电动机整定计算及保护设置知识分享.docx

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电动机整定计算及保护设置知识分享

一、循环水泵（4台）

Pe=450KW Ue=6.3KV cos∮=0.8变比：

nl=100/5=20

Ie=Pe／√3×Ue×cos∮=450/（1.732×6.3×0.8）=51.55A

Iqd=8×Ie=8×51.5=412A（是否是循环水泵启动电流）

Ie2=51.55/20=2.57A

（1）速断保护（过流I段）

 Idzj=Kk×Iqd／nl=1.2×8Ie／nl=1.2×412/20=24.74A

延时Tzd=0s

（2） 过流保护（过流II段，该保护在电动机起动过程中被闭锁）

 Idzj=Kk×Ie／nl=1.4×Ie／nl=1.4×51.55/20=3.61A

延时Tzd=0.5s

（3） 过负荷

Ig= Kk ×Ie2/0.85＝1.05×2.57/0.85=3.18A 

延时Tzd=6s

（4）负序电流

Idzj=Kk×Ie／nl=0.4×51.55／20=1.03A

延时Tzd=0.5s 

（5）起动时间tqd=15s,电机厂家核实

（6） 低电压

Udzj=0.5Ue=65V 延时Tzd=9s

二、引风机

Pe=900KW Ue=6.3KV cos∮=0.8 nl=150/5=30

Ie=Pe／√3×Ue×cos∮=560/（1.732×6.3×0.8）=108.5A

Iqd=8I=8×108.5=868A

（1）.速断保护（过流I段）

Idzj=Kk×Iqd／nl=1.2×8Ie／nl=1.2×868/30=34.72A

延时Tzd=0s

（2） 过流保护（过流II段，该保护在电动机起动过程中被闭锁）

Idzj=Kk×Ie／nl=1.4×Ie／nl=1.4×108.5/30=5.06A 

延时Tzd=0.5s 

（3） 过负荷

Ie2=108.5/30=5.06A

Ig= Kk ×Ie2/0.85＝1.05×5.06/0.85=6.25A

延时Tzd=6s

（4）负序电流

Idzj=Kk×Ie／nl=0.4×108.6／30=1.45A 

延时Tzd=0.5s

（5） 起动时间tqd=20s 电机厂家核实

（6） 低电压

Udzj=0.5Ue=65V

延时Tzd=9s

高压电动机的几种常规保护

一、电动机主要故障

1、定子绕组相间短路、单相接地；

2、一相绕组的匝间短路；

3、电动机的过负荷运行；

4、由供电母线电压降低或短路中断引起的电动机低电压运行；

5、供电母线三相电压不平衡或一相断线引起电动机三相电流不平衡；

6、由于机械故障、负荷过重、电压过低造成转子堵转的故障;

二、电动机主要保护类型及实现的功能基于以上电动机运行过程中本身和供电母线、负荷变化等可能引起的电动机故障，电动机（尤其对于3~10KV等级电机）可装设以下保护，以实现对电机的保护，或可称为电动机的主要保护。

1、二段式过电流保护（过流Ⅰ段、过流Ⅱ段）

作用：

主要对于电机相间短路提供保护（过流Ⅰ段）；和电动机的堵转保护（过流Ⅱ段）。

过流Ⅰ段按躲过电机的启动电流整定，可瞬时动作或带极短时限

过流Ⅱ段可根据启动电流或堵转电流整定，带一定时限动作。

2、过负荷保护

 作用：

用于保护电机运行过程中的过负荷状态

，对不易引起过负荷运行的电机可不装设此保护，一般动作于信号。

 3、零序过流保护

 作用：

当电机定子绕组单相接地

，发出报警信号或动作于跳闸；当定子绕组接地，零序电流测量值大于整定值时，一般整定为：

动作电流IOP=（4~ 5）倍3IOC，3IOC为电机本身电容电流。

4、负序电流保护

 作用：

保护电机三相电流存在较大不对称（供电母线三相电压不平衡、或一相断线引起）对电动机反相、断相、匝间短路等异常状况作保护。

5、低电压保护

 作用：

A 当供电母线电压因短路降低或短时中断又恢复时，为防止电动

机自起动时使电源电压严重降低，致使电压恢复时间延长，增加重要负荷，如井筒提升电机的恢复运行时间。

因此，为保证重要电机自起动，电动机低电压保护动作时，要跳开

一些不重要负荷。

低电压保护动作电压整定为（0.6~0.7）UE ,

时限取0.5S；

B 使不允许或不需要自起动的电动机跳闸，其动作电压整定为（0.4~0.5）UE，以0.5~1S为时限; 

C 使因电源电压长时间消失而不许自起动的重要电动机跳闸（如抽风机）。

其动作电压整定为：

（0.4~0.5）UE ，以9 S

为时限；

以上5类保护基本上可以满足电机的安全运行工况，为电量保护，可用作我矿电动机的常规保护整定参考之用。

另外，除以上

5类保护外，还有以下保护；

1、过热保护；

2、定子零序电压保护（与零序电流保护功能相同，反映电机定子接地时引起的零序电压值变化）；

3、过电压保护；

4、非电量保护。

高压电动机的继电保护

高压电动机的定子绕组和其引出线，一般应装设电流速断保护。

对生产过程中容易发生过载的电动机，应装设过负荷保护，过负荷保护可根据负荷特性带时限作用于信号、跳闸或自动减负荷装置。

当电源电压短时降低或短时中断后根据生产过程不允许或不需要自启动的电动机，以及为了保证重要电动机自启动而需要断开的次要电动机，应装设低电压保护，一般带有0.5~1.5s时限作用于跳闸，

但是为了保证人身和设备的安全，在电源电压长时间小时后，须从系统中自动断开的电动机，也需要装设低电压保护，一般带有5~10s时限作用于跳闸。

一、高压电动机的相间短路保护－对于功率小于2000kW的电动机，常采用电流速断来作为电动机的相间短路保护，当灵敏度要求较高时，可以用DL型或GL型继电器构成两相不完全星型连接方式，其接线方式与电路线路或电力变压器的电路速断相同。

也可以采用两相差接线，即两相一继电器接线。

ZG电力自电流速断的动作电流按躲过电动机的最大启动电流来整定。

二、电动机的过压保护－过负荷保护可以采用一相一继电器接线，也可以采用两相两继电器不完全星型连接或两相差一继电器接线。

由于电动机装有电流速断保护，过负荷保护就可以利用GL型继电器的反时限过电流装置来实现过负荷保护。

  过负荷的动作电流按躲过电动机的最大启动电流来整定。

过负荷保护的动作时间应大于电动机的启动时间，一般取10-16s

，如用GL型继电器，可取两倍动作电流时的时间12-16s。

三、高压电机的低电压保护

当电压互感器一次测隔离开关断开时，低电压保护即退出工作，防止无动作。

对保护动作不重要的电动机，电压继电器按60％-70％额定电压整定，动作时间取0.5s；对动作较为重要的电动机，电压继电器按30％-50％额定电压整定，动作时间取5-10s。

四、高压电动机的差动保护

在小电流接地的供电系统中，可以采用两相两继电器的差动保护接线，差动保护的动作电流按躲过电动机额定电流In来整定，主要考虑二次回路断线时不至于引起误动作。

五、同步电动机的失步保护

采用两相差接线对同步电动机的失步进行保护。

当电动机定子绕组内出现较大的由于失步引起的脉动电流时电流继电器动作。

反应转子回路内交变电流的失步保护－在同步电动机的转子回路中串接电

流互感器，正常运行时转子回路中流过直流电流，互感器的二次侧不产生感应电动势，保护

装置不动作，当同步电动机发生失步运行时，转子回路中感应出交变电流，通过电流互感器

使二次侧保护继电器动作。

高压电动机保护配置：

大型发电厂的高压厂用电机及一些工

矿企业的高压电机普遍采用微机保护。

 1、对于容量在2000kW及以下的高压电动机的相间短路的主保护为相电流速断。

1.1、电机启动过程速断保护按躲过电机的最大启动电流整定。

动作电流 Idz>=Ih, Ih=K1*K2*In2.

 K1为可靠系数，取1.5  K2为电机启动电流倍数，一般取7 

In2为电机一次额定电流/CT变比

出口时间：

0s  

1.2、启动后按躲过母线出口三相短路时的电动机反馈电流计算

 1.2.1、对于真空断路器动作电流Idz>=IL  IL=0.8I1   

出口时间：

0s 

1.2.2、对于F-C回路，由于速断带0.3--0.4s，取I2=0.5I1  

出口时间：

跟熔断器配合，对于额定电流小的熔断器取0.3s;

额定电流较大的取0.4s. 

1.3、电机启动时间t  C'  按实际启动时间的最长时间的1.2

倍整定。

 2、过流反时限（一般反时限）

 2.1、负序电流保护

  Idz>=I2Z  I2=0.06In2- 

2.2、正序电流

  Idz>=1.2--1.5In2 

3、过热保护

 4、接地保护

  5、长启动保护

电压为

3kV

以上的异步电动机和同步电动机，对下列故障及异常运行方式，应

装设相应的保护：

2 

V& 

B# 

g:

G5 

e!

H  

中型高压三相异步电动机启动保护计算书

一、电动机基本技术参数（西安西玛电机有限公司）：

二、电动机启动的继电保护整定计算：

 1、瞬时电流速断：

应躲过电机的启动电流保护装置一次动作值：

继电器动作电流：

Idz.bh=Kk×Kq×Ie.d =（1.8~2.0 ）×7×37.74=475.524~528.36A   

Idz.j= Idz.bh÷nl  =（475.524~528.36A）÷10 

=47.5524~52.836A  

2、过负荷：

按电动机额定电流整定保护装置一次动作值：

继电器动作电流：

 Idz.bh=（Kk×Ie.d）÷Kfh =（1.2×37.74）÷0.85 =53.28A 

Idz.j= Idz.bh÷nl        =53.28÷10 =5.328A 

瞬时动作电流倍数=瞬时电流÷动作电流整定值=

（47.5524~52.836）÷5.328 =8.925~9.917 

按10倍整定动作电流。

  选用GL-16/10A或LL-14A/10A过电流继电器，整定电流按5A，（4，5，6，7，8，9，10）A。

10倍整定动作电流下动作时间：

按8s。

  3、低电压保护：

应躲过最小运行电压保护装置一次动作值：

低电压继电器整定值

  Udz.bh=（0.4~0.6）×Ue  =（0.4~0.6×6  =2.4~3.6kV  Udz.j= Udz.bh÷nr  =2.4~3.6kV÷（6/0.1） =40~60V  

选用DJ-132A/160或DY-36/160，整定值60V。

四、说明：

Kk—可靠系数：

用于电流速断保护时，DL型和GL型继电器分别取1.4~1.6和1.8~2.0。

用于过负荷保护时，动作于信号取1.05；动作于跳闸取1.2。

Kjx—接线系数：

星形或不完全星形时按1.0。

Kq—启动电流倍数：

一般按7；

e.d —电动机额定电流（A）：

37.74A 

nl ——电流互感器变比：

50/5A 

Kfh——继电器的返回系数：

取0.85 

Ue——电网额定电压（kV）：

6 nr——电压互感器变比：

6/0.1