高压电机常用保护原理

一、电流速断保护

1、原理及应用

小容量电动机广泛采用电流速断保护作为相间短路的主保护。电流速断保护应装设在靠近电源开关的位置，以使其保护范围能包括开关与电动机之间的电缆，保护动作于跳闸。对有自动灭磁装置的同步电动机，保护还应动作于灭磁。电流速断保护的原理接线图如下：

2、整定原则

电流速断保护动作电流应躲过全压启动时电动机的最大启动电流。对绕线式电动机应躲过转子回路中启动电阻Rs=0时的最大启动电流。对同步电动机，既要躲过启动电流，又要躲过供电母线三相短路时电动机供出的短路电流，取两者较大的整定值。

二、过负荷保护

1、原理及应用

电动机的过负荷特性呈反时限特性，良好的过负荷保护应与电动机的过负荷特性相配合。因此过负荷保护通常采用具有反时限特性的过电流继电器来构成。传统的过负荷保护采用GL-10型反时限电流继电器同时作相间短路和过负荷保护，其瞬时速断特性部分作电动机的相间短路保护。反时限特性部分作过负荷保护。原理接线图如上图b所示。

2、整定原则

过负荷保护的动作电流应躲过电动机的额定电流。可靠系数保护动作于信号时取1.05～1.1，动作于跳闸时取1.2～1.25。保护装置的动作时间应大于电动机的实际启动时间，对具有冲击负荷的电动机应躲过正常生产过程中出现的冲击负荷持续时间，一般取9～20s。

三、纵联差动保护

1、原理及应用

电动机纵联差动保护的动作原理是比较接线端和中性点两侧电流的相位和幅值，如下图所示，采用循环电流接线方式接线。

为了减小差动回路中的不平衡电流，要使电动机两侧的TA1和TA2型号、变比相同。一般容量在2MW及以下的电动机采用两相式接线；容量在5MW以上的电动机采用三相式接线。保护装置动作于跳闸。

2、整定原则

为防止TA二次回路断线，差动继电器的动作电流应躲过电动机的额定电流。可靠系数采用BCH-2型继电器时取1.3，采用DL-11型继电器时取1.5～2。

四、低电压保护

1、保护目的

1）当电源母线电压短时降低或中断时，将一部分不重要的电动机及按生产工艺要求不允许和不需要自启动的电动机切除，以保证重要电动机的自启动及母线电压的恢复；

2）为保证工艺生产过程和技术保安条件，在电压长时间下降或中断时，切除不允许自启动的电动机。

2、对低电压保护装置的要求

1）能反应各种情况引起的电压下降；

2）电压互感一次侧隔离开关因误操作被断开，或一相、二相断线及二次侧各种断线时，保护装置不应误动作，应发出信号。但如果母线真正失压或电压下降到整定值时，保护装置应正确动作。

3）不同动作时间的低电压元件的动作电压应分别整定。

3、接线原理1）如上图所示，当母线电压消失或对称下降到1～3KV的动作值时，其动断触点闭合，通过1KM的动断触点启动1KT，1KT经0.5s的延时触点闭合，把正电源加到跳闸母线W1上，接自该母线上的不重要的电动机全部跳闸；若母线电压继续下降，当下降到4KV的动作值时，其动断触点闭合，启动2KT，2KT经9s延时触点闭合，把正电源加到跳闸母线W2上，接自该母线上不参加自启动的重要电机全部跳闸。

2）1～3KV的动合和动断触点及中间继电器1KM的线圈组成了电压回路断线监视回路，当某一相熔断器熔断时，相应的电压继电器动作，其动断触点闭合，经过其它两相电压继电器的动合触点启动1KM，1KM动断触点断开，切断时间继电器1KT和2KT的线圈回路，保证了低电压保护不误动。同时1KM动合触点接通光字牌和音响信号，发出断线信号。

3）当直流电源的熔断器熔断时，2KM动断触点闭合点亮光字牌，发出“直流回路熔断器熔断”信号。当TⅤ一次侧隔离开关QS误断开时，QS在直流回路的动合辅助触点自动断开保护的直流电源，以防止保护误动。同上，2KM点亮光字牌，发出“直流回路熔断器熔断”信号。与此同时，QS在交流电压回路的辅助触点断开电压继电器的交流回路，以防止二次设备向停电的TV倒送电。

4、整定原则

1）1～3KV的动作电压

按切除不重要电动机的条件整定。为保证重要电动机的自启动，电动机电源母线最低电压为60%70%UN，因此，低电压继电器的动作电压为6070V。

2）4KV的动作电压

按保证电动机自启动的条件整定。即按躲过保证电动机自启动时母线最小允许电压，在考虑可靠系数和返回系数后，低电压继电器动作电压一般为40~50V。

3）KT1动作时间

应与电动机速断保护及上一级后备保护相配合，为了保证重要电动机的自启动，并加快和提高自启动的效果，一般比电动机速断保护高一个时间级差，即取0.5s。

4）KT2动作时间

按保证技术安全及工艺过程特点的条件整定，只有当电压长时间下降或消失时，才断开相应的电动机。由于电网电压下降所持续的时间通常不超过10s，DS-100系列时间继电器最大整定时间为9s， 故KT2的动作时间取9s。

五、单相接地保护

高压电动机的供电网络一般为小接地电流系统，发生单相接地时仅有接地电容电流流过故障点，一般危害较小。只有在接地电流大于5A时才考虑装设单相接地保护，一般接地电容电流在10A以上时，保护可带时限动作于跳闸，接地电容电流在10A以下时，保护动作于跳闸或信号。