摘 要：绍兴江滨热电一期建设2台2×480MW级燃气－蒸汽联合循环供热M701F4型燃气机组，发电机采用日本三菱电机480MW全氢冷发电机，压气机叶片清洗泵控制系统采用的是接触器与无功耗保护器配合的控制回路，此文简单介绍分析我厂使用的GDH-20无功耗保护器的结构性能及以及应用优点。
主题词：无功耗保护器，结构，性能，优缺点分析
1.概述
绍兴江滨热电一期建设2台2×400MW级燃气－蒸汽联合循环供热M701F4型燃气机组，发电机采用日本三菱电机480MW全氢冷发电机，压气机叶片清洗泵控制系统采用的是接触器与无功耗保护器配合的控制回路，无功耗电动机保护器采用的是济南新中兴科技GDH-20/80型，此文简单介绍分析GDH-20系列无功耗电机保护器的设计、结构原理及性能应用优势。
2. GDH-20/80无功耗电机保护器外观
GDH20系列无功耗电机保护器具有外观简洁、结构简单、运行可靠的特点。图1所示为保护器的外形图。无功耗电机保护器在外形上，类似于带有指示灯等附件的互感器。
图1
3.GDH-20/80无功耗电机保护器结构原理
3.1 结构简介
保护器的主体结构就是三组互感器铁芯，铁芯环绕负载电缆，利用电磁感应原理，向保护器电路提供电源以及测量信号。保护器向外反馈的是一组常开常闭点和指示灯信号，而且电流设定旋钮可以在一定范围根据负载容量设定电流过载整定值。图2所示为结构示意图。
图2
3.2 原理简介
GDH-20无功耗电机保护器的主要是利用了互感器输出的低压交流电为保护器提供交流电源和测量信号，从而实现热过载、缺相报警、三相不平衡报警等等基本保护。原理图如图3
图3
4.GDH-20/80无功耗电机保护器性能
4.1 典型应用电路
GDH-20/80 电动机保护器主要用于电动机缺相、过流、三相电流不平衡等故障的保护 。一般用法如图4所示。
图4
4.2 工作特性
4.2.1 过流保护
定时限（通用型）：
检测电流(Ie)≥120 %*旋钮刻度值(In)时，动
作时间(Wt)为 15~25 秒(s)
反时限（Ｆ）：
a.检测电流(Ie) =105%*刻度值(In)时，保护器大
于1小时不动作。
b. 检测电流(Ie)=120%*刻度值(In) 时，动作时
间 (Wt)≤300 秒 (s)
c. 检测电流(Ie) =150%*刻度值(In)时，动作时间
(Wt)≤30 秒 (s)
长启动定时限（ AD ）
a. 冷态(启动时)检测电流(Ie)≥120%*刻度值
(In)时，动作时间 (Wt) 为 30~40 秒 (s)
b.热态(运行中)检测电流(Ie)≥120%*刻度值
(In)时，动作时间 (Wt) 为 15~20 秒 (s)
长启动反时限（ AF ）
a.冷态 ( 启动时 ) ：参照反时限 (F) 型， 动
作时间（Wt）加 15 秒冷态启动时间。
b. 热态 ( 运行中 ) ：同反时限（ F ）型。
4.2.2 不平衡保护
不平衡度达到70%时，保护器动作。
4.2.3缺相保护
任意一相侦测到电流为0时，其它两相电流不低于该保护器的下限值，动作时间（Wt）≤5秒（s）。
5.无功耗电机保护器的应用优势分析
5.1 传统热继电器的缺点
电动机保护装置采用热继电器已有相当长的历史。然而异步电动机的故障60%是因断相引起,这就说明热继电器对断相保护在许多情况下起不到保护作用。究其原因主要有以下几个方面。首先，热继电器的双金属片发热时间常数小,对于大惯量,重载起动的电动机不适应。其次，电动机的损坏,大多数由断相运行造成的。而且对电动机的断相保护应该是瞬时动作的保护,不应是反时限特性保护和过热保护。保护器应采取动作灵敏的电子式而不是动作迟缓的机电式保护器。最后，热继电器因为电动机起动电流冲击引起自身断相偶有发生。还有其检测元件双金属片,受起动电流及过载等过流冲击,易使双金属片产生疲劳效应,造成刻度偏移,这种潜在故障在现场很少被发现,最后会造成过载不动作。
5.2综合测量保护装置的优缺点
综保装置,检测元件一般采用速饱和电流互感器,不存在发热问题,其动作稳定性与热继电器相比有了质的飞跃。它具有冷态时允许起动时间长,热态时过载动作迅速的特点,正好与异步电动机实际保护要求相匹配,能可靠的保护电动机的过载。互感器采用穿心结构,与主回路完全隔离,也解决了接线端子发热问题,互换性也好。然而常规式综保装置虽解决了热继电器功能单一的问题,但是其存在需要工作电源、接线复杂故障点多、误报警情况多发、成本高等弊端。另外,由于电网电压波动、干扰、自身发热等因素,使其故障率也很高,其自身故障50%以上均出自电源部分。
5.3 无功耗电动机保护器的优势
与热继电器相比较，无功耗保护器可以实现更多实用的功能，并且动作灵敏度有本质的提升，同时接线方式却是如同热继电器那样简单可靠。因此在使用过程中，保护器完全可以代替热继电器使用。与综合测量保护装置比较，新式无功耗电机保护器的特点是采用串芯式,无需外接电源。给用户使用安装带来方便。保护器执行机构采用微功耗固态继电器,驱动功耗仅1LW(而电磁继电器驱动功率为200mW)。综合测量保护装置能实现的功能，如缺相保护、三相不平衡保护、过流保护等，无功耗电机保护器完全可以胜任，但是保护器的接线方式要简洁的多，运行可靠性、节能、成本等指标更是优于传统综保装置。因此在无需复杂逻辑的电动机控制回路中，无功耗保护器完全可以替代综保使用。
6. 结束语
通过上述对GDH-20系列无功耗电动机保护器的性能和结构的简单介绍，说明无功耗保护器具有较好的性能优势，具备优良的运行稳定性能，具有良好的可靠性，并且兼具经济性。
作者简介：郭宗淼（1988－），男，助理工程师，毕业于华北电力大学，现任浙江大唐国际绍兴江滨热电有限责任公司设备维护部电气专责工。
论文作者:郭宗淼
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/27
标签：保护器论文; 功耗论文; 继电器论文; 电流论文; 动作论文; 电动机论文; 刻度论文; 《电力设备》2017年第23期论文;