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1、電動機差動保護誤動分析單位：河南發(fā)電廠姓名：樂樂工種：維修電工高級技師時間：2010年10月6日電動機差動保護誤動分析摘要：信陽電廠1號給水泵電動機近來在運行期間，當電動機啟動時，差動保護頻繁動作跳閘，通過分析和試驗，確認是電流互感器二次電流畸變，造成差動誤動，通過減小回路阻抗、更換新型的微機保護，使得差動保護誤動得以解決。關鍵詞：電動機差動保護誤動1.差動保護配置及動作原理圖1.差動保護原理接線圖信陽發(fā)電廠1號給水泵是全廠水系統(tǒng)的主要設備之一，其主要參數(shù)為：型號YK2000-2/990,額定容量2000kW

2、，額定電流230A，額定轉(zhuǎn)速每分鐘2980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，高壓電動機容量在2000KW及以上，或容量雖小于2000KW但需要差動保護的電動機，在電流速斷保護不能滿足靈敏度要求時，應裝設縱聯(lián)差動保護。我廠1號給水泵采用的是常規(guī)差動保護（如圖1），A、C兩相分別裝有一個DCD－2型差動繼電器，當電動機開關側(cè)電流（2LH）和電動機中性點側(cè)電流（1LH）的差流Id大于整定動作電流Idz時，可以分別動作于跳開給水泵開關。2.差動保護誤動原因分析1號給水泵近來在運行期間，當

3、電動機啟動時，差動保護頻繁動作，檢查過電動機一次系統(tǒng)無異常，二次接線無異常，校驗過差動繼電器也正常。在電動機開關柜內(nèi)的差動保護二次電流回路的端子處接入便攜式波形記錄儀，在電動機啟動時錄得波形如圖2所示：圖中四條曲線從上至下分別為開關側(cè)A相電流、開關側(cè)C相電流、中性點A相電流、中性點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－勵磁電流Ip/Kn－二次側(cè)全電流Kn－匝數(shù)比（Kn＝N2/N1）Zb－二次負荷阻抗Zk－勵磁阻抗Xct－二次繞組電抗Rct－二次繞組電阻圖2.差動保護誤動時的錄波

4、圖電流正常的波形應該是正弦曲線。從圖中可以很清楚的看到，開關側(cè)A相和C相的電流都比較正常，接近正弦波形，而中性點A相和C相的電流都產(chǎn)生了巨大的畸變，波形完全變形，正是因為中性點A相和C相電流產(chǎn)生的畸變導致了差動保護的誤動作。關于產(chǎn)生這種巨大畸變的原因，在對中性點電流互感器做過全面的檢查和試驗后，確認無故障后，經(jīng)過分析，筆者認為主要是由于以下兩方面原因引起的：原因1：差動保護二次回路負荷過大：如圖3所示，在正常運行時，電流互感器的一次安匝（IpN1）不會全部轉(zhuǎn)換成二次安匝（IsN2），其中有一小部分將作為勵磁安

5、匝（IeN2），用于產(chǎn)生鐵心所需要的磁通，即：Ip/Kn＝Is＋Ie。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)，因為Ie很小，我們通常把一次電流和二次電流看成正比關系，即：Ip/Kn＝Is。但當電流互感器的鐵心中磁通密度達到一定的數(shù)值時，將出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。此時磁通密度再增加時，要求勵磁電流大幅度的增加，將導致二次電流不再和一次電流成正比，從而出現(xiàn)嚴重的畸變。在開關初始合閘或故障情況時，都存在一個持續(xù)數(shù)十至數(shù)百毫秒的暫態(tài)過程，電流互感器處于過度飽和狀態(tài)，而繼電器正是在這個時段動作。筆者認為差動回路

6、二次回路阻抗偏大，給水泵長期運行，電流互感器產(chǎn)生嚴重的剩磁，造成互感器在高剩磁時總負荷能力相應下降，在一次電流低于正常飽和值時即過早飽和，引起二次電流產(chǎn)生畸變是造成差動保護頻繁誤動的主要原因。原因2：舊的差動保護裝置抗不平衡電流能力差。當電動機大電流啟動時，易引起兩側(cè)電流不平衡，舊的DCD－2型差動繼電器躲不平衡電流能力比較差，只能通過調(diào)節(jié)差動動作定值和比率制動系數(shù)來調(diào)節(jié)保護裝置的動作特性所以導致經(jīng)常誤動。1.差動保護回路的改進方法1：并聯(lián)兩條電纜芯，減少回路阻抗1號給水泵電動機距離開關柜較遠，而保護裝置就裝

7、在開關柜上，從中性點電流互感器到保護裝置的二次電纜有近250米長，按照銅的電阻率為1.7×10－8Ω?m，電纜芯截面2.5mm2來算，電纜回路的電阻值約為3.4Ω，相比保護裝置的阻抗和二次接觸電阻，電流互感器的二次負載可以認為主要都決定于二次電纜的阻抗，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的中性點電流互感器二次連接線并聯(lián)使用，將原來的連接導線阻抗減小一半，大大減小了二次回路的阻抗。方法2：采用新型的微機保護裝置新型WDZ-3C微機保護原理接線圖如

8、下：WDZ-3C型電動機微機差動保護裝置主要用于大型(2000KW及以上)三相異步電動機的差動保護與配套的WDZ-3D型電動機微機綜合保護裝置共同構成大型電動機的全套就地保護。本裝置具有如下特點：采用16位單片機80C196作主控單元、漢字液晶顯示操作簡便直觀、用串行EEPROM存放保護定值電動機運行及故障信息、軟硬件冗余設計抗干擾性能強、完善的軟硬件自檢二級看門狗、體積小重量輕可直接安裝在開關柜上