虎森

（寧夏固海揚水管理處，寧夏 固原 756000）

電動機作為傳動及控制系統(tǒng)的重要組成部分，得到了廣泛的應用。因電動機起動電流大，如何使保護定值既能躲過起動大電流，又能在發(fā)生故障時準確停機，是保護工作者必須解決的問題。

一、電動機概述

電動機(Motor)是把電能轉換成機械能的一種設備，它是利用通電線圈(即定子繞組)產生旋轉磁場并作用于轉子，形成磁電動力旋轉扭矩。電動機主要由定子與轉子組成，通電導線在磁場中受力運動的方向跟電流方向和磁感線(磁場方向)方向有關。電動機工作原理是磁場對電流受力的作用，從而使電動機轉動。

二、速斷保護類型

速斷保護是為了克服過電流保護在靠近電源端的保護裝置。

（一）電壓速斷保護。線路發(fā)生短路故障時，母線電壓急劇下降，在電壓下降到電壓保護整定值時，低電壓繼電器動作，跳開斷路器，瞬時切除故障，這即是電壓速斷保護。

（二）電流速斷保護。電流速斷保護分為無時限電流速斷和帶時限電流速斷，當線路出現故障時，無時限速斷保護能瞬時動作，但它只能保護線路的一部分，帶時限電流速斷保護能保護全線路，另外帶時限速斷保護比下一級線路無時限保護大了一個時限差，因此下一段線路首端發(fā)生短路時，保護不會誤動。

（三）異步電動機的斷相保護。關于異步電動機的斷相保護電動機的斷相分為兩類,一是電動機外部的電源線斷線;二是電動機內部定子繞組的斷線,而電動機內部接線又分為星形聯結和三角形連接兩種。因此提到斷相必須分清是那一種性質,另外,所謂斷相保護,是指正在運行中的電動機。(1)被保護的電動機的定子繞組是星形聯結,斷相運行時,一般說未斷的兩相電流會增大。由于電壓的不平衡,至少有一相電流增大。因是星形聯結,線電流等于相電流,所以對于星形聯結的電動機,選用一般的三極熱繼電器或三極保護電動機型的斷路器,是能夠起到有效保護的。(2)被保護的電動機的定子繞組是三角聯結,當電機發(fā)生斷相時會有兩種情況產生:①電動機外部的電源線斷線(如熔斷器—相熔斷),此時線電流與相電流之間已不是的關系,線電流已經不能正確反映相電流的大小,即不能有效地反映電動機繞組是否已處于過載狀態(tài).當電動機在額定負載下斷相運行時,如果選用一般的三極熱繼電器(或斷路器),勉強可以起保護作用但是當負載在額定負載的65%下斷線運行時會動作,時間長了可能燒毀電動機。為解決保護問題,應采用帶斷相保護的熱繼電器,如JR 20、T系列、3UA系列等.②電動機的定子繞組為三角形聯結,繞組斷了一項,此時就出現:12=13～Iphn一1ph可以看到,有一相線電流與未斷線前是一樣的,因此,可以選用一般的三極熱繼電器來保護

三、動作情況

某一座10kV燃氣發(fā)電站，當日試送2#高壓機時，2#高壓機速斷動作跳閘，同一段母線上的l#高壓機同時出現過流二段動作跳閘。事后對2#高壓機二次接線進行排查(時值電站二次保護改造)，未發(fā)現異常。在檢查中發(fā)現用于測試的測試壓板處于投入狀態(tài)，這就是2#產生高壓作用的原因。然而，1#高壓的動作由站內2#高電壓機動作跳閘引起的，屬首次，并且這種動作對供電質量的可靠性會產生不可低估的影響，所以。有必要對這次動作進行分析探討，避免以后出現類似的情況。

四、動作原因查找

為什么2#高壓機的動作會影響1#高壓機，是2#高壓機的二次接線有問題還是微機綜合保護器硬件故障，二次調試人員立即對保護接線進行了檢查，未發(fā)現接線有問題。同時，對微機綜合保護進行了校驗，經多次測試，也未發(fā)現問題。

在l#高壓機動作跳閘的分析中，發(fā)現在2#高壓機動作的同時，系統(tǒng)的母線電壓瞬時大大降低。為維持其額定功率，1#高壓機電流將升高，直接導致二次電流超過流二段的整定值，從而引起動作。電流速斷保護可避免空載電機的最大暫態(tài)電流引起的不平衡電流，最大外部及短路時的不平衡電流整定。

綜合保護裝置按以下步驟判斷電動機是否處于啟動過程階段：啟動前的電流為零。合上斷路器后，電流瞬間增大。隨著電機轉速的增加，電機的電流逐漸減小。當電動機轉到額定轉速時，電機的電流也穩(wěn)定在額定電流附近(一般低于額定電流)。綜合保護裝置根據電機的電流特性判斷其狀態(tài)，當電動機的電流小于額定電流的0.1倍時，認為電動機處于停止狀態(tài)。當從t1時刻(斷路器合上時刻)開始，電機電流從無到有，裝置即認為電機已進入起動狀態(tài)；當電流從大到小，并穩(wěn)定于t2時刻(接近額定電流)，則認為電機已進入穩(wěn)定運行狀態(tài)。為了提高電機正常運行時保護動作的靈敏度，許多綜保廠家推出的電機微機綜合保護中，其速斷整定值都有2個，一個高值，一個低值。高值在啟動中投入，低值在啟動后正常運行中自動投入。高值即電機啟動保護定值，其值一般為額定電流的6～12倍。對運行中投入的低值，因無明確的規(guī)定，其值一般設置為速斷高值的0.7倍。通過檢查可知，l#高壓的高、低速斷值與整定一致。在2#高壓啟動期間，因實驗壓板的投入造成2#高壓速顫動作跳閘，同時，由于2#高壓機的啟動，會降低母線電壓，但其時間很短，短到不影響啟動電機的啟動時間和啟動力矩，但它會影響已運行電機的電壓、電流、力矩。由于電動機啟動時，所建立的磁場能量必須從電網(即母線)瞬間吸收更多的無功功率，而母線是一個有限容量的無功源，母線電壓瞬時降低。電機作為電力轉動設備，無論是電機轉子還是被拖動的負載，都有一定的轉動慣量，擾動下電機轉子轉速的變化需一定的時間累積，也即是說，轉速不會突變。在負荷不變的工況下，因電機拖動能力降低，電機轉速會降低，轉差率及定子電流增大，直至達到新的平衡。整個過程中，電機還是在電動運行。

經以上分析可知，由于2#高壓電機啟動，導致系統(tǒng)母線電壓順降，致使l#高壓機電流上升，從而實現了過流二段的保護定值，引起l#高壓電機地過流二段保護。

對此次二次保護動作的分析認為，1#高壓機的動作是由于在系統(tǒng)暫態(tài)變化過程中出現速斷電流低值的整定值，因此，有必要調整速斷電流低值的整定值或整定時間，其整改措施是調整低值的整定時間，整定時間從0.5s到0.6s，以使速斷電流低值整定時間可躲過系統(tǒng)的暫態(tài)變化過程。