山啟2I opKrel -可靠系數(shù)，一般取1.2 1.25iK3)f -電纜末端三相短路二次最大電流IK3)電纜末端三相短路二 次最小電流 ven-電纜始端兩相短路靈敏度2)由于廠用電纜阻抗很小，很難滿足靈敏度要求，貝吐匕時考慮電流閉鎖電壓速 斷保護(hù)此時電流元件按電纜末端有足夠靈敏度而電壓元件按照躲過電纜末端三相短路 計算動作電流標(biāo)么值I名=I K2)f / Ksen電壓動作標(biāo)么值u：p丄p J(Xs+Xl)Krel -可靠系數(shù)，一般取1.2 1.25I K3)f -電纜末端三相短路二次最大電流1 (3) Ik.-電纜末端三相短路二次最小電流Q2)en-電纜始端兩相短路