高压电动机保护误动原因分析

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1、高压电动机保护误动原因分析  Z H Y   某炼油厂的主风机是一台生产中最关键的设备，由一台异步电动机拖动。电动机型号为YKOS2500-2，主要参数为10kV、2500kW。继电保护设计装设了过负荷保护、纵联差动保护、低电压保护、接地保护、机组联锁保护等。在安装调试工作中曾出现差动保护误动作，过负荷误动作、自行起动等故障，下面分别分析介绍。1、控制保护原理   该机的实际接线，见图1（图中对实际图进行了简化，仅画出重要的有关部分）。   一次线路中断路器用ZN28-1000/10型手车型真空开关，安装在高压室，由现场操作工通过按钮SB1、SB2控制。   控制部分也

2、安装在高压室，采用220V直流电源。   动作原理：按SB1，合闸线圈CL(H)得电，断路器合闸，按SB2跳闸线圈CL(F)得电，断路器分闸。指示灯HG既作分闸指示，又可监视合闸回路是否正常，HR既作合闸指示，又可监视分闸回路是否正常。K0是防跳继电器，防止合闸后有故障而按钮SB1未松开时重复合闸。CLK是小车式真空断路器本身的机械闭锁行程开关，防止在合闸位置摇出断路器小车。K2由安装在PT柜中的低电压继电器触点（已经过时间继电器延迟）控制，K3由主风机机组故障（如低油压）触点控制，均直接作用于跳闸。   差动保护KA5、KA6触头，通过继电器K出口跳闸，K两端并一个电

3、阻起增大信号回路电流作用，保证电流信号继电器K4可靠动作，接地继电器触点K7通过连接片可以切换成信号或跳闸。   过负荷保护通过时间继电器KT实现带时限动作于跳闸。2、继电保护装置的调试及故障排除   继保装置在安装后的调试中曾出现差动、过负荷误动等故障，控制回路也出现电动机手动停机后又自动起动等故障，下面分别予以分析。2 .1、差动保护误动作   差动用保护电流互感器TA2a、TA2c、TA4a、TA4c均为LZX-10型，0.5级/D级，电流变比为400/5，D级是差动保护专用。其中TA4安装在电动机现场，TA2安装在高压控制室，两者相距240m。差动继电器动作电流

4、整定值为2.7A。第一次起动时，差动迅速保护动作而跳闸。经过分析原因，认为电流互感器的极性接错的可能性较大，经查果然是极性问题，系装在现场（电动机基础小间）的电流互感 器TA4a二次极性接反，造成正常时差动继电器中存在电流流过动作。将其改为正确接线后，为了调试方便，确认电机没有异常后，取消差动保护，再次起动电机，电动机起动成功。但电机起动期间，“差动回路断线”信号还是不能复位，起动完后，又可以复位。差动断线电流继电器KA1的整定电流为0.5A。说明起动时回路有大于0.5A的差电流流过。而差动断线只发预告信号，不会使回路跳闸。此次起动是取消差动保护起动的，这样就不能满足电

5、动机 保护要求。回路存在差电流是肯定的，这个差流从那里来？停机后经过仔细检查，确认实际接线完全符合设计要求极性也正确，将差动回路连接恢复，投入差动保护，再次起动，差动瞬间跳闸，这究竟是什么原因呢？从原理图上看没问题，安装接线方面的问题已排除，是不应该出现这种现象的。   经过进一步分析，问题的根本原因是电流互感器二次负载阻抗大小不平衡且都超过额定负载。   我们知道，LZX-10，400/5，D级电流互感器的额定二次负荷在cosΦ=0.8时，只有0.6Ω，超出此范围就不准确。   这种互感器10%误差时的电流倍数曲线见图2 。   由图2可知，二次负荷只有在0.6Ω以内

6、，10%的误差时，电流倍数才有15倍。   高压室到现场电机的距离达240m。选用的控制电缆为2.5mm2的铜芯线，通过计算线路的电阻：   R1=2×ρL/S=2×0.0175×240÷2.5=3.36Ω。   电流互感器二次线圈所串联的负荷有仪表、继电器的阻抗、导线电阻以及接触电阻等阻抗，实测发现电阻已达4Ω，从图2可以看出，10%误差时只允许4倍电流，而电动机的起动电流就有6倍。   电流互感器负荷超过铭牌规定的阻抗值较多，引起了保护误动作。这说明二次回路阻抗的大小很重要。我厂实际情况是电流互感器2TAa、2TAc与差动继电器KA5、KA6及KA1均装于高压室。T

7、A2a、TA2c的二次到差动继电器的距离很短，只有3米左右。此回路电阻：R2=2×ρL/S=2×0.0175×3÷2.5=0.042Ω。   此值只有R1的八十分之一大。电动机的额定电流为166A，起动电流为额定电流的6倍，则二次瞬时电流可达166×6/80=12.45A。串入差动继电器的阻抗相差太大，流经差动继电器的电流差值也大。故起动时，差动保护跳闸。为了解决这个问题，将本来在控制室的电流互感 器公共接地端改至现场电机基础小间内接地，使两条线路阻抗 基本平衡。再次起动，起动成功。   由于该方法加大了线路电阻，差流虽然减少，不发生误动