匝间短路、供电电压较大不平衡时的保护
• 两段负序过流保护 • 可选择使用一般、非常、极端反时限特性。
负序过流保护整定
两段式负序电流： • 负序过流Ⅰ段定值I2zd1的推荐整定范围为0.6～ 1.2Ie（Ie为电动机额定电流），典型地I2zd1取Ie比 较合适。
实际情况：
－电动机差动TA尽管同型，但两侧电缆长度差别很大，中性点侧电缆 最长达到１km，且有时TA不是真正同型TA；
－电动机启动时电流倍数尽管小，但在启动时间较长及非周期分量的 影响下，TA特性变差； 结果，导致TA暂态不一致或TA饱和，不平衡差流增大，差动保护屡有 误动发生；
电动机起动过程分析
过流保护整定
电流定值翻倍的问题：
按过流保护定值整定，电动机启动时定值自动翻倍。 优点：一段过流保护实现了保护； 缺点： （1）按躲过启动电流的一半整定，在自启动时可能躲
不过；
（2）按躲过自启动电流整定，在启动过程中定值翻 倍，定值偏高。
4、负序过流保护
负序过流保护
• 负序电流保护作为电动机不对称短路、断相、反相、
定子绕组匝间短路故障；
•
• •
定子绕组单相接地故障（包括供电电缆的单相接地 故障）；
异步电动机起动时间过长； 电动机运行过程中三相电流不平衡或运行过程中发 生一相断线；
电动机故障情况分析
• 运行过程中电动机发生堵转；
• 电动机机械过负荷、供电电压降低和频率降低引起异 步电动机过负荷； • 供电给电动机的电压过低或过高； • 运行中电动机轴承温度过高以及转子鼠笼断条等；
电动机保护培训
二○○五年九月
1、概述
电动机保护概述
电动机保护的发展主要经历了以下几个阶段：
①以熔断器、接触器和热继电器构成的保护 ②由晶体管型发展至集成电路型的电子式保护
③采用了微机技术的微机电动机保护
电动机故障情况分析
电动机故障和异常运行状态主要有：
•
•
定子绕组相间短路故障（包括供电电缆的相间短路 故障）；
失效，仍会导致差动误动。
电动机纵差动保护
双比率差动保护原理
差流Id 速断动作区 Isdzd 高值差动 比率差动 Kbl 制动区 Icdqd Ie
电动机启动 差流变化轨迹
制动电流Ir
差动保护
双比率差动保护工作原理
• 正常运行时，两套比率差动同时工作； • 电动机启动时，出现差流，判别差流波形，闭锁比率
• II段（过流保护）在电动机起动完毕后自动投入，过 流II段应能躲过电动机自起动和区外出口故障时电动
机最大反馈电流。
过流保护整定
电流速断保护（过流I段）按躲过电动机最大起动电流 的原则整定 ，电动机起动电流一般在6～8倍的额定电 流。
I K K I oph rel st e
式中 K rel 可靠系数取1.5；
因此，差动保护必须考虑暂态不平衡差流，防止电动 机启动过程中的误动
电动机纵差动保护
常规比率差动保护原理
差流Id 速动区 Isdzd 动作区 Kbl 制动区 Icdqd Ie Ir
差动保护
常用提高差动保护可靠性的方法
• 小延时：在电动机启动开始瞬间，为防止差动保护误 动，增加60-100ms延时； • 定值自动加倍：在电动机启动过程中，将差动保护起 动值和比率制动系数加倍； 缺点：在电动机自启动时，因不能可靠识别启动，方法
差动，高值比率差动仍然正常工作；
• 电动机启动过程中，发生故障，判别差流波形，开放 比率差动，灵敏度不受影响。
比率差动整定
• 差动起动电流按躲过电动机正常运行时差动回路最大 不平衡差流整定 ，一般情况下取0.2～0.4In • 比率制动系数按躲过电动机最大起动电流下差动回路 不平衡电流整定，一般在0.3～0.4间。比率差动保护 一般要求灵敏度大于２
差动速断整定
• 差动速断定值按躲过电动机起动瞬间最大不平衡电流 条件整定。 • 电动机差动速断推荐整定范围为3～6Ie，建议整定4Ie， 对于一侧电缆非常长的情况，建议整为6Ie；
• 要求电动机机端两相短路时灵敏系数大于1.2
3、过流（速断）保护
过流保护
过流保护一般分两段：
• I段（速断保护）要求能躲过起动电流；
电动机自起动过程分析
某高压电动机额定电流4.1A
电动机起动过程分析
机端CT电流波形分析(CT未饱和)
电动机起动过程分析
中性点CT电流波形分析（CT饱和)
电动机起动过程分析
差流波形分析（中性点侧CT饱和）
电动机启动过程分析
从电动机启动时录波图分析可知： （1）差动不平衡电流较大，最大可以接近启动电流； （2）不平衡差流是变化的，峰值变化时大时小； （3）差流表现为：波形畸变、谐波含量高；
电动机保护
针对异步电动机可能发生的故障及异常运行工况，
一般配置以下保护功能：
差动保护 过流保护 过热保护 过负荷保护
负序过流
堵转保护 失磁失步保护保护接Βιβλιοθήκη 保护低电压保护 非同步冲击保护
针对同步电动机，还需配置:
2、差动保护
电动机差动TA饱和问题
以往认为：
－电动机差动两侧TA同型，误差较小； －电动机启动时电流倍数５～７倍，一次电流完全相同，二次不平衡 差流小；
• 对同步电动机来说，还有失步、失磁故障以及非同步 冲击等。
电动机故障情况分析
故障形式主要在绕组损坏和轴承损坏两方面
造成绕组损坏的主要原因有：
• (1)由于电源电压太低使得电动机不能顺利启动，或者短时间 内重复启动，使得电动机因长时间的大启动电流而过热。
• (2)长期受电、热、机械或化学作用，使绕组绝缘老化和损坏， 形成相间或对地短路。
K st 为起动电流倍数
过流保护整定
过流Ⅱ段保护整定： • 当采用FC回路时只需考虑躲过电动机自起动电流 ，可 靠系数取1.3；电动机自起动系数，一般为5，整定为 6.5倍的额定电流。 • 当采用真空断路器时则需考虑躲过电动机自起动电流
的同时，还需考虑躲过区外出口故障时最大反馈电流。 一般整为7.8倍的额定电流。
• (3)因机械故障造成电动机转子堵转。 • (4)三相电源电压不平衡或波动太大，或者电动机断相运行。 • (5)冷却系统故障或环境温度过高。
电动机故障情况分析
造成电动机轴承损坏的原因主要是:
• (1)机械负荷过大或振动太大。
• (2)使用润滑剂不合适、缺少润滑油甚至无油。 • (3)环境恶劣，如多尘、腐蚀性气体等。 • (4)绕组温度过高，热量传至轴承，致使轴承烧损