动机保护整定计算书.docx
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动机保护整定计算书
电动机的主要保护及计算
一、速断保护
1.速断高值：
动作电流高定值Isdg计算。
按躲过电动机最大起动电流计算，即：
Isdg=Krel×Kst×In
In=Ie/nTA
式中Krel——可靠系数1.5；
Kst——电动机起动电流倍数（在6-8之间）；
In——电动机二次额定电流；
Ie——电动机一次额定电流；
nTA——电流互感器变比。
2.速断低值：
按躲过区外出口短路时电动机最大反馈电流计算。
厂用母线出口三相短路时，根据以往实测，电动机反馈电流的暂态值为5.8-5.9，考虑保护固有动作时间为0.04-0.06S，以及反馈电流倍数暂态值的衰减，取Kfb=6计算动作电流低定值，即：
Isdd=Krel×Kfb×In=7.8In
式中Krel——可靠系数1.3；
Kfb——区外出口短路时最大反馈电流倍数，取Kfb=6。
3.动作时间整定值计算。
保护固有动作时间，动作时间整定值取：
速断动作时间:
tsd=0s.
二、单相接地零序过电流保护（低压电动机）
1.一次动作电流计算。
有零序电流互感器TA0的电动机单相接地保护，一次三相电流平衡时，由于三相电流产生的漏磁通不一致，于是在零序电流互感器内产生磁不平衡电流。
根据在不同条件下的多次实测结果，磁不平衡电流值均小于0.005Ip（Ip为平衡的三相相电流），于是按躲过电动机起动时最大不平衡电流计算，低电压电动机单相接地保护动作电流可取：
I0dz=（0.05-0.15）Ie
式中I0dz——单相接地零序过电流保护一次动作电流整定值；
Ie——电动机一次额定电流。
当电动机容量较大时可取：
I0dz=（0.05-0.075）Ie
当电动机容量较小时可取：
I0dz=（0.1-0.15）Ie
由于单相接地保护灵敏度足够，根据具体情况，I0dz有时可适当取大一些。
根据经验，低电压电动机单相接地保护一次动作电流一般取I0dz=10-40A。
2.动作时间t0dz计算。
取：
t0dz=0s。
三、负序过电流保护
电动机三相电流不对称时产生负序电流I2，当电动机一次回路的一相断线（高压熔断器一相熔断或电动机一相绕组开焊），电动机一相或两相绕组匝间短路，电动机电源相序接反（电流互感器TA前相序接反）等出现很大的负序电流（I2）时，负序电流保护或不平衡电流（△I）保护（国产综合保护统称负序过电流保护，而国外进口综合保护统称不平衡△I保护）延时动作切除故障。
1.负序动作电流计算。
电动机两相运行时，负序过电流保护应可靠动作。
2.国产综合保护设置两阶段负序过电流保护时，整定计算可同时采用Ⅰ、Ⅱ段负序过电流保护。
（1）负序Ⅰ段过电流保护。
按躲过区外不对称短路时电动机负序反馈电流和电动机起动时出现暂态二次负序电流，以及保证电动机在较大负荷两相运行和电动机内部不对称短路时有足够灵敏度综合考虑计算。
1）动作电流，采取经验公式，取：
I22dz＝（0.6-1）In
一般取I22dz=0.6In
2）动作时间。
取：
t22dz＝（0.5-1）s。
（2）负序Ⅱ段过电流保护。
按躲过电动机正常运行时可能的最大负序电流和电动机在较小负荷时两相运行时有足够灵敏度及对电动机定子绕组匝间短路有保护功能考虑。
1）动作电流，用经验公式，取：
I22dz＝（0.15-0.3）In
一般取I22dz=0.15In
2）动作时间。
一般取：
t22dz＝（10-25）s。
四、长起动及正序过电流保护
长起动保护功能为起动过程中电动机堵转或重载起动时间过长，电动机起动超过允许的起动时间，电动机起动失败，长起动保护出口动作跳闸。
如电动机起动正常，电动机起动结束后，长起动保护自动转为正常运行中的正序过电流保护（电动机运行中过负荷保护）。
1.国产综合保护长起动保护
（1）电动机额定起动电流计算。
计算式为：
Iqde=Ksta·In
式中Ksta——电动机额定起动电流倍数，一般取Ksta=6-7。
（2）电动机起动时间整定值计算。
根据实测的正常最长起动时间计算，即：
tyd=（1.2-1.5）tst.max
式中tst.max——电动机正常最长起动时间。
对起动时间较长的重要电动机，如送风机、吸风机、循环水泵、电动给水泵等电动机，取tyd=30s。
2.国产综合保护正序过电流保护
（1）动作电流整定值计算。
计算式为：
I1g1=Krel·In
式中Krel——可靠系数，取1.3—1.5。
（2）动作时间整定值计算。
按电动机允许过负荷时间内保证电动机安全运行计算，如电动机在1.5Ie时允许运行420s，电动机自起动时间为10s，则可取两者中间的适中值，即t1g1=30-60s。
正序保护一般可取：
t1g1=30-60s
五、电动机低电压保护
（1）为保证重要高压电动机自启动，必要时应加装0.5s延时切除Ⅰ、Ⅱ类电动机的低电压保护，其动作整定值为：
动作电压：
Uqy=（0.6-0.7）Un
动作时间：
tqy=0.5s
（2）生产工艺不允许在电动机完全停转后突然来电时自启动的电动机，如给水电动机、一次风机、送风机、排粉机等等电动机，根据工艺要求加装9s的低电压保护，动作后切除这些电动机，其动作整定值为：
动作电压：
Uqy=（0.4-0.45）Un
动作时间：
tqy=9s
六、高压电动机FC回路
对于高压电动机采用真空接触器（而不是真空断路器，如：
我厂6KV磨煤机、灰渣泵）的回路，一般称为FC回路。
FC回路带有闭锁保护跳闸出口的功能，以防止真空接触器切断超过其允许的短路电流。
所以，具有FC回路闭锁保护跳闸出口功能的综合保护，其相电流速断整定计算不需考虑电流速断保护动作时间与高压熔断器时间配合，不需增加短延时，可以采用固有动作时间。
由于FC回路的真空接触器只能接通和断开电动机的起动电流和负荷电流，而不能断开超过其允许断开电流值的短路电流。
如额定电压为6.3KV的真空接触器只可断开小于3800A的短路电流（我厂磨煤机、灰渣泵的遮断电流为3200A），而短路电流超过3800A时，则需用高压熔断器熔断切除短路电流。
用于切断电压电动机短路电流的高压熔断器，应可靠躲过电动机正常运行和起动，并应有一定的可靠系数，同时又要考虑与保护动作时间的配合。
七、高压电动机比率制动纵差保护
对于容量为2000KW及以上的电动机或因装设电流速断保护灵敏系数不够时，中性点侧具有分相引出线的电动机，应装设纵差动保护作为相间短路保护。
电动机工作条件基本上与发动机工作条件相似，发动机纵差动保护应躲过区外短路最大不平衡电流，而对电动机纵差动保护应躲过电动机起动时的最大不平衡电流。
1.最小动作电流Iset（或称为拐点电流）计算
按经验公式得：
Iset=（0.3-0.4）IM.N/nTA=（0.3-0.4）In
式中Iset——最小动作电流（A）；
IM.N——电动机一次额定电流；
In——电动机二次额定电流；
nTA——电流互感器变比。
2.比率制动系数（斜率）K计算
按经验公式得：
K=0.4-0.5
说明：
我厂#1-6给水泵保护装置配置为：
由WDZ-430（电动机综合保护测控装置）及WDZ-431（电动机差动保护装置）共同构成电动机的全套保护。
1.WDZ-431电动机差动保护装置主要用于大型（2000KW及以上，或主保护灵敏度校验不合格）三相异步电动机的差动保护。
2.完备的保护功能：
（1）差动速断保护（我厂退出）
（2）分相比率差动保护（投跳）
（3）整定值自动加倍（投入）
（4）CT断线闭锁差动并告警（投入）
（5）故障录波
3.保护定值整定
序号
名称及含义
符号
单位
整定范围
1
电动机额定电流
Ie
A
1.00-6.00
2
差动速断电流
Isd
A
5.00-80.00
3
最小动作电流
Iset
A
0.01-8.00
4
比率制动系数
tsd
0.01-9.99
5
电动机启动时间
tqd
S
1.00-99.99
6
差动保护动作时间
tdz
S
0.06-9.99
7
差动速断保护投入
退出、投跳
8
比率制动保护投入
退出、投跳
9
定值加倍投入
退出、投入
10
CT断线功能投入
退出、投入
4.分相比率差动保护
（1）装置分别采集电动机的端电流和中性线电流，计算出差电流和和电流。
（2）分相比率差动保护投跳，在A相和C相施加电流，此时若和电流I∑小于电动机额定电流In,差电流Id大于整定的差动保护最小动作电流Iset，保护延时tdz动作于跳闸。
（3）若和电流I∑大于电动机额定电流In,差电流Id大于整定的差动保护最小动作电流Iset，并且（Id-Iset）/（I∑-In）的比值大于整定的比率制动系数K，保护延时tdz动作于跳闸。
例：
分相比率差动保护投跳，电动机额定电流In整定为2.00A，差动保护最小动作电流Iset整定为0.50A，比率制动系数K整定为0.40，在XD1-7、XD1-8（Ich）施加5.00A，其他电流输入端子不加电流，此时C相和电流I∑为2.50A大于电动机额定电流In，差电流Id大于整定的差动保护最小动作电流Iset，且（Id-Iset）/（I∑-In）的比值大于整定的比率制动系数K，保护立即动作于跳闸。
（5）本保护在电动机启动时，带有约70ms延时，以避开启动开始瞬间的暂态峰值电流。
5.简介：
差动速断保护（我厂已退出）
差动速断保护投跳，在A相或者和C相施加电流，使得A相或者和C相的差动电流大于整定的差动速断电流Isd，保护立即动作于跳闸。
例：
差动速断保护投跳，差动速断电流Isd为5.00A，在XD1-7、XD1-8（Ich）施加5.00A，其他电流输入端子不加电流，此时C相差动电流Idc为5.50A，保护立即动作于跳闸。
6.整定值自动加倍
为防止在电动机较大的启动电流下，由始末端CT不平衡电流引起本保护误动作，本装置提供了整定值自动加倍功能，即在电动机启动过程中将整定值的差动保护最小动作电流值Iset和比率制动系数K自动加倍。
7.CT断线检测
装置设有CT断线判断功能，当发生CT断线时闭锁保护出口。
CT判断逻辑为：
四个电流中仅有一个电流小于0.125倍额定电流，且其它三个电流均大于0.125倍额定电流但小于额定电流时，才认为发生了CT断线，此时闭锁保护出口并发出CT断线信号。
当CT断线条件不满足后，CT断线信号及指示灯自动复归，并自动解除保护出口闭锁。
八、#1-6厂低变保护
1.#1-6厂低变采用WDZ-440低压变压器综合保护测控装置，主要用于低压变压器（10KV/380V或6KV/380V）的综合保护测控。
2.完备的保护功能
（1）高压侧电流速断保护（投跳）
（2）高压侧电流限时速断保护（投跳）
（3）高压侧过流保护（我厂退出）
（4）高压侧过负荷保护（投信）
（5）高压侧负序过流一段（我厂退出）
（6）高压侧负序过流二段（我厂退出）
（7）高压侧接地保护（高压侧定时限零序过流保护）（投信）
（8）低压侧零序过流保护（投跳）
3.保护定值整定
序号
名称及含义
符号
单位
整定范围
1
变压器额定电流
Ie
A
1.00-6.00
2
速断电流
Isd
A
1.00-100.00
3
速断时间
tsd
S
0.06-9.99
4
限时速断电流
Ixssd
A
1.00-100.00
5
限时速断时间
txssd
S
0.20-99.99
6
负序过流一段电流
I21dz
A
0.50-20.00
7
负序过流一段时间
t21dz
S
0.10-20.00
8
负序过流二段电流
I22dz
A
0.10-20.00
9
负序过流二段时间
t22dz
S
0.50-20.00
10
高侧零序过流倍数
I0Hdz
倍
0.50-40.00
11
高侧零序动作时间
t0H
S
0.06-9.99
12
高侧过流动作电流
Ig1
A
1.00-80.00
13
高侧过流动作时间
tg1
S
0.10-99.99
14
高侧过负荷电流
Igfh
A
1.00-80.00
15
高侧过负荷时间常数
tgfh
S
0.1-99.9
或0.02-4.0
16
定时限
正常反时限
非常反时限
超长反时限
17
低侧零序动作电流
I0Ldz
A
0.10-60.00
18
低侧零序动作时间
t0L
S
0.1-99.9
或0.02-4.0
19
低侧零序动作曲线
定时限
正常反时限
非常反时限
超长反时限
20
开关量一动作时间
tkI1
S
0.06-650.00
21
开关量二动作时间
tkI2
S
0.06-650.00
22
开关量三动作时间
tkI3
S
0.06-65000
23
速断保护投入
退出、投跳
24
限时速断保护投入
退出、投跳
25
负序一段保护投入
退出、投跳
26
负序二段保护投入
退出、投跳
27
高侧零序保护投入
退出、投信、投跳
28
高侧过流保护投入
退出、投信、投跳
29
高侧过负荷投入
退出、投信、投跳
30
低侧零序保护投入
退出、投信、投跳
31
开关量一保护投入
退出、投信、投跳
32
开关量二保护投入
退出、投信、投跳
33
开关量三保护投入
退出、投信、投跳
4.保护功能试验
（1）高压侧电流速断保护
速断保护投跳，在A相或者C相施加电流大于整定的速断电流Isd，保护延时tsd动作于跳闸。
例：
速断保护投跳，速断电流Isd整定为5.00A，速断时间tsd整定为0.10s。
在XD1-5、XD1-6（A相）施加5.50A，保护动作于跳闸，动作时间为0.10s+保护出口固有延时时间。
（2）高压侧电流限时速断保护
限时速断保护投跳，在A相或者C相施加电流大于整定的限时速断电流Ixssd，保护延时txssd动作于跳闸。
例：
限时速断保护投跳，限时速断电流Ixssd整定为5.00A，限时速断时间txssd整定为2.00s。
在XD1-5、XD1-6（A相）施加5.50A，保护动作于跳闸，动作时间为2s+保护出口固有延时时间。
（3）高压侧过负荷保护
高压侧过负荷保护，其时间特性可选择定时限、正常反时限、非常反时限或超常反时限四种动作时间特性之一。
例：
高压侧过负荷保护投跳，时间特性选择定时限，高压侧过负荷电流Igfh整定为5.00A，高压侧过负荷时间常数tgfh整定为0.50s。
在XD1-5、XD1-6（A相）施加5.50A，保护动作于跳闸，动作时间为0.50s+保护出口固有延时时间。
相对应的，高压侧过负荷保护投信时，保护动作于告警发信。
（4）低压侧零序过流保护
低压侧零序过流保护，其时间特性可选择定时限、正常反时限、非常反时限或超常反时限四种动作时间特性之一。
例：
低压侧零序过流保护投跳，时间特性选择定时限，低压侧零序电流动作值I0Ldz整定为5.00A，低压侧零序动作时间t0L整定为0.50s。
在XD2-7、XD2-8（低压侧零序电流）施加5.50A，保护动作于跳闸，动作时间为0.50s+保护出口固有延时时间。
相对应的，低压侧零序过流保护投信时，保护动作于告警发信。
九、厂用6KV备用分支保护
1.我厂6KV备用分支采用WDZ-410线路综合保护测控装置，主要用于馈线、分支或母线分段回路的综合保护和测控。
2.完备的保护功能
（1）电流速断保护（低电压闭锁过流一段）（我厂退出）
（2）电流限时速断保护（低电压闭锁过流二段）（投跳）
（3）过电流保护（过流三段）（投跳）
（4）接地保护（零序过流保护）（投信）
（5）过负荷保护（投信）
（6）后加速保护
（7）独立的操作回路和防跳回路（选配）
3.保护定值整定
序号
名称及含义
符号
单位
整定范围
1
回路二次额定电流
Ie
A
1.00-6.00
2
低电压闭锁定值
Udybs
V
10.00-90.00
3
过流一段保护电流
Ig11
A
2.00-100.00
4
过流一段动作时间
tg11
S
0.06-9.99
5
过流二段保护电流
Ig12
A
2.00-80.00
6
过流二段动作时间
tg12
S
0.10-99.99
7
过流三段保护电流
Ig13
A
2.00-80.00
8
过流三段动作时间
tg13
S
0.10-99.99
9
后加速保护电流
Ihjs
A
2.00-80.00
10
后加速动作时间
thjs
S
0.06-9.99
11
过负荷保护电流
Igfh
A
2.00-80.00
12
过负荷动作时间
tgfh
S
0.10-999.9
13
零序动作电流倍数
I0dz
倍
0.50-40.00
14
零序保护动作时间
t0dz
S
0.06-9.99
15
过流一段保护投入
退出、投跳
16
低电压闭锁过流一段
退出、投入
17
过流二段保护投入
退出、投跳
18
低电压闭锁过流二段
退出、投入.
19
过流三段保护投入
退出、投跳
20
后加速保护投入
退出、投跳
21
过负荷保护投入
退出、投信、投跳
22
接地保护投入
退出、投信、投跳
4.主要保护功能
（1）过流二段
其动作判据为：
Imax＞Ig12
t＞tg12
Umin＜Udybs（低电压闭锁）
式中：
Ig12——过流二段保护动作电流值（A）
tg12——整定的过流二段保护动作时间（s）
过流二段保护投跳，低压闭锁过流二段投入，在A、B、C三相电流中任一相施加电流大于整定的过流二段保护电流Ig12，Umin＜Udybs，保护延时tg12动作于跳闸。
例：
过流二段保护投跳，低压闭锁过流二段投入，过流二段电流Ig12整定为5.00A，过流二段动作时间tg12整定为0.50s。
低电压闭锁定值Udybs整定为80.0V。
在XD2-1、XD2-2（A相）施加5.50A，不加电压（满足Umin＜Udybs）保护动作于跳闸，动作时间为0.50s+保护出口固有延时时间。
（2）过流三段
其动作判据为：
Imax＞Ig13
t＞tg13
式中：
Ig13——过流三段保护动作电流值（A）
tg13——整定的过流三段保护动作时间（s）
过流三段保护投跳，在A、B、C三相电流中任一相施加电流大于整定的过流三段保护电流Ig13，保护延时tg13动作于跳闸。
例：
过流三段保护投跳，过流三段电流Ig13整定为5.00A，过流三段动作时间tg13整定为2.00s。
在XD2-1、XD2-2（A相）施加5.50A，保护动作于跳闸，动作时间为2.00s+保护出口固有延时时间。
（3）过负荷保护
其动作判据为：
Imax＞Igfh
t＞tgfh
式中：
Igfh——过负荷保护动作电流值（A）
tgfh——整定的过负荷保护动作时间（s）
（4）后加速保护
为防止合闸于故障线路，装置还提供了后加速保护。
在后加速开关（开入1）闭合后，后加速保护投入5秒钟。
例：
后加速保护投跳，后加速保护电流Ihjs整定为5.00A，后加速保护时间thjs整定为0.50s。
短接XA2-12、XA2-16（开入一和24V公共端），在XD2-1、XD2-2（A相）施加5.50A，保护动作于跳闸，动作时间为0.50s+保护出口固有延时时间。
十、厂用6KV高压电动机
1.我厂6KV高压转机采用WDZ-430电动机综合保护测控装置，主要用于大型及中型三相异步电动机的综合保护和测控。
对特大型电动机（2000KW及以上，或主保护灵敏度校验不合格）需加装与之配套的WDZ-431电动机差动保护装置（如给水泵）。
2.完备的保护功能
（1）电流速断保护（投跳）
（2）负序过流一段保护（投跳）
（3）负序过流二段保护（我厂退出）
（4）接地保护（投跳）
（5）过热保护（我厂退出）
（6）过热禁止再启动保护（我厂退出）
（7）堵转保护（我厂退出）
（8）长启动保护（投跳）
（9）正序过流保护（投跳）
（10）过负荷保护（投信）
（11）欠压保护（投跳）
（12）PT断线告警（投信）
（13）独立的操作回路和防跳回路（选配）
3.保护定值整定
序号
名称及含义
符号
单位
整定范围
1
电动机额定电流
Ie
A
1.00-6.00
2
速断电流高值
Isdg
A
2.00-80.00
3
速断电流低值
Isdd
A
2.00-80.00
4
速断动作时间
tsd
S
0.06-9.99
5
电动机启动时间
tqd
S
1.00-99.99
6
负序过流一段电流
I21dz
A
0.50-20.00
7
负序过流一段时间
t21dz
S
0.22-20.00
8
负序过流二段电流
I22dz
A
0.10-20.00
9
负序过流二段时间
t22dz
S
0.50-20.00
10
零序动作电流倍数
I0dz
倍
0.50-20.00
11
零序保护动作时间
t0dz
S
0.50-40.00
12
过热告警定值
θa
0.50-1.00
13
发热时间常数
Tfr
Min
1.00-80.00
14
散热时间
Tsr
Min
1.00-300.00
15
重启动过热闭锁值
θb
0.50-1.00
16
堵转保护电流
Iddz
A
1.00-60.00
17
堵转保护时间
tddz
S
1.00-99.99
18
电动机额定启动电流
Iqde
A
2.00-60.00
19
电动机允许堵转时间
tyd
S
1.00-99.99
20
正序过流动作电流
I1g1
A
1.00-60.00
21
正序过流动作时间
t1g1
S
0.50-99.99
22
过负荷保护电流
Igfh
A
1.00-60.00
23
过负荷保护时间
tgfh
S
10.0-650.00
24
欠压保护动作值
Uqy
V
10.00-100.00
25
欠压保护动作时间
tqy
S
0.10-30.00
26
速断保护投入
退出、投跳
27
负序一段保护投入
退出、投跳
28
负序二段保护投入
退出、投跳
29
接地保护投入
退出、
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