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1、继电器322000年8月RELAY第28卷第8期中小型电动机智能化综合保护李晓华,尹项根,陈德树(华中理工大学电力系,湖北武汉430074)摘要:文章介绍了一种中小型电动机智能化综合保护。保护采用更准确反映电动机温升过程的正负热积累模型,充分考虑了电动机的冷态和热态时允许的温升不同,分别用全电流热过载和负序热过载保护转子绕组和定子绕组。启动的在线检测和自适应过电流保护的相互配合提高了保护的性能。关键词:序电流;继电保护;电动机;启动中图分类号:TM32;TM774文献标识码:B文章编号:100324897(2000)0820032204值的整定是不连续的。另外没有考虑电动机运
2、行时1引言可能存在过电压或低电压,单纯的电流式保护已不能电动机是数量最多的一种电气设备,它们可靠、满足要求。安全运行,对生产和供电线路影响很大。现代电动机2.2保护配置简介的设计制造采用“极限设计”,其热容量和耐热极限急根据对电动机各种故障情况进行分析,采用了更剧下降。这样就对继电保护的性能提出了更高的要准确反映电动机温升过程的热积累模型,并对定子和求。但是电动机运行时,其电气量之间的关系比较复转子绕组的发热产生原因和机理分别进行考虑,用全杂(电流在电动机内部流动时,存在趋肤效应、热效电流热过载来保护定子发热;而用负序不平衡热过载应),且电动机存在启动的问题。所以电动机保护与
3、反映转子绕组中的由于涡流效应产生的发热。过负其他保护,除了有共同的一方面,更主要的是它有一荷保护充分考虑了电动机的启动过程,冷态和热态时些特殊考虑。允许的温升不同,针对电动机所在的状态进行处理。此外还配置了反映相间短路的过流保护、反映单相间2电动机保护配置接地的零序过流保护和不平衡负序过流保护等。在2.1电动机保护的现状此基础上,我们作了进一步改进:电动机运行时不允目前,我国中小型异步电动机保护一般采用热继许长时间低电压运行,否则可能引起电动机过电流甚电器型的过流保护,如以GL型为代表的反时限过电至堵转,烧坏电机。有时为保证电压恢复时重要电动流继电器或两段式定电流保护。这类保
4、护主要以电机的自启动,不太重要的电动机也应装设欠电压保流的增大作为故障判据,对于断相、不平衡运行等不护。电动机运行时不允许长时间过电压运行,否则可对称故障不能及时有效地保护。由于速断保护的定值必须躲开电动机的自启动电流,而反时限和定时限的整定延时又必须电动机的自启动时间,因此反映故障的灵敏度低,切除故障的时间长,往往在保护动作后电动机已损坏严重。自80年代以来,借鉴国外的经验研制了综合式电动机保护,该保护用较简单的正、负、零序反时限或定时限电流来实现短路、不平衡和接地保护,从原理和电路上则考虑了电动机的过热保护。但是保护装置由硬件电路实现,对保护整定不灵活:如电流速断保护的整
5、定值在电动机启动完毕后自动下降一半,对不同类图1电动机保护配合示意图型的电动机灵敏度可能不能满足要求,而且定©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net中小型电动机智能化综合保护33能引起电动机过电流,严重的甚至可能导致绝缘的击们可以通过对电流幅值大小的定时检测,来判断电动穿,电机烧坏。为保证电动机的正常工作,装设过电机当前的运行状态。如图3所示。压保护。它们共同对电动机各种形式的故障做出准确的反映。保护相互配合关系如图1所示。3电动机
6、状态在线检测和启动的判别电动机作为一种单独的电器元件,有其特殊的运行情况———存在启动问题。启动前电动机处于停运状态,电动机无发热,处于冷态;启动时有较大的启动电流,电动机处于温升过程;启动结束后,电动机正常运行,其发热与散热处于动态平衡,温度是一个较稳定的值。准确而可靠地对电动机启动过程进行判断,直接关系到电动机保护的性能。以前的一些保护之所以灵敏度和可靠性不高的原因主要是对于电动机的实时状态没有很好的检测。本装置充分利用微机强大的计算和处理能力,做到了电动机状态在线检测———实时判断电动机的运行状态;是停运、启动还是正常运行。这样可以大大地提高电动机过热保护的图2突变量检
7、测启动流程图可靠性,充分发挥电动机的潜力;提高过流保护的灵以上两种方法都可以检测电动机的运行状态。敏度———在启动时取高定值(Ihigh),只须躲开大的启突变量检测启动是在1.667ms中断一次的A/D中断动电流,正常运行时取低整定值(Ilow),需考虑躲开正中进行判断的,具有较高的定时精度,但是这种方法常运行时最大的负荷电流,这样无论电动机是在启动当启动电流门槛取的不当时,对于某些特殊的电动机还是正常运行发生故障,过流保护都可以可靠地切启动过程中电流变化量比较小,可能无法正确判断。除。稳态量检测启动对
