大型电动机高阻抗差动保护原理、整定及应用 .docx

工程建筑学相关资料ENGINEERING ARCHITECTURE RELATED INFORMATION 工程建筑学相关资料 ENGINEERING ARCHITECTURE RELATED INFORMATION PAGE PAGE 1 大型电动机高阻抗差动保护原理、整定及应用  　　Abstract:This paper expatiated the principle， setting and application of high impedance differential protection in large motor with whole solid setting example.The influence of CT ratio error to high impedance differential protection is analyzed， and the measurement of CT ratio error is also introduced.　　Key words: high impedance differential protection ratio error 　　论文关键词：高阻抗差动保护　匝数比　　论文摘要：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。　　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：　　（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i1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。