大型电动机高阻抗差动保护原理

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1、大型电动机高阻抗差动保护原理、整定及应用李德佳 （核电秦山联营有限公司浙江省海盐县314300）Theprinciple,settingandapplicationofhighimpedancedifferentialprotectioninlargemotor LIDe-jia(NuclearPowerQINSHANJoinVentureCO.,LTDZhejiangHaiyan,China314300)　　Abstract:Thispaperexpatiatedtheprinciple,settingandapplicationofhighimpedancedi

2、fferentialprotectioninlargemotorwithwholesolidsettingexample.TheinfluenceofCTratioerrortohighimpedancedifferentialprotectionisanalyzed,andthemeasurementofCTratioerrorisalsointroduced.　　Keywords:highimpedancedifferentialprotectionratioerror 　　摘　要：本文阐述了大型电动机高阻抗差动保护原理及整定原则和整定实例。分析了CT匝数比误差

3、对高阻抗差动保护的影响，并介绍了匝数比误差的测量方法。　　关键词：高阻抗差动保护；匝数比1概述　　高阻抗差动保护的主要优点：1、区外故障CT饱和时不易产生误动作。2、区内故障有较高的灵敏度。它主要作为母线、变压器、发电机、电动机等设备的主保护，在国外应用已十分广泛。高阻抗差动保护有其特殊性，要保证该保护的可靠性，应从CT选型、匹配、现场测试、保护整定等多方面共同努力。现在我国应制定高阻抗差动保护和相应CT的标准，结合现场实际情况编制相应的检验规程，使高阻抗差动保护更好的服务于电网，保证电网安全。2高阻抗差动保护原理及定值整定原则2.1高阻抗差动保护的动作原理：　　（

4、1）正常运行时：原理图见图1，∵I1=I2∴ij=i1-i2=0.因此，继电器两端电压：Uab=ij×Rj=0.Rj-继电器内部阻抗。　　电流不流经继电器线圈，也不会产生电压，所以继电器不动作。　　（2）电动机启动时：原理图见图2，由于电动机启动电流较大，是额定电流的6～8倍且含有较大的非周期分量。当TA1与TA2特性存在差异或剩磁不同，如有一个CT先饱和。假设TA2先饱和，TA2的励磁阻抗减小，二次电流i2减小。由于ij=i1-i2导致ij上升，继电器两端电压Uab上升。这样又进一步使TA2饱和，直至TA2完全饱和时，TA2的励磁阻抗几乎为零。继电器输入端仅承受i

5、1在TA2的二次漏阻抗Z02和连接电缆电阻Rw产生的压降。　　　　为了保证保护较高的灵敏度及可靠性，就应使Uab减少，也就是要求CT二次漏阻抗降低。这种情况下，继电器的整定值应大于Uab，才能保证继电器不误动。　　（3）发生区内故障：原理图见图3，i1=Id/n(n－TA1电流互感器匝数比)ij=i1-ie≈i1Uab=ij×Rj≈i1Rj此时，电流流入继电器线圈、产生电压，检测出故障，继电器动作。由于TA1二次电流i1可分为流向CT励磁阻抗Zm的电流ie和流向继电器的电流ij。因此，励磁阻抗Zm越大，越能检测出更小的故障电流，保护的灵敏度就越高。2.2高阻抗差动保

6、护的整定原则及实例　　（1）整定原则：　　a)、保证当一侧CT完全饱和时，保护不误动。　式中：U－继电器整定值；US－保证不误动的电压值；IKMAX－启动电流值；　　b)、保证在区内故障时，CT能提供足够的动作电压：　　Uk≥2US　　（3） 　　式中：Uk－CT的额定拐点电压。　　CT的额定拐点电压也称饱和起始电压:此电压为额定频率下的正弦电压加于被测CT二次绕组两端，一次绕组开路，测量励磁电流，当电压每增加10%时，励磁电流的增加不能超过50％。　　c)、校验差动保护的灵敏度：在最小运行方式下，电动机机端两相短路时，灵敏系数应大于等于2。　式中Iprim－保证继

7、电器可靠动作的一次电流；n、Us－同前所述；m－构成差动保护每相CT数目；Ie－在Us作用下的CT励磁电流；Iu－在Us作用下的保护电阻器的电流；Rs－继电器的内阻抗。　　（2）、整定实例：　　电动机参数：P=7460KW；Ir=816A。CT参数：匝数比n＝600；Rin=1.774Ω；Uk=170V。　　CT二次侧电缆参数：现场实测Rm=4.21Ω。　　差动继电器（ABB-SPAE010）参数:整定范围0.4-1.2Un；Un=50、100、200可选；Rs=6K。　　计算Us:US=IKMAX(Rin+Rm)/n=10Ir(Rin+Rm)/n=10×816