国外某油田中压电动机保护配置与整定计算

杨连殿

摘 要 中压电动机作为油气田负荷的重要组成部分，在油气生产过程中发挥着重要的作用。本文通过比较国标与IEEE规范的差异与相同之处，确定了国外某油田中心处理站11kV异步电动机的保护配置，在此基础上采用IEEE规范完成了整定计算，并利用ETAP计算软件绘制了保护配合曲线。

关键词 中压电动机 保护配置 整定计算 保护配合曲线

中图分类号：TM32 文献标识码：A

0引言

作为油气田常见的负荷类型，电动机应用于各种场所，如压缩机，外输泵，增压泵，提升泵，消防泵等等。国外某油田中心处理站，采用自发电系统，11kV发电厂装机容量5x16MW，发电机出口变电所11kV母线采用单母线分段接线，两段母线上有11kV电动机若干台，最大的电动机负荷为压缩机用异步电动机，额定功率7000kW，两用一备，采用真空断路器保护并配置微机综合保护模块，起动方式采用软起动。

1保护配置

根据《工业与民用配电设计手册》第三版表7-21[1]， 2MW及以上的异步电动机可能装设的保护有：（1）差动保护；（2）过负荷保护（生产过程中易发生过负荷时，或起动、自起动条件严重时装设）；（3）单相接地保护（单相接地电流>5A时装设，≥10A时一般动作于跳闸，5-10A时可动作于跳闸或信号）；（3）低电压保护（根据需要装设）。

鉴于规范对保护的要求比较详细，本文仅列出主要内容。通过对比手册和规范的要求可以看出，规范的内容比手册要详尽的多，并且提出了宜装设过电流保护作为纵联差动保护的后备。

2整定计算

2.1纵联差动保护

（1）启动电流：根据IEEE C37.96-2000 启动电流应为 10%到 20%的电动机额定电流， 差动保护电流互感器采用自平衡式，误差小，因此，取启动电流为10%的电动机满负荷电流。计算如下：

其中：IM– 电动机额定电流， 423.5A；

则继电器动作值为：

（2）动作时间：动作时间设为0.1s。

2.2速断保护

（1）启动电流：根据IEEE C37.96-2000 启动电流可设为165%～250%的电动机起动电流，则有：

继电器动作值为：

（2）灵敏度检验：

（3）动作時间：动作时间设为0s。

2.3过电流保护

（1）启动电流：根据IEEE C37.96-2000 启动电流可设为150%～175%的电动机额定电流，则有：

继电器动作值为：

（2）动作时间：采用IEEE推荐的极端反时限曲线，根据保护模块VAMP本身的公式设定动作时间，有：

因此，根据保护配合曲线，因数k的值取7。

2.4单相接地速断保护

（1）启动电流：

继电器动作值为：

（2）动作时间：动作时间设为0s。

2.5过负荷保护

（1）启动电流：根据IEEE C37.96-2000 启动电流可设为115%～125%的电动机额定电流，当利用系数为1时，应乘以0.9的系数，则有：

继电器动作值为：

（2）报警信号动作值设定为90%。（3）热态时间常数，根据电动机数据表，设为58分钟。（4）冷态时间常数系数采用默认值1。（5）40℃时允许带负荷100%。环境温度52℃。

3结论

综上所述，本文结论如下：

（1）中压电动机是油气田负荷的重要组成部分，其保护配置根据负荷功能有所差异，例如用于消防水泵的电动机，不需要配置过负荷保护等。

（2）国内规范与国际规范对中压电动机的保护配置规定大致相同，但国外规范的配置更直观、全面。

（3）进行整定计算时，除了要遵循选定的规范中的公式外，要与微机保护模块本身的性能相配合。

（4）利用软件画出保护配合曲线，更直观，更有利于发现查找计算过程中的失误。

参考文献

[1] GB50062-2008，电力装置的继电保护和自动装置设计规范[S].