夏青霄

摘 要：白石水廠預(yù)處理廠的高壓電機(jī)是生產(chǎn)中最關(guān)鍵的設(shè)備，其運(yùn)行的安全可靠性關(guān)系到整個(gè)生產(chǎn)運(yùn)行的安全性。作為現(xiàn)代化水廠采用PLC遠(yuǎn)程控制與就地控制兩種方式來控制電機(jī)的啟停。本文從電氣繼電保護(hù)角度對(duì)高壓電機(jī)的控制保護(hù)原理，差動(dòng)保護(hù)，過負(fù)荷保護(hù)，過流、過壓保護(hù)等做了一些分析和解讀。

關(guān)鍵詞：高壓電機(jī)；異步電動(dòng)機(jī)；繼電保護(hù)；差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作；過負(fù)荷誤動(dòng)作；過流過壓繼電器；電流互感器

中圖分類號(hào)：TM307 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）01-0176-01

白石水廠預(yù)處理廠的高壓電機(jī)是生產(chǎn)中最關(guān)鍵的設(shè)備，大功率水泵由高壓異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)實(shí)現(xiàn)100米高差送水。電動(dòng)機(jī)型號(hào)為YKOS2500-2，主要參數(shù)為10kV、1120kW。繼電保護(hù)設(shè)計(jì)裝設(shè)了過負(fù)荷保護(hù)、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)、低電壓保護(hù)、接地保護(hù)、過流保護(hù)等。在安裝調(diào)試及實(shí)際工作中曾出現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作，過負(fù)荷誤動(dòng)作、過流、過壓等故障，下面分別分析介紹。

1 控制保護(hù)原理

白石水廠采用三臺(tái)定速一臺(tái)變頻電機(jī)，實(shí)現(xiàn)三用一備的工作模式。在高壓室一次線路中采用 ZN28-1000/10 型真空斷路器，控制電源采用220V直流電源。由蓄電池組通過直流控制屏供電。在機(jī)械室現(xiàn)場(chǎng)安裝小型控制柜，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)。該柜與高壓柜之間通過轉(zhuǎn)換開關(guān)實(shí)現(xiàn)切換。將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于就地位置即為現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)，置于遠(yuǎn)控位置即為在高壓室操作啟動(dòng)。同時(shí)通過端子與PLC控制單元相連，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)在中控室的遠(yuǎn)程操作。動(dòng)作原理：按合閘按鈕，合閘線圈得電，斷路器合閘電機(jī)啟動(dòng)；按分閘按鈕，分閘線圈得電，斷路器分閘電機(jī)停止。合閘指示燈既作合閘指示，又可監(jiān)視合閘回路是否正常。分閘指示燈既作分閘指示，又可監(jiān)視分閘回路是否正常（控制原理如圖1）。

2 繼電保護(hù)裝置的調(diào)試及故障排除

繼電保護(hù)裝置采用中科博微生產(chǎn)的BKD560.在調(diào)試及實(shí)際工作中曾出現(xiàn)差動(dòng)、過負(fù)荷、過流、過壓誤動(dòng)等故障，下面分別予以分析。

2.1 差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作

差動(dòng)用保護(hù)電流互感器均為L(zhǎng)ZX-10型，0.5級(jí)/D級(jí)，電流變比為75/5，D級(jí)是差動(dòng)保護(hù)專用。其中TA4安裝在電動(dòng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)，TA2安裝在高壓控制室，在啟動(dòng)電機(jī)時(shí)是不應(yīng)該出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象的。經(jīng)過進(jìn)一步分析，問題的根本原因可能是電流互感器二次負(fù)載阻抗大小不平衡且都超過額定負(fù)載或整定值設(shè)定過低。我們知道LZX-10，75/5，D級(jí)電流互感器的額定二次負(fù)荷在cosΦ=0.8時(shí)，只有0.6Ω，超出此范圍就不準(zhǔn)確。電流互感器負(fù)荷超過銘牌規(guī)定的阻抗值較多，引起了保護(hù)誤動(dòng)作。這說明二次回路阻抗的大小很重要。我廠實(shí)際情況是電流互感器2TAa、2TAc與差動(dòng)繼電器 KA5、KA6及KA1均裝于高壓室。TA2a、TA2c的二次到差動(dòng)繼電器的距離很短，只有4米左右。此回路電阻：R2=2×ρL/S=2×0.0175×4÷2.5=0.056Ω。此電動(dòng)機(jī)的額定電流為73A，起動(dòng)電流為額定電流的5-6倍，則二次瞬時(shí)電流可達(dá)73×6/80=5.475A。串入差動(dòng)繼電器的阻抗相差太大，流經(jīng)差動(dòng)繼電器的電流差值也大。故起動(dòng)時(shí)，差動(dòng)保護(hù)跳閘。為了解決這個(gè)問題，將高壓室內(nèi)的電流互感器公共接地端與現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)基礎(chǔ)內(nèi)接地通過銅排連接在一起，使兩條線路阻抗基本平衡。適當(dāng)調(diào)整整定值后故障解除。

2.2 過負(fù)荷保護(hù)誤動(dòng)作

在調(diào)試中，發(fā)現(xiàn)的另一個(gè)問題是電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行時(shí)，一切正常，當(dāng)逐漸增加負(fù)荷至85%左右額定負(fù)荷時(shí)，電動(dòng)機(jī)的“過負(fù)荷”保護(hù)動(dòng)作跳閘。檢查過負(fù)荷用電流繼電器的整定值，發(fā)現(xiàn)該整定值設(shè)置偏低。更改后再次啟動(dòng)成功。

2.3 過壓保護(hù)誤動(dòng)作

過電壓報(bào)警一般是出現(xiàn)在停機(jī)的時(shí)候，其主要原因是減速時(shí)間太短或制動(dòng)電阻及制動(dòng)單元有問題。這是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)在減速時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度加快，轉(zhuǎn)子的電動(dòng)勢(shì)和電流增大，使電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，回饋的能量通過逆變環(huán)節(jié)中與大功率開關(guān)管并聯(lián)的二極管流向直流環(huán)節(jié)，使直流母線電壓升高所致，所以我們應(yīng)該著重檢查制動(dòng)回路，測(cè)量放電電阻沒有問題，檢查后更換放電電阻后故障解除。

2.4 過流保護(hù)誤動(dòng)作

過流是電動(dòng)機(jī)報(bào)警最為頻繁的現(xiàn)象。（1）重新啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速上升就跳閘。這是過電流十分嚴(yán)重的現(xiàn)象。主要原因有負(fù)載短路，機(jī)械部位有卡??；逆變模塊損壞；電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩過小等現(xiàn)象引起。（2）合閘上電就跳，這種現(xiàn)象一般不能復(fù)位，主要原因有整流模塊損壞、驅(qū)動(dòng)電路損壞、電流檢測(cè)電路損壞等。（3）重新啟動(dòng)時(shí)并不立即跳閘而是在加速時(shí)，主要原因有加速時(shí)間設(shè)置太短、電流上限設(shè)置太小、轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償（VF）設(shè)定較高。經(jīng)檢查為電流保護(hù)上限設(shè)定值較低。修改后故障解除。

3 結(jié)語

白石預(yù)處理廠的電動(dòng)機(jī)于2009年安裝調(diào)試好后，運(yùn)行一直正常。作為水廠最大功率的電動(dòng)機(jī)，是水廠生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。我們從電氣繼電保護(hù)的角度進(jìn)行了分析。因此為了消除隱患，保證機(jī)組的正常運(yùn)行。繼電保護(hù)工作要細(xì)心，對(duì)檢修質(zhì)量要嚴(yán)格把關(guān)和加強(qiáng)對(duì)電機(jī)運(yùn)行的全方位管理，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、安全、高效、長(zhǎng)周期運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]王維儉，主編.《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)基本原理》.清華大學(xué)出版社.