PDF《电动机差动保护误动原因分析及对策》

3、电机启动过程中差动保护误动原因分析 电动机启动过程中,定子启动电流中不但有基频交变分量,还存在着非周期分量和低频交变分量.其中,非周期分量 电流很快衰减至零,低频交变分量的频率随转速升高而增大,随转子的非周期电流的衰减并很快衰减至零.电动机在 启动过程中.含有较大的非周期分量即谐波分量.同时启动电流较大(一般为电动机额定电流的6~8倍),且持续时间 长.当电动机带载启动时,这个过程持续时间更长,一般要到8~15s.所以.如果在设计差动保护软件时对此考虑不 周.在启动过程中的误动是必然的.从电流互感器(TA)二次负载分析,启动过程中特别是在低转速时启动电流较大 .由于差动保护两侧TA的特性差异,会造成较大的不平衡电流,可能导致差动保护的误动.发电厂中.由于电动机 的装设位置距离开关室比较远,最近的也有上百米,考虑经济和体积等因素,差动保护采用的2组TA容量基本相同(1 0~l5V A),一组装于6l(V开关室的开关柜内.另一组装于电动机本体内三相绕组中性点处,差动保护装置安装在开 关柜上.即使两侧TA的特性相同,两者的负载仍有较大的差别,电机中性点TA由于负载大,在启动时达到的饱和程 度要比开关柜的TA深得多,饱和的时问和电动机启动时的负荷有关.该厂中,TA容量均为15V A,开关柜内TA二 次负载约为0.3Q,电机中性点处TA二次负载约为1.5Q.在正常工作情况下,中点侧TA已接近于满负荷,电动机启 动时启动电流为正常运行的6~8倍,由于TA饱和,在差动回路产生的差流足以造成差动保护误动.从保护装置的动 作录波中发现,电流从第

2、3个周波开始TA就进入不同程度的饱和,开始出现差动电流.

4、电动机差动保护误动对策 4.1电动机系统设计措施.在电动机差动保护的系统设计中,CT的选择至关重要,同时也不能忽略CT二次负载不同造 成的附加影响.在新建工程设计阶段应选用合适的CT.主要措施如下:一是在选择CT时,不仅要保证稳态误差的要 求(这一点没问题,所有的差动保护的设计中这一点都满足要求),而且要保证暂态误差的要求,二是要求所选择的C T在暂态条件下,不可能进入饱和区或同时进入饱和区,三是为了满足以上两点要求,应优先选用P级CT,如果P级C T不满足要求,则应采用T级CT,四是尽量选用伏安特性、额定负载较大的CT,五是采取相应减小中性点侧CT二次

1 /

2 负担措施,增大中性点CT二次电缆截面,使其电阻小于CT额定负担. 电动机启动中的电流暂态过程复杂,和启动时电动机条件有很大关系,兼顾灵敏度的情况下,即使提高差动动作电流 和差动制动系数,也不一定能可靠躲过启动过程.在CSC236数字式差动保护中.跳闸出口软件内部采取了小段延时 来降低谐波造成的影响,而对于发信模块是直接出口方式.由于启动电流及其非周期分量的快速下降和衰减.所以有 时会出现差动保护启动发信但未出口跳闸.该方法只能作为现场采用的临时措施使用. 4.2系统投运后的补救措施.在已经投入运行的厂用系统电动机差动保护中,如果CT选择确实不当,又不愿意更换CT ,为避免在暂态条件下差动保护误动作,可采用以下方法.针对CT饱和所呈现出的二次电流暂态特征,在电机启动 时,增加差动保护二次谐波制动判据,即差动电流超过启动定值后,先进行二次谐波计算,当二次谐波幅值占基波幅 值比率超过整定值时,闭锁比率差动保护动作,以避免在启动中差动保护因中性点CT饱和而误动.同时也应看到, 当合闸于故障电机时,由于是启动兼短路故障,因二次谐波制动,会增加比率差动保护的动作时间,即暂态过程持续 的时间,一般为2~3个周波时间,这在低电压等级系统中还是允许的.应该说这一措施降低了差动保护的快速性和灵 敏性,是一项不得已而为之的措施. 降低电动机中性点TA的二次负载或增大TA的容量也是行之有效的方法.对于电动机中性点附近的差动保护用TA,现 场必须根据互感器的试验数据,对TA的l0%误差曲线进行校核,如TA的允许负载不满足10%误差曲线,在电动机的启 动过程中由于TA饱和产生的不平衡电流可能超过差动保护启动定值,引起保护误动.多数发电厂从经济性方面考虑 ,电动机所配置的TA其容量都不大,且高压电动机离开关柜一般又较远.所以调试阶段由此而产生的差动误动频率 很高.最根本的解决方法是更换为容量较大的TA,但是现场很难实施.较容易实行的方法是减小中性点TA的二次负 载,即加大二次电流回路的电缆芯线 || #p#副标题#e#截面积来减少由此产生的不平衡电流,如原来用2.5mm2,现改为4mm2或6mm2,一般即可消除误........