在使用中,电动机大都是中、小容量的,从经济观点和技术要求来看,电动机保护应简单、可靠,因此,在低压小容量电动机上,大量采用低压熔断器作为电机相间及接地保护。
一、电动机的故障、不正常工作状态及其保护方式
电动机的主要故障是定子绕组的相间短路及单相接地短路,它能造成电动机的损坏和烧毁,以致引起母线电压显著下降,并破坏其它用电设备的正常工作,因此,在电动机上应装设相间及接地保护装置,尽快地将故障电动机切除,在使用中,电动机大都是中、小容量的,从经济观点和技术要求来看,电动机保护应简单、可靠,因此,在低压小容量电动机上,大量采用低压熔断器作为电机相间及接地保护。容量较大的高压电动机应装设电流保护,在大容量的重要电动机上还要装设差动保护。
电动机的不正常工作状态主要是过负荷,引起过负荷的原因是所带机械负荷过大、母线电压降低引起的转速下降,一相电源断线而造成的两相运行及电动机起动的时间过长等。电机长时间过负荷将使电动机过热、绝缘老化,甚至发展为故障,因此,电动机应装设过负荷保护。
二、高压电动机的保护配置
高压电动机的保护有:差动保护、综合保护、低电压保护、熔断气保护,其中,综合保护包括:速断保护、过流保护、零序保护、热积累保护。
1.差动保护
6kv高压电动机当装设速断保护的灵敏度不够时,应装设差动保护装置,作为相间短路的主保护,两组CT分别取于开关负荷侧与电机中性点侧。
正常运行时,开关流过负荷电流,在两CT间产生环流,该电流不流入差动继电器1CT、2CT,当保护区内故障时,如三相短d1点,此时,两CT产生电流为Id1、Id2,该电流流入差动继电器,电流值为Id1+Id2,此时,差动继电器动作,其常开接点闭合,启动中间继电器ZJ,ZJ常开接点闭合后启动跳闸回路跳该开关。
为防止电流互感器二次回路断线时保护误动作,差动继电器的动作电流应按躲过电动机的额定电流来整定:
Idj = Kk Ide / nl
Kk-可靠系数 Ide-电机额定电流 nl-CT变比
2.综合过流保护:包括速断、过流、零序、热积累保护
速断保护作为电动机相间短路的主保护,过流保护作为速断保护的后备保护及靠近电机中性点侧短路的主保护,零序保护反映电动机接地故障,热积累保护反映电机过负荷保护。
我厂6KV高压电机采用微型单板机保护,通过开关负荷侧CT将测量量引入,速断保护的动作电流应按躲过自起动的电流来整定,即
Id = Kk Idq Kk-可靠系数 Idq-电机自起动时的起动电流
在正常运行中,开关回路中流过额定电流,而在电机短路故障下,则开关回路中流过短路电流,该电流远大于额定电流,此时,流入F91继电器的电流达到保护动作值,F91继电器动作,其接点闭合,跳开电动机出口开关,由于电流速断保护有死区,只能保护电机绕组80%。不能力保护电机全部,如在电机靠近中性点侧发生短路时,短路电流达不到电机速断保护动作值,但又大于电机额定电流,此时,就应装设过流保护来切断电机电源开关,切断故障电流。
在正常运行时,零序电流互感器LH中没有电流流出,而当电机发生接地故障时,在零序电流互感器LH中产生零序电流,该电流流入继电器F91,其接点闭合跳开开关。
此外,热积累保护是反映电机过负荷的保护,电机在额定电流或额定电流下可常期运行,但由于某些原因,如负载太重、出口门开度过大等造成电机电流超过额定值,经过一段时间,热积累达80%时发信,此时,应及时降低电机出力,使电机电流降至额定电流以下,如不调整,热积累达100%时则跳开该电机电源开关。
6KV所有电机均装有综合过流保护,但对于容量小于1000KW的电机过流保护未投,而通过高压熔断器反映过流故障,因为容量小于1000KW的电机电源开关结构为高压熔断器和接触器,称作F-C关,当高压电机一相或两相保险熔断后,通过F-C开关三相不一致保护跳开该开关。差动保护仅限于给水泵。