电动机负荷自启动对过流保护的影响 - 嘉兴市电力行业协会欢迎您

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1、电动机负荷自启动对过流保护的影响嘉兴市电力局茆超覃兆安摘要：为了分析重合闸时的电动机自启动过程产生的过电流对过流保护的影响，本文以经典负荷模型为工具，定量分析了动态负荷占总负荷不同比重时的启动过电流。关键词：重合闸、负荷、自启动、过电流30引言重合闸是电力系统的重要保护措施，线路跳闸后的重合闸伴随着动态负荷的自启动过程，这一过程产生的启动过点流会对过流保护产生何种影响，将是本文重点讨论的问题。目前，电力负荷建模工作已经取得了巨大的学术和应用成果，这为本文的讨论提供了了坚实的理论依据。1负荷的构成负荷的构成是多样而复杂的，就个体而言，包括各种

2、各样的工业电机，家用电器等，就负荷的类型来看，有分为静止设备和旋转设备。目前的负荷建模理论中，一般采用综合负荷模型等值电力负荷。其基本思想是将负荷群体看作一个整体，用连接于负荷母线的一台异步电动机和一个静态负荷表述该母线下所接所有负荷，我们把这种负荷模型称为经典负荷模型，其结构如图1所示[1]。2负荷的启动特性根据以上经典负荷模型的构成，分别讨论静态负荷和动态负荷分析负荷的启动特性。图1经典负荷模型结构图静态负荷一般指系统中的静止负荷，其模型的指数形式一般如式（1）和式（2）。（1）（2）式中，PS0为额定电压下静态负荷吸收有功；pv为有功

3、电压指数；QS03为额定电压下静态负荷吸收无功；qv为无功电压指数；U0为额定电压。由该模型可知，静态负荷的启动特性是平稳的。静态负荷在启动过程中没有很大的启动电流，也就是说对系统没有产生额外的冲击。所以，在分析过程我们一般不考虑静态负荷对系统的影响。动态负荷是的启动产生冲击电流的主要因素。异步电动机的启动是指电机从静止状态加速到工作转速的整个过程。普通的异步电动机如不采取任何措施在额定电压下直接启动，其启动电流约为其额定电流的5～7倍。电动机启动时，转速n＝0，滑差s＝1，旋转磁场以同步转速切割转子绕组，在转子感应一个较大的电势，产生较大

4、的转子电流，此时的激磁电流很小，可以忽略不计。因此可以得到[2]：（3）其中从，将条件c1＝1，s＝1带入（3）并求模可以得到：（4）相较于额定负载下的定子电流：（5）为了更加直观的比较启动电流与额定电流的大小，我们将电动机的各重要参数取典型值，用以计算两个电流。根据中国电科院提供的模型参数典型值取定子电阻r1＝0，转子电阻r2=0.02，定子电抗x1=0.12，转子电抗x2=0.12，激磁电阻rm=0，激磁电抗xm=3.5，初始滑差s0=0.0106[3]，可以计算出c1=1.034，以上典型值都是以电动机本身容量下的标么值。根据以上参数

5、可以分别计算出启动电流Ist＝8.22U1，额定电流I1＝1.068U1。由此我们可以得出结论,当负荷模型采用经典参数时,动态负荷的启动电流是额定电流的8倍多。综合负荷模型中，静态负荷与动态负荷各占有一定比例。所以在计算启动电流时需要计及这两类负荷的综合影响。表1即为动态负荷占有不同比例时，启动电流的不同值的情况。计算方法:，其中k为启动电流为额定电流的倍数，p为动态负荷占总负荷的比例。3启动电流对过流保护的影响表1中的数据表明，当负荷中含有一3动态负荷比例20％30％40％50％60％启动电流倍数2.343.013.684.355.02表

6、1动态负荷占不同比例时的总负荷启动电流倍数定比例的电动机负荷时，重合闸后的自启动过程将产生一定倍数的启动电流。这对过流保护的整定是不利的，这就要求过流I段从定值上躲开启动电流，否则自启动过程中保护可能误动。电动机的自启动过程一般持续1s时间，而过流II段的的延时一般为0.5s左右，II段定值是小于一段的，所以过流I段的启动值也必须躲开启动电流。定值的提高在一定程度上减小了过流保护的保护范围。由于III段的延时一般在3s左右，已经在时间上避开了自启动过程，故定值方面无需考虑与启动电流的配合问题[4]。表1中的启动电流倍数是基于所有的电动机都自

7、启动且在启动过程中都不采取任何措施这一最不利条件下的，实际上，很大部分的大型电动机都装有低电压保护，当电压低于保护定值的时候（一般在0.6－0.8UN）自动把电动机从系统中切除。当重合闸后电压恢复过程中，这部分电动机是不能自启动的。另外，一些电动机启动过程采用降压启动等措施，大大减小了启动电流。因此，启动电流的实际情况要比表1中的计算结果乐观一些。但同时系统中仍有大量的小型电动机没有欠压保护和任何启动措施，所以，重合闸是的动态负荷的自启动仍然是不可忽视的问题。4结语，本文利用综合负荷模型为依据，分析了动态负荷自启动过电流问题。从理论上阐述了

8、重合闸后的自启动过程对过流保护整定的影响。5参考文献[1]鞠平，马大强：电力系统负荷建模。北京，水利电力出版社，1995[2]周鹗：电机学。北京，中国电力出版社，1988[3]中