(中国石化天津石化热电部)
摘要：高压异步电动机在生产中应用广泛，这些电机在长期运行过程中可能会出现各种故障，为保障电机使用安全，继电保护是必不可少的。文中对高压电机常见的5种继电保护方法：单相接地保护、差动保护、速断保护、低电压保护和过负荷保护进行了探讨，对高压电机继电保护常见的故障提出了相应的处理措施，对提高高压电机运行效率具有重要意义。
关键词：高压电机；继电保护；保护方式；故障处理
1 高压电机继电保护的必要性
工业上常用的大量的高压异步电动机, 这些电动机在运行中可能发生很多的故障, 如不及时处理, 有可能导致电机烧毁甚至更大的损失, 因此继电保护装置一直是高压电机的重要部件。继电保护的应用大大的降低了电网的危险系数，促进了电网安全，稳健发展和进步。当对高压电机控制系统继电保护装置进行检测和审核时，必须对继电器的性能进行全方位，综合的测试，只有当检测的各项数据和指标符合相关规定时方可投入使用。即使在继电器使用的过程，还需要定期，专员对继电器数据进行统计，分析，避免意外的发生，及时处理各种故障，提高电网运输的安全性。
2 常见的高压电机继电保护方式
2.1 单相接地保护
目前高压电动机的供电线路, 多为小接地电流网络, 在发生单相接地时, 一般仅有接地电容电流流过故障点, 一般危害较小。只有当单相接地电流大于5 A时, 方考虑设置选择性接地保护装置, 一般单相接地电流小于10A 时, 保护装置动作于信号, 当电流大于10A时, 保护装置作用于电闸, 以切断电源。接地保护装置根据零序电流保护装置原理构成, 保护的动作电流应当按照大于电动机的电容电流整定。
2.2 差动保护
由于电流速断保护灵敏度低, 对电机内部故障区分度小,，所以对于容量在2000kw以上的电机或容量小于2000kw但具有6个引出线端子的有重要作用的电动机应运用纵联差动保护。对容量在5000kw以下的电机差动保护可采用两相式接线, DL继电器; 而电机容量在5000kw以上时, 采用三相式接线保护装置作用于跳闸。其动作电流整定要求按躲过电动机的额定电流整定, 因为要考虑二次回路断线时不会引起误动作。传统的差动保护主要采用电磁型差动保护器, 由于精度差, 灵敏度低,现在多采用新式的微机型电机差动保护装置, 较之传统保护器具有精度高, 功能全的特点。
2.3 速断保护
电动机的速断保护装置应配置于电动机定子绕组的相间短路时, 一般用于2000kw以下的高压电机。保护的范围应当包括开关和电动机的电缆在内。保护的整定原则, 应当躲过全压启动时, 电动机的最大启动电流整定, 即
其中, I1为保护装置的一次动作电流; I2 为继电器的动作电流;IN.M为电动机的额定电流;Imax为电动机的最大启动电流; Kr为可靠系数；Kc为接线系数; Ks : 为电动机启动电流倍数;nTA为电流互感器变化。
2.4 低电压保护
2.4.1装备低电压保护的原则
当电源电压降低时或中断后又恢复时, 为使重要电动机可以自起动, 应该在其它相对不重要的电机上装设0.5秒时限的低压保护, 把其从电网中切除; 根据客观条件和工艺要求, 对电源电压长期较低或中断后不准许自起动的电动机, 则应采用带9至10秒时限的低电压保护, 要求可以把其从电网中切除; 对重要且要求自起动的电动机不应装设。
2.4.2 低电压保护要求
装备低电压保护的条件是：①能反应对称或不对称的电压下降。因为在不对称短路时,电动机也可能被制动,而当电压恢复时,也会自起动。②当电压互感器一次侧或两次侧发生各种断线时,保护装置不应误动作,并要发出断路信号。但此时如果母线确实失压或电压下降到整定值,保护装置仍要求能正确动作。③当电压互感器一次隔离开关或隔离触头因误动作被断开时,保护装置不应误动作,并发出信号。④不同动作时间的低电压元件的动作电压应分别整定。
2.5 过负荷保护
长时间过负荷运行会使电机温度超过许可值,造成绝缘层老化甚至引起事故。因此对有可能发生过负荷的电机,应根据电机的重要程度和有可能发生过负荷的情况装设过负荷保护。过负荷一般情况下都是对称的,因此可以只装一相
。应该注意的是,在不停机不能去除过负荷的情况下,或在无人值班的电动机上, 过负荷保护应作用于跳闸；对不停机可以消除过负荷的电机则可作用于信号或减负荷。现在广泛使用的GL型继电器是使用一个反时限电流继电器即作相间短路又做过负荷保护,其瞬时速断特性作为电机的电流速断,反时限特性则作为过负荷保护。
3 电机控制系统故继电保护故障处理方法
3.1高压电机继电保护故障信息系统
高压电机继电保护故障信息系统在故障检测和故障处理中发挥重要作用，主要表现在：a.为调度员提供有效及时的故障信息，加快调度员对事故判断、处
理和恢复系统决策过程；b.为继电保护专业人员提供信息支持，提高对故障处理的效率和对保护高压电机的运行管理，为保护的检修状态提供依据以及电网故障
分析提供支持。
3.2 常见故障处理方法
3.2.1 小电流接地系统故障处理
单相接地故障发生在小电流接地系统中，电流不通过故障点，但允许系统单相接地故障继续运行，一般可以允许运行两个小时。在这段时间内，变电站操作员必须找到故障线路，负荷转移，故障停线。处理方法是：对于线路保护（纵差保护除外），若采用电流互感器二次断线闭锁，采用线路两组电流互感器的零序电流构成与门，是线路保护用电流互感器零序电流，而是线路非本保护的电流互感器零序电流。条件是线路保护要有两组电流互感器。这种动作原理的交流电流断线闭锁装置才真正解决问题。
3.2.2 500kV线路CVT小开关误动跳闸
CVT二次回路小开关自动跳闸的原因有两个，一是CVT二次回路的问题，绝缘不好或过载都能造成小开关过流跳闸;二是小开关本身的问题，过流定值太小或机构出问题。应首先检查CVT的二次回路，排除了CVT二次回路的问题。处理方法：（1）更换小开关:跳闸的小开关一般存在三方面的问题:首先是过流定值选配太大，小开关已经起不到保护CVT二次回路的作用；其次是小开关的机构制造工艺太差；第三是采用三相联动机构的小开关不合适。（2）取消小开关主触点上所并联的电容器:小开关更换为单相式的产品后，原来所并联电容器的作用已经消失。
3.2.3 单相接地短路时的二次负载
当单接地相短路时，TA的二次负载阻抗为最大。因此，TA负载能的确定应满足单相短路时的要求为依据。处理方法：（1）在电动机侧另装一组零序TA:在电动机侧另装一组零序TA，即可解决零序保护启动过程中误动的问题；（2）更换TA:更换TA，改选具有两组二次绕组的TA，用于保护的一组应满足在短路情况下二次电流的误差小于10%的要求；（3）零序保护加装连接片:零序保护加装连接片，在启动过程中暂时将另需保护退出运行，等启动完毕再投入。
参考文献：
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论文作者:黄昕
论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/17
标签：电流论文; 电机论文; 电动机论文; 高压论文; 单相论文; 故障论文; 保护装置论文; 《电力设备》2017年第8期论文;