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1、電動(dòng)機(jī)差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)分析單位：河南發(fā)電廠姓名：樂(lè)樂(lè)工種：維修電工高級(jí)技師時(shí)間：2010年10月6日7電動(dòng)機(jī)差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)分析摘要：信陽(yáng)電廠1號(hào)給水泵電動(dòng)機(jī)近來(lái)在運(yùn)行期間，當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，差動(dòng)保護(hù)頻繁動(dòng)作跳閘，通過(guò)分析和試驗(yàn)，確認(rèn)是電流互感器二次電流畸變，造成差動(dòng)誤動(dòng)，通過(guò)減小回路阻抗、更換新型的微機(jī)保護(hù)，使得差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)得以解決。關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)1.差動(dòng)保護(hù)配置及動(dòng)作原理圖1.差動(dòng)保護(hù)原理接線圖信陽(yáng)發(fā)電廠1號(hào)給水泵是全廠水系統(tǒng)的主要設(shè)備之一，其主要參數(shù)為：型號(hào)YK2000-2/990,額定容量2000kW，額定電流230A，額定轉(zhuǎn)速每分鐘298

2、0轉(zhuǎn)，采用星型接線方式，各方面的性能都比較穩(wěn)定.按照繼保規(guī)程規(guī)定，高壓電動(dòng)機(jī)容量在2000KW及以上，或容量雖小于2000KW但需要差動(dòng)保護(hù)的電動(dòng)機(jī)，在電流速斷保護(hù)不能滿足靈敏度要求時(shí)，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。我廠1號(hào)給水泵采用的是常規(guī)差動(dòng)保護(hù)（如圖1），A、C兩相分別裝有一個(gè)DCD－2型差動(dòng)繼電器，當(dāng)電動(dòng)機(jī)開關(guān)側(cè)電流（2LH）和電動(dòng)機(jī)中性點(diǎn)側(cè)電流（1LH）的差流Id大于整定動(dòng)作電流Idz時(shí)，可以分別動(dòng)作于跳開給水泵開關(guān)。71.差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)原因分析1號(hào)給水泵近來(lái)在運(yùn)行期間，當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，差動(dòng)保護(hù)頻繁動(dòng)作，檢查過(guò)電動(dòng)機(jī)一次系統(tǒng)無(wú)異常，二次接線無(wú)異常，校驗(yàn)

3、過(guò)差動(dòng)繼電器也正常。在電動(dòng)機(jī)開關(guān)柜內(nèi)的差動(dòng)保護(hù)二次電流回路的端子處接入便攜式波形記錄儀，在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)錄得波形如圖2所示：圖中四條曲線從上至下分別為開關(guān)側(cè)A相電流、開關(guān)側(cè)C相電流、中性點(diǎn)A相電流、中性點(diǎn)C相電流。Ip－圖3.電流互感器等值電路圖一次電流Is－二次電流Ie－勵(lì)磁電流Ip/Kn－二次側(cè)全電流Kn－匝數(shù)比（Kn＝N2/N1）Zb－二次負(fù)荷阻抗Zk－勵(lì)磁阻抗Xct－二次繞組電抗Rct－二次繞組電阻圖2.差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)時(shí)的錄波圖電流正常的波形應(yīng)該是正弦曲線。從圖中可以很清楚的看到，開關(guān)側(cè)A相和C相的電流都比較正常，接近正弦波形，而中性點(diǎn)A相和C相

4、的電流都產(chǎn)生了巨大的畸變，波形完全變形，正是因?yàn)橹行渣c(diǎn)A相和C相電流產(chǎn)生的畸變導(dǎo)致了差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)作。關(guān)于產(chǎn)生這種巨大畸變的原因，在對(duì)中性點(diǎn)電流互感器做過(guò)全面的檢查和試驗(yàn)后，確認(rèn)無(wú)故障后，經(jīng)過(guò)分析，筆者認(rèn)為主要是由于以下兩方面原因引起的：原因1：差動(dòng)保護(hù)二次回路負(fù)荷過(guò)大：如圖3所示，在正常運(yùn)行時(shí)，電流互感器的一次安匝（IpN17）不會(huì)全部轉(zhuǎn)換成二次安匝（IsN2），其中有一小部分將作為勵(lì)磁安匝（IeN2），用于產(chǎn)生鐵心所需要的磁通，即：Ip/Kn＝Is＋I(xiàn)e。顯然Ie是電流互感器產(chǎn)生誤差的根源。但在正常規(guī)定的范圍內(nèi)，因?yàn)镮e很小，我們通常把一次電流和

5、二次電流看成正比關(guān)系，即：Ip/Kn＝Is。但當(dāng)電流互感器的鐵心中磁通密度達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，將出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。此時(shí)磁通密度再增加時(shí)，要求勵(lì)磁電流大幅度的增加，將導(dǎo)致二次電流不再和一次電流成正比，從而出現(xiàn)嚴(yán)重的畸變。在開關(guān)初始合閘或故障情況時(shí)，都存在一個(gè)持續(xù)數(shù)十至數(shù)百毫秒的暫態(tài)過(guò)程，電流互感器處于過(guò)度飽和狀態(tài)，而繼電器正是在這個(gè)時(shí)段動(dòng)作。筆者認(rèn)為差動(dòng)回路二次回路阻抗偏大，給水泵長(zhǎng)期運(yùn)行，電流互感器產(chǎn)生嚴(yán)重的剩磁，造成互感器在高剩磁時(shí)總負(fù)荷能力相應(yīng)下降，在一次電流低于正常飽和值時(shí)即過(guò)早飽和，引起二次電流產(chǎn)生畸變是造成差動(dòng)保護(hù)頻繁誤動(dòng)的主要原因。原因2：舊的

6、差動(dòng)保護(hù)裝置抗不平衡電流能力差。當(dāng)電動(dòng)機(jī)大電流啟動(dòng)時(shí)，易引起兩側(cè)電流不平衡，舊的DCD－2型差動(dòng)繼電器躲不平衡電流能力比較差，只能通過(guò)調(diào)節(jié)差動(dòng)動(dòng)作定值和比率制動(dòng)系數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)保護(hù)裝置的動(dòng)作特性所以導(dǎo)致經(jīng)常誤動(dòng)。1.差動(dòng)保護(hù)回路的改進(jìn)方法1：并聯(lián)兩條電纜芯，減少回路阻抗1號(hào)給水泵電動(dòng)機(jī)距離開關(guān)柜較遠(yuǎn)，而保護(hù)裝置就裝在開關(guān)柜上，從中性點(diǎn)電流互感器到保護(hù)裝置的二次電纜有近250米長(zhǎng)，按照銅的電阻率為1.7×10－8Ω?m，電纜芯截面2.5mm27來(lái)算，電纜回路的電阻值約為3.4Ω，相比保護(hù)裝置的阻抗和二次接觸電阻，電流互感器的二次負(fù)載可以認(rèn)為主要都決定于二次電

7、纜的阻抗，減小二次電纜的阻抗就可以有效減小二次回路總的阻抗。增大電流回路的電纜面積，用一根備用電纜芯分別與原來(lái)的中性點(diǎn)電流互感器二次連接線并聯(lián)使用，將原來(lái)的連接導(dǎo)線阻抗減小一半，大大減小了二次回路的阻抗。方法2：采用新型的微機(jī)保護(hù)裝置新型WDZ-3C微機(jī)保護(hù)原理接線圖如下：WDZ-3C型電動(dòng)機(jī)微機(jī)差動(dòng)保護(hù)裝置主要用于大型(2000KW及以上)三相異步電動(dòng)機(jī)的差動(dòng)保護(hù)與配套的WDZ-3D型電動(dòng)機(jī)微機(jī)綜合保護(hù)裝置共同構(gòu)成大型電動(dòng)機(jī)的全套就地保護(hù)。本裝置具有如下特點(diǎn)：采用16位單片機(jī)80C7196作主控單元、漢字液晶顯示操作簡(jiǎn)便直觀、用串行EEPROM存放

8、保護(hù)定值電動(dòng)機(jī)運(yùn)行及故障信息、軟硬件冗余設(shè)計(jì)抗干擾性能強(qiáng)、完善的軟硬件自檢二級(jí)看門狗、體積小重量輕可直接安裝