电压高于 1 kV 的异步和同步电动机的保护

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第 5 节发电厂

电动机及其开关装置。电压高于 1 kV 的异步和同步电动机的保护

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5.3.43. 电动机应设有多相故障保护（见 5.3.46），在下述情况下，应设有单相接地故障保护（见 5.3.48）、过流保护（见 5.3.49）和欠电压保护。保护（见 5.3.52 和 5.3.53）。对于同步电机，还必须提供异步运行保护（见 5.3.50 和 5.3.51），该保护可与过载电流保护相结合。

变速电机的保护必须作为作用于其自身断路器的单独套件针对每个速度进行。

5.3.44. 对轴承强制润滑的电机，应安装保护装置，当温度升高或润滑停止时，该保护作用于信号并关闭电机。

对于强制通风的电机，应安装保护装置，当温度升高或通风停止时，该保护作用于信号并关闭电机。

5.3.45. 具有水冷绕组和有源定子钢以及内置水冷空气冷却器的电动机必须具有保护装置，当水流量低于设定值时，该保护装置会作用于信号，并在水流量低于设定值时关闭电动机。它停止了。此外，还应设置一个警报器，当电机外壳内出现水时，该警报器就会启动。

5.3.46. 为了在不使用熔断器的情况下保护电动机免受多相短路的影响，应提供以下内容：

1. 无延时的电流单继电器切断，当移除启动装置时，与启动电流失谐，直接或间接继电器连接到两相电流差 - 适用于功率小于 2 MW 的电动机。

2. 无延时的双继电器电流切断，当拆除启动装置时，与启动电流失谐，具有直接或间接动作的继电器 - 适用于功率为 2 MW 及以上的电动机，具有单相接地故障保护当根据第 5.3.48 段的保护不满足灵敏度要求或当两个继电器切断适合设计时，作用于跳闸（见 2），以及功率小于 1 MW 的电动机完整的保护或与直接作用继电器一起使用的驱动器。

在没有单相接地故障保护的情况下，2MW以上电动机的电流切断必须采用三继电器、三个电流互感器。允许两相保护，并附加双重接地故障保护，使用零序电流互感器和电流继电器进行。

3.纵向差动电流保护——对于功率为5MW及以上以及小于5MW的电动机，如果按照第1条和第2条安装电流切断器不能确保满足灵敏度要求；电动机的纵向差动保护在存在接地故障保护时必须采用两相设计，而在不存在这种保护时则采用三相，并配备三个电流互感器。允许两相保护，并附加双重接地故障保护，使用零序电流互感器和电流继电器进行。

对于功率为 5 MW 或以上、没有六个定子绕组引线的电动机，必须提供电流切断装置。

5.3.47. 对于块式变压器（自耦变压器）-电动机，应提供针对多相短路的一般保护：

1. 无延时的电流切断，在移除启动装置的情况下与启动电流失谐（另见 5.3.46）， - 适用于 2 MW 以下的电动机。当变压器绕组连接时，星三角切断由三个电流继电器执行：两个针对相电流而接通，一个针对这些电流的总和而接通。

如果无法安装三个继电器（例如直动式继电器数量有限），则允许采用两个继电器连接到三个三角形连接的电流互感器的次级绕组的电路。

2. 双继电器版本的差动切断，从变压器励磁电流浪涌失谐， - 对于功率大于 2 MW 以及 2 MW 或以下的电动机，如果第 1 条的保护不满足电机输出端相间短路的灵敏度要求。

3. 带中间饱和电流互感器的双继电器型纵向差动电流保护 - 适用于功率大于 5 MW 以及 5 MW 或以下的电动机，如果按照第 1 和第 2 段进行切断设置不满足灵敏度要求。

电机端子短路时，应按3.2.19和3.2.20进行灵敏度评估。

保护必须起作用以关闭块断路器，并且对于同步电动机 - 还包括 AGP 设备（如果提供）。

对于电机容量大于 20 MW 的机组，通常必须提供接地故障保护，覆盖至少 85% 的电机定子绕组匝数，并延时作用于信号。

当变压器（自耦变压器）（见 3.2.51 和 3.2.53）和电动机单独运行时，实施其他类型保护的说明在它们组合成变压器（自耦变压器）-电动机单元时也有效。

5.3.48. 对于功率不超过 2 MW 的电动机，在没有补偿的情况下，应为 10 A 或以上的接地故障电流提供单相接地故障保护，并且在有补偿的情况下 - 如果正常条件下的剩余电流超过这个值。对于功率超过 2 MW 的电动机，应为 5 A 或更大的电流提供此类保护。

电动机接地故障保护的跳闸电流应不大于：对于功率不超过 2 MW 的电动机，为 10 A；对于功率大于 2 MW 的电动机，建议为 5 A。如果出现以下情况，建议使用较低的跳闸电流：这并不会使保护变得复杂。

应使用通常安装在开关设备中的零序电流互感器无延时地进行保护（电动机除外，由于瞬变失谐的情况，电动机需要保护减速）。当开关柜内无法安装零序电流互感器或可能导致保护延时增加时，允许安装在基坑内的电机端子处。

如果瞬态保护必须有延时，则应在各点加装一次动作电流约为50-100A的电流继电器，以保证双重接地故障的快速跳闸。

保护必须起作用以关闭电动机，对于同步电动机 - 还包括 AGP 设备（如果提供）。

5.3.49. 对于因工艺原因易发生过载的电动机，以及起动和自起动条件特别困难的电动机（直接从网络直接起动持续时间为20s以上），应设置过载保护，其过载为由于网络电压降低，启动周期的持续时间可能会过度增加。

过载保护应在一相上提供一个与电流有关或与电流无关的延时，与正常情况下电动机启动的持续时间失谐，并在ATS和AR动作后自动启动。为了避免在长期强制励磁过程中不必要的跳闸，同步电动机的过载保护延时应尽可能接近电动机的最大允许热特性。

对于因技术原因而过载的电动机，通常应采取对信号和机构自动卸载产生影响的保护。

允许关闭电动机的保护动作：

不停车就无法及时卸荷的机构的电动机，或无人值守的电动机；
用于具有困难启动或自启动条件的机构的电动机。

对于通过熔断器提供短路电流保护的电动机，如果熔断器没有用于发出烧毁信号的辅助触点，则必须提供两相过载保护。

5.3.50。可以使用对定子绕组中的电流增加做出反应的继电器来保护同步电机免受异步模式影响；励磁强制动作时，必须及时调整启动方式和电流。

通常应采用与电流无关的延时特性来进行保护。短路比大于1的电动机允许采用电流相关特性的保护。

在实施保护方案时，必须采取措施防止异步电流跳动时保护失效。允许使用其他在异步模式下提供可靠保护的保护方法。

5.3.51. 异步模式下的同步电动机保护必须在其中一个电路上延迟一段时间，从而提供：

1) 重新同步；

2）通过机构对此类负载的自动短期卸载进行重新同步，确保电动机同步缩回（根据工艺过程的条件允许短期卸载）；

3) 关闭电动机并重复自动启动；

4）关闭电动机（如果无法卸载或重新同步，如果根据工艺流程的情况不需要自动重新启动和重新同步）。

5.3.52. 为便于短路分断后恢复电压的条件，保证关键机构电动机的自启动，需要对非关键机构电动机设置关断最低电压保护，总电压功率由电源和网络的能力决定，以确保自启动。

欠压保护延时应在0,5～1,5s范围内选择，比高速多相短路保护动作时间长一级，电压设定值原则上不超过70%的额定电压。

在存在同步电动机的情况下，如果断开部分的电压衰减缓慢，为了加快ATS和AR的动作，可以采用最小频率保护或其他方式来熄灭关键机构的同步电动机的磁场。提供最快修复功率损耗的方法。

相同的方法可用于断开不负责任的同步电机，以及在开关电流超过允许值时防止断开电机的非同步接通。

工业企业电气装置中，当关键机构的所有电动机不能同时自启动时（见5.3.10），应关闭部分关键机构，并在自启动完成后自动重新启动。应采用第一组电动机启动。可以通过电流、电压或时间来执行后续组的包含。

5.3.53. 关键电动机应装设延时不大于10s、电压整定值一般不高于额定电压50%（5.3.52规定的情况除外）的欠电压保护。根据工艺过程的条件或根据安全条件，在停机后机构的自启动是不可接受的，此外，当不能确保关键机构的所有电动机的自启动时，也可以使用机构（见 5.3.52）。 .XNUMX）。除所指出的情况外，该保护还应用于保证互冗余机构的电动机的ATS启动的可靠性。

对于具有关键机构变速的电动机，其自启动是允许且方便的，欠压保护应自动切换到较低速度。

5.3.54. 对于同步电动机，必须提供自动磁场阻尼。对于2MW以上功率的电动机，AGP是通过在励磁绕组回路中引入电阻来进行的。对于功率小于2MW的电动机，允许在励磁机励磁绕组电路中引入电阻进行AGP。对于小于0,5MW的同步电机，一般不需要AHS。在配备有由受控半导体元件制成的励磁系统的同步电动机上，如果由电源电路提供，则无论电动机功率如何，都可以通过逆变来进行AGP。否则，必须通过在励磁绕组电路中引入电阻来进行AGP。

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