有关电动机继电保护配置的探讨

刘巍

【摘 要】 本文介绍的内容主要以异步电动机为主。电动机的安全运行对确保发电厂以至整个工业生产的安全、经济运行都有很重要的意义，因此，应根据电动机的类型、容量及其在生产中的作用，装设相应的保护装置。

【关键词】 相间短路保护  低电压保护  继电保护

1 电动机的相间短路保护

1.1 瞬时电流速断保护

目前中、小容量的电动机广泛采用电流速断保护作为防御相间短路故障的主保护。

1.1.1 保护的启动元件

构成电动机电流速断保护的电流继电器可以是电磁型的，也可以是感应型的。对于不易过负荷的电动机（如给水泵、凝水泵、循环水泵的电动机），可采用 DL-10 系列的电磁型电流继电器构成保护。对于容易过负荷的高压电动机及容量在100kW以上的低压电动机（如排粉机、磨煤机、碎煤机以及灰浆泵等的拖动电动机），则宜采用具有反时限特性的 GL-10系列感应型电流继电器来构成保护，因为此时可利用继电器中的瞬动元件构成电动机的相间短路保护，作用于断路器跳闸;利用继电器中的反时限元件，构成电动机的过负荷保护，并根据拖动机械的特点，作用于发信号或减负荷及跳闸。

1.1.2 保护装置的接线方式

电动机桶间电流保护的接线方式有两种，当灵敏度不能满足要求时可采用两相两继电器式不完全星形接线，否则优先采用两相电流差单继电器式接线，为了使电流保护不仅能反应电动机内部的相间短路，同时也能反应电动机与断路器之间连线上的相间短路，保护用电流互感器的安装位置，应尽可能地靠近断路器侧此外，电动机保护的操作电源还可以采用交流操作电源，当保护采用交流操作电源和两相电流差单继电器式接线时，只要一个感应型电流继电器就可以构成一台电动机设备的相间保护和过负荷保护，并且由于这种接线不需要直流操作电源及相应的连接电缆，在电动机断路器的操作机构上又易于实实现，因而有较广泛的应用。

1.1.3 电流速断保护和过负荷保护的整定计算

作为电网的末级，电动机电流速断保护不存在相邻元件故障时保护可能误动的问题，故保护的动作电流只需按躲过电动机的启动电流整定，即

IK·act=IM S

式中Krel，—可靠系数，因考虑电动机启动电流中非周期分量的影响，故取得大些，对DL-10型继电器，取1.4～1.6，对GL10型继电器取 1.8～2;Kc—接线系数，保护采用两相不完全星形接线时取 1，采用两相电流差接线时了取;IMS—电动机启动电流的周期分量;nTA—电流互感器变比。

保护装置的灵敏度按系统最小运行方式下，电动机出口两相短路的最小短路电流进行校验，要求灵敏系数不小于2，即

K sen=≥2电动机过负荷保护的动作电流按躲过其

额定电流整定，即IK·act×式中Krel—可靠系数，当保护动作于信号时取 1.05，动作于减负荷或跳闸时取 2;Kc—接线系数，取值参照电动机的电流速断保护;Kre—电流继电器的返回系数，DL10型继电器取 0.85，GL10型继电器取0.8;IN·M—电动机的额定电流;nTA—电流互感器变比。

过负荷保护是通过提高保护动作时间来躲过电动机带负荷启动的，故保护的动作时限应躲过电动机带负荷启动的时间，一般取 15～20s，有条件时，可实测带负荷启动的时间后再整定其动作时限。当保护采用GL10系列电流继电器的反时限元件构成时，则是要求在流过继电器的电流IK=Kc时继电器感应部分的动作时间为 15～20s。

1.2 纵差动保护

容量在2000kW以上或2000kW（含2000kW）以下、具有6个引出线的重要电动机，当电流速断保护不能满足灵敏度的要求时，应装设纵差保护作为相间短路主保护。电动机纵联差动保护的动作原理基于比较被保护电动机机端和中性点侧电流的相位和幅值而构成。为了实现这种保护，在电动机中性点侧与靠近出口端断路器处应装设同型号、同变比的两组电流互感器TA1和TA2，两组电流互感器之间，即为纵差保护的保护区。电流互感器二次侧按循环电流法接线。在中性点非直接接地的供电网络中，电动机的纵差保护一般采用两相式接线，接入差动回路的继电器可采用BCH2型差动继电器或 DL-11型电流继电器实现，当采用前者时，保护可瞬时动作于跳闸;而当采用后者时，为躲过电动机启动过程中暂态不平衡电流的影响，需利用出口中间继电器带0.1s的延时动作于跳闸。保护装置的原理接线图，电流互感器应具有相同的特性，并满足10%误差要求。为防止电流互感器二次回路断线时保护误动，保护装置的动作电流应按躲过电动机额定电流来整定，即

IK.act=IN·M

式中Krel—可靠系数，当采用BCH2型继电器时取1.3，采用 DL11型继电器时取1.5～2;IN·M-电动机的额定电流;nTA—电流互感器的变比。保护装置灵敏度的校验公式与电流速断保护同。

2 电动机的低电压保护

2.1 装设低电压保护

发电厂厂用电系统380V和3一6kV母线一般都装设有低电压保护。其装设目的是：在母线电压降低时，将一部分小重要的电动机及按生产过程要求小容许和小需要自启动的电动机从电网中切除，以保证重要电动机的自启动及加速电网电压的恢复。为了实施低电压保护，一般将厂用电动机分为三类。

2.1.1  I类

I类属重要电动机，例如给水泵、循环水泵、凝结水泵、引风机和给粉机等电动机，一旦停电将造成发电厂出力下降甚至停电，在这类电动机上小装设低电压保护，在母线电压恢复时应尽快让其自启动，但当这些重要电动机装设有备用设备自动投入装置时，可装设低电压保护，以9一l0s的延时动作于跳闸。

2.1.2 II类

H类是小重要的电动机，如磨煤机、碎煤机、灰浆泵、热网水泵、软水泵等，暂时断电小至于影响发电厂机、电、炉的出力，这类电动机上装设有低电压保护，在母线电压降低时，首先被从电网中切除，保护的动作时限与电动机速断保护配介，一般取0.5S。

2.1.3 III类

III类是属于那些电压长时间消失时，山于生产过程或技术保女条件小允许自启动的重要电动机，在这类电动机上，也要装设有低电压保护，但保护的动作电压整定得较低，一般为0.4一0.5UN，动作时限则取9一10s。

2.2 低电压保护的接线

3一6kV用电动机低电压保护的原理接线图，低电压继电器KV1一KV4接自电压互感器二次侧的电压小母线WVI，WV2， WV3间。其中，KV1，KV2，KV3与KT1构成小重要电动机的低电压保护，以0.5s的延时动作于跳闸并兼作电压回路断线信号;KV4和KT2则构成为重要电动机的低电压保护，保护以9s的延时切除那些电源电压长时间消失后小允许小需要自启动的电动机。

当母线电压消失或对称下降至0.6一0.7U N时，KV}KV3均动作，其动断触点闭介，通过KM1的动断触点启动KT1，KT1经过0.5 s的延时后触点闭介，把正电源加到跳闸母线wI上，接自该母线上的小重要电动机全部跳闸。

3 结语

本文是结合生产现场要求进行的工程研究而完成的。本文分析了异步电动机的故障特征，提出了相间短路保护的保护判据，研究了异步电动机保护装置故障电流的整定计算方法。

参考文献：

[1]严水才.浅谈配电保护的合理配置[J].科技经济市场，2013（4）.endprint

【摘 要】 本文介绍的内容主要以异步电动机为主。电动机的安全运行对确保发电厂以至整个工业生产的安全、经济运行都有很重要的意义，因此，应根据电动机的类型、容量及其在生产中的作用，装设相应的保护装置。

【关键词】 相间短路保护  低电压保护  继电保护

1 电动机的相间短路保护

1.1 瞬时电流速断保护

目前中、小容量的电动机广泛采用电流速断保护作为防御相间短路故障的主保护。

1.1.1 保护的启动元件

构成电动机电流速断保护的电流继电器可以是电磁型的，也可以是感应型的。对于不易过负荷的电动机（如给水泵、凝水泵、循环水泵的电动机），可采用 DL-10 系列的电磁型电流继电器构成保护。对于容易过负荷的高压电动机及容量在100kW以上的低压电动机（如排粉机、磨煤机、碎煤机以及灰浆泵等的拖动电动机），则宜采用具有反时限特性的 GL-10系列感应型电流继电器来构成保护，因为此时可利用继电器中的瞬动元件构成电动机的相间短路保护，作用于断路器跳闸;利用继电器中的反时限元件，构成电动机的过负荷保护，并根据拖动机械的特点，作用于发信号或减负荷及跳闸。

1.1.2 保护装置的接线方式

电动机桶间电流保护的接线方式有两种，当灵敏度不能满足要求时可采用两相两继电器式不完全星形接线，否则优先采用两相电流差单继电器式接线，为了使电流保护不仅能反应电动机内部的相间短路，同时也能反应电动机与断路器之间连线上的相间短路，保护用电流互感器的安装位置，应尽可能地靠近断路器侧此外，电动机保护的操作电源还可以采用交流操作电源，当保护采用交流操作电源和两相电流差单继电器式接线时，只要一个感应型电流继电器就可以构成一台电动机设备的相间保护和过负荷保护，并且由于这种接线不需要直流操作电源及相应的连接电缆，在电动机断路器的操作机构上又易于实实现，因而有较广泛的应用。

1.1.3 电流速断保护和过负荷保护的整定计算

作为电网的末级，电动机电流速断保护不存在相邻元件故障时保护可能误动的问题，故保护的动作电流只需按躲过电动机的启动电流整定，即

IK·act=IM S

式中Krel，—可靠系数，因考虑电动机启动电流中非周期分量的影响，故取得大些，对DL-10型继电器，取1.4～1.6，对GL10型继电器取 1.8～2;Kc—接线系数，保护采用两相不完全星形接线时取 1，采用两相电流差接线时了取;IMS—电动机启动电流的周期分量;nTA—电流互感器变比。

保护装置的灵敏度按系统最小运行方式下，电动机出口两相短路的最小短路电流进行校验，要求灵敏系数不小于2，即

K sen=≥2电动机过负荷保护的动作电流按躲过其

额定电流整定，即IK·act×式中Krel—可靠系数，当保护动作于信号时取 1.05，动作于减负荷或跳闸时取 2;Kc—接线系数，取值参照电动机的电流速断保护;Kre—电流继电器的返回系数，DL10型继电器取 0.85，GL10型继电器取0.8;IN·M—电动机的额定电流;nTA—电流互感器变比。

过负荷保护是通过提高保护动作时间来躲过电动机带负荷启动的，故保护的动作时限应躲过电动机带负荷启动的时间，一般取 15～20s，有条件时，可实测带负荷启动的时间后再整定其动作时限。当保护采用GL10系列电流继电器的反时限元件构成时，则是要求在流过继电器的电流IK=Kc时继电器感应部分的动作时间为 15～20s。

1.2 纵差动保护

容量在2000kW以上或2000kW（含2000kW）以下、具有6个引出线的重要电动机，当电流速断保护不能满足灵敏度的要求时，应装设纵差保护作为相间短路主保护。电动机纵联差动保护的动作原理基于比较被保护电动机机端和中性点侧电流的相位和幅值而构成。为了实现这种保护，在电动机中性点侧与靠近出口端断路器处应装设同型号、同变比的两组电流互感器TA1和TA2，两组电流互感器之间，即为纵差保护的保护区。电流互感器二次侧按循环电流法接线。在中性点非直接接地的供电网络中，电动机的纵差保护一般采用两相式接线，接入差动回路的继电器可采用BCH2型差动继电器或 DL-11型电流继电器实现，当采用前者时，保护可瞬时动作于跳闸;而当采用后者时，为躲过电动机启动过程中暂态不平衡电流的影响，需利用出口中间继电器带0.1s的延时动作于跳闸。保护装置的原理接线图，电流互感器应具有相同的特性，并满足10%误差要求。为防止电流互感器二次回路断线时保护误动，保护装置的动作电流应按躲过电动机额定电流来整定，即

IK.act=IN·M

式中Krel—可靠系数，当采用BCH2型继电器时取1.3，采用 DL11型继电器时取1.5～2;IN·M-电动机的额定电流;nTA—电流互感器的变比。保护装置灵敏度的校验公式与电流速断保护同。

2 电动机的低电压保护

2.1 装设低电压保护

发电厂厂用电系统380V和3一6kV母线一般都装设有低电压保护。其装设目的是：在母线电压降低时，将一部分小重要的电动机及按生产过程要求小容许和小需要自启动的电动机从电网中切除，以保证重要电动机的自启动及加速电网电压的恢复。为了实施低电压保护，一般将厂用电动机分为三类。

2.1.1  I类

I类属重要电动机，例如给水泵、循环水泵、凝结水泵、引风机和给粉机等电动机，一旦停电将造成发电厂出力下降甚至停电，在这类电动机上小装设低电压保护，在母线电压恢复时应尽快让其自启动，但当这些重要电动机装设有备用设备自动投入装置时，可装设低电压保护，以9一l0s的延时动作于跳闸。

2.1.2 II类

H类是小重要的电动机，如磨煤机、碎煤机、灰浆泵、热网水泵、软水泵等，暂时断电小至于影响发电厂机、电、炉的出力，这类电动机上装设有低电压保护，在母线电压降低时，首先被从电网中切除，保护的动作时限与电动机速断保护配介，一般取0.5S。

2.1.3 III类

III类是属于那些电压长时间消失时，山于生产过程或技术保女条件小允许自启动的重要电动机，在这类电动机上，也要装设有低电压保护，但保护的动作电压整定得较低，一般为0.4一0.5UN，动作时限则取9一10s。

2.2 低电压保护的接线

3一6kV用电动机低电压保护的原理接线图，低电压继电器KV1一KV4接自电压互感器二次侧的电压小母线WVI，WV2， WV3间。其中，KV1，KV2，KV3与KT1构成小重要电动机的低电压保护，以0.5s的延时动作于跳闸并兼作电压回路断线信号;KV4和KT2则构成为重要电动机的低电压保护，保护以9s的延时切除那些电源电压长时间消失后小允许小需要自启动的电动机。

当母线电压消失或对称下降至0.6一0.7U N时，KV}KV3均动作，其动断触点闭介，通过KM1的动断触点启动KT1，KT1经过0.5 s的延时后触点闭介，把正电源加到跳闸母线wI上，接自该母线上的小重要电动机全部跳闸。

3 结语

本文是结合生产现场要求进行的工程研究而完成的。本文分析了异步电动机的故障特征，提出了相间短路保护的保护判据，研究了异步电动机保护装置故障电流的整定计算方法。

参考文献：

[1]严水才.浅谈配电保护的合理配置[J].科技经济市场，2013（4）.endprint

【摘 要】 本文介绍的内容主要以异步电动机为主。电动机的安全运行对确保发电厂以至整个工业生产的安全、经济运行都有很重要的意义，因此，应根据电动机的类型、容量及其在生产中的作用，装设相应的保护装置。

【关键词】 相间短路保护  低电压保护  继电保护

1 电动机的相间短路保护

1.1 瞬时电流速断保护

目前中、小容量的电动机广泛采用电流速断保护作为防御相间短路故障的主保护。

1.1.1 保护的启动元件

构成电动机电流速断保护的电流继电器可以是电磁型的，也可以是感应型的。对于不易过负荷的电动机（如给水泵、凝水泵、循环水泵的电动机），可采用 DL-10 系列的电磁型电流继电器构成保护。对于容易过负荷的高压电动机及容量在100kW以上的低压电动机（如排粉机、磨煤机、碎煤机以及灰浆泵等的拖动电动机），则宜采用具有反时限特性的 GL-10系列感应型电流继电器来构成保护，因为此时可利用继电器中的瞬动元件构成电动机的相间短路保护，作用于断路器跳闸;利用继电器中的反时限元件，构成电动机的过负荷保护，并根据拖动机械的特点，作用于发信号或减负荷及跳闸。

1.1.2 保护装置的接线方式

电动机桶间电流保护的接线方式有两种，当灵敏度不能满足要求时可采用两相两继电器式不完全星形接线，否则优先采用两相电流差单继电器式接线，为了使电流保护不仅能反应电动机内部的相间短路，同时也能反应电动机与断路器之间连线上的相间短路，保护用电流互感器的安装位置，应尽可能地靠近断路器侧此外，电动机保护的操作电源还可以采用交流操作电源，当保护采用交流操作电源和两相电流差单继电器式接线时，只要一个感应型电流继电器就可以构成一台电动机设备的相间保护和过负荷保护，并且由于这种接线不需要直流操作电源及相应的连接电缆，在电动机断路器的操作机构上又易于实实现，因而有较广泛的应用。

1.1.3 电流速断保护和过负荷保护的整定计算

作为电网的末级，电动机电流速断保护不存在相邻元件故障时保护可能误动的问题，故保护的动作电流只需按躲过电动机的启动电流整定，即

IK·act=IM S

式中Krel，—可靠系数，因考虑电动机启动电流中非周期分量的影响，故取得大些，对DL-10型继电器，取1.4～1.6，对GL10型继电器取 1.8～2;Kc—接线系数，保护采用两相不完全星形接线时取 1，采用两相电流差接线时了取;IMS—电动机启动电流的周期分量;nTA—电流互感器变比。

保护装置的灵敏度按系统最小运行方式下，电动机出口两相短路的最小短路电流进行校验，要求灵敏系数不小于2，即

K sen=≥2电动机过负荷保护的动作电流按躲过其

额定电流整定，即IK·act×式中Krel—可靠系数，当保护动作于信号时取 1.05，动作于减负荷或跳闸时取 2;Kc—接线系数，取值参照电动机的电流速断保护;Kre—电流继电器的返回系数，DL10型继电器取 0.85，GL10型继电器取0.8;IN·M—电动机的额定电流;nTA—电流互感器变比。

过负荷保护是通过提高保护动作时间来躲过电动机带负荷启动的，故保护的动作时限应躲过电动机带负荷启动的时间，一般取 15～20s，有条件时，可实测带负荷启动的时间后再整定其动作时限。当保护采用GL10系列电流继电器的反时限元件构成时，则是要求在流过继电器的电流IK=Kc时继电器感应部分的动作时间为 15～20s。

1.2 纵差动保护

容量在2000kW以上或2000kW（含2000kW）以下、具有6个引出线的重要电动机，当电流速断保护不能满足灵敏度的要求时，应装设纵差保护作为相间短路主保护。电动机纵联差动保护的动作原理基于比较被保护电动机机端和中性点侧电流的相位和幅值而构成。为了实现这种保护，在电动机中性点侧与靠近出口端断路器处应装设同型号、同变比的两组电流互感器TA1和TA2，两组电流互感器之间，即为纵差保护的保护区。电流互感器二次侧按循环电流法接线。在中性点非直接接地的供电网络中，电动机的纵差保护一般采用两相式接线，接入差动回路的继电器可采用BCH2型差动继电器或 DL-11型电流继电器实现，当采用前者时，保护可瞬时动作于跳闸;而当采用后者时，为躲过电动机启动过程中暂态不平衡电流的影响，需利用出口中间继电器带0.1s的延时动作于跳闸。保护装置的原理接线图，电流互感器应具有相同的特性，并满足10%误差要求。为防止电流互感器二次回路断线时保护误动，保护装置的动作电流应按躲过电动机额定电流来整定，即

IK.act=IN·M

式中Krel—可靠系数，当采用BCH2型继电器时取1.3，采用 DL11型继电器时取1.5～2;IN·M-电动机的额定电流;nTA—电流互感器的变比。保护装置灵敏度的校验公式与电流速断保护同。

2 电动机的低电压保护

2.1 装设低电压保护

发电厂厂用电系统380V和3一6kV母线一般都装设有低电压保护。其装设目的是：在母线电压降低时，将一部分小重要的电动机及按生产过程要求小容许和小需要自启动的电动机从电网中切除，以保证重要电动机的自启动及加速电网电压的恢复。为了实施低电压保护，一般将厂用电动机分为三类。

2.1.1  I类

I类属重要电动机，例如给水泵、循环水泵、凝结水泵、引风机和给粉机等电动机，一旦停电将造成发电厂出力下降甚至停电，在这类电动机上小装设低电压保护，在母线电压恢复时应尽快让其自启动，但当这些重要电动机装设有备用设备自动投入装置时，可装设低电压保护，以9一l0s的延时动作于跳闸。

2.1.2 II类

H类是小重要的电动机，如磨煤机、碎煤机、灰浆泵、热网水泵、软水泵等，暂时断电小至于影响发电厂机、电、炉的出力，这类电动机上装设有低电压保护，在母线电压降低时，首先被从电网中切除，保护的动作时限与电动机速断保护配介，一般取0.5S。

2.1.3 III类

III类是属于那些电压长时间消失时，山于生产过程或技术保女条件小允许自启动的重要电动机，在这类电动机上，也要装设有低电压保护，但保护的动作电压整定得较低，一般为0.4一0.5UN，动作时限则取9一10s。

2.2 低电压保护的接线

3一6kV用电动机低电压保护的原理接线图，低电压继电器KV1一KV4接自电压互感器二次侧的电压小母线WVI，WV2， WV3间。其中，KV1，KV2，KV3与KT1构成小重要电动机的低电压保护，以0.5s的延时动作于跳闸并兼作电压回路断线信号;KV4和KT2则构成为重要电动机的低电压保护，保护以9s的延时切除那些电源电压长时间消失后小允许小需要自启动的电动机。

当母线电压消失或对称下降至0.6一0.7U N时，KV}KV3均动作，其动断触点闭介，通过KM1的动断触点启动KT1，KT1经过0.5 s的延时后触点闭介，把正电源加到跳闸母线wI上，接自该母线上的小重要电动机全部跳闸。

3 结语

本文是结合生产现场要求进行的工程研究而完成的。本文分析了异步电动机的故障特征，提出了相间短路保护的保护判据，研究了异步电动机保护装置故障电流的整定计算方法。

参考文献：

[1]严水才.浅谈配电保护的合理配置[J].科技经济市场，2013（4）.endprint