电动机对电机二次保护一次动作的分析

虎森

（宁夏固海扬水管理处，宁夏 固原 756000）

电动机作为传动及控制系统的重要组成部分，得到了广泛的应用。因电动机起动电流大，如何使保护定值既能躲过起动大电流，又能在发生故障时准确停机，是保护工作者必须解决的问题。

一、电动机概述

电动机(Motor)是把电能转换成机械能的一种设备，它是利用通电线圈(即定子绕组)产生旋转磁场并作用于转子，形成磁电动力旋转扭矩。电动机主要由定子与转子组成，通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线(磁场方向)方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，从而使电动机转动。

二、速断保护类型

速断保护是为了克服过电流保护在靠近电源端的保护装置。

（一）电压速断保护。线路发生短路故障时，母线电压急剧下降，在电压下降到电压保护整定值时，低电压继电器动作，跳开断路器，瞬时切除故障，这即是电压速断保护。

（二）电流速断保护。电流速断保护分为无时限电流速断和带时限电流速断，当线路出现故障时，无时限速断保护能瞬时动作，但它只能保护线路的一部分，带时限电流速断保护能保护全线路，另外带时限速断保护比下一级线路无时限保护大了一个时限差，因此下一段线路首端发生短路时，保护不会误动。

（三）异步电动机的断相保护。关于异步电动机的断相保护电动机的断相分为两类,一是电动机外部的电源线断线;二是电动机内部定子绕组的断线,而电动机内部接线又分为星形联结和三角形连接两种。因此提到断相必须分清是那一种性质,另外,所谓断相保护,是指正在运行中的电动机。(1)被保护的电动机的定子绕组是星形联结,断相运行时,一般说未断的两相电流会增大。由于电压的不平衡,至少有一相电流增大。因是星形联结,线电流等于相电流,所以对于星形联结的电动机,选用一般的三极热继电器或三极保护电动机型的断路器,是能够起到有效保护的。(2)被保护的电动机的定子绕组是三角联结,当电机发生断相时会有两种情况产生:①电动机外部的电源线断线(如熔断器—相熔断),此时线电流与相电流之间已不是的关系,线电流已经不能正确反映相电流的大小,即不能有效地反映电动机绕组是否已处于过载状态.当电动机在额定负载下断相运行时,如果选用一般的三极热继电器(或断路器),勉强可以起保护作用但是当负载在额定负载的65%下断线运行时会动作,时间长了可能烧毁电动机。为解决保护问题,应采用带断相保护的热继电器,如JR 20、T系列、3UA系列等.②电动机的定子绕组为三角形联结,绕组断了一项,此时就出现:12=13～Iphn一1ph可以看到,有一相线电流与未断线前是一样的,因此,可以选用一般的三极热继电器来保护

三、动作情况

某一座10kV燃气发电站，当日试送2#高压机时，2#高压机速断动作跳闸，同一段母线上的l#高压机同时出现过流二段动作跳闸。事后对2#高压机二次接线进行排查(时值电站二次保护改造)，未发现异常。在检查中发现用于测试的测试压板处于投入状态，这就是2#产生高压作用的原因。然而，1#高压的动作由站内2#高电压机动作跳闸引起的，属首次，并且这种动作对供电质量的可靠性会产生不可低估的影响，所以。有必要对这次动作进行分析探讨，避免以后出现类似的情况。

四、动作原因查找

为什么2#高压机的动作会影响1#高压机，是2#高压机的二次接线有问题还是微机综合保护器硬件故障，二次调试人员立即对保护接线进行了检查，未发现接线有问题。同时，对微机综合保护进行了校验，经多次测试，也未发现问题。

在l#高压机动作跳闸的分析中，发现在2#高压机动作的同时，系统的母线电压瞬时大大降低。为维持其额定功率，1#高压机电流将升高，直接导致二次电流超过流二段的整定值，从而引起动作。电流速断保护可避免空载电机的最大暂态电流引起的不平衡电流，最大外部及短路时的不平衡电流整定。

综合保护装置按以下步骤判断电动机是否处于启动过程阶段：启动前的电流为零。合上断路器后，电流瞬间增大。随着电机转速的增加，电机的电流逐渐减小。当电动机转到额定转速时，电机的电流也稳定在额定电流附近(一般低于额定电流)。综合保护装置根据电机的电流特性判断其状态，当电动机的电流小于额定电流的0.1倍时，认为电动机处于停止状态。当从t1时刻(断路器合上时刻)开始，电机电流从无到有，装置即认为电机已进入起动状态；当电流从大到小，并稳定于t2时刻(接近额定电流)，则认为电机已进入稳定运行状态。为了提高电机正常运行时保护动作的灵敏度，许多综保厂家推出的电机微机综合保护中，其速断整定值都有2个，一个高值，一个低值。高值在启动中投入，低值在启动后正常运行中自动投入。高值即电机启动保护定值，其值一般为额定电流的6～12倍。对运行中投入的低值，因无明确的规定，其值一般设置为速断高值的0.7倍。通过检查可知，l#高压的高、低速断值与整定一致。在2#高压启动期间，因实验压板的投入造成2#高压速颤动作跳闸，同时，由于2#高压机的启动，会降低母线电压，但其时间很短，短到不影响启动电机的启动时间和启动力矩，但它会影响已运行电机的电压、电流、力矩。由于电动机启动时，所建立的磁场能量必须从电网(即母线)瞬间吸收更多的无功功率，而母线是一个有限容量的无功源，母线电压瞬时降低。电机作为电力转动设备，无论是电机转子还是被拖动的负载，都有一定的转动惯量，扰动下电机转子转速的变化需一定的时间累积，也即是说，转速不会突变。在负荷不变的工况下，因电机拖动能力降低，电机转速会降低，转差率及定子电流增大，直至达到新的平衡。整个过程中，电机还是在电动运行。

经以上分析可知，由于2#高压电机启动，导致系统母线电压顺降，致使l#高压机电流上升，从而实现了过流二段的保护定值，引起l#高压电机地过流二段保护。

对此次二次保护动作的分析认为，1#高压机的动作是由于在系统暂态变化过程中出现速断电流低值的整定值，因此，有必要调整速断电流低值的整定值或整定时间，其整改措施是调整低值的整定时间，整定时间从0.5s到0.6s，以使速断电流低值整定时间可躲过系统的暂态变化过程。