南瑞繼保SAI-348D數(shù)字式電動機綜合保護裝置

一、概述

SAI348D數(shù)字式電動機后備保護裝置，適用于10kV及以下電壓等級的各種系統(tǒng)接線 (中性點不接地系統(tǒng)，小電流接地系統(tǒng)) 中高壓異步電動機綜合保護，作為大中型異步電動機 (數(shù)百千瓦以上) 內(nèi)部故障、過負荷等的保護?？稍陂_關柜就地安裝，也可組屏安裝于控制室。

保護功能配置

l 反映相間故障的速斷保護

l 反映堵轉(zhuǎn)的過電流保護

l 過負荷保護（告警、跳閘）

l 啟動時間過長保護

l 不平衡保護（包括斷相和反相）：定時限或反時限負序過電流保護

l 過熱保護（過熱跳閘、過熱告警、熱積累記憶功能）

l 低電壓保護

l 過電壓保護

l 非電量保護

l 接地保護（零序過流保護，可整定跳閘或發(fā)信號，可選擇定時限或反時限）

l F-C 過流閉鎖

測控功能配置

l 11路強電遙信開入采集

l 裝置失電告警，裝置事故信號，裝置告警信號

l 斷路器遙控分合、分合次數(shù)統(tǒng)計

l 模擬量遙測：Ia、Ib（選配，訂貨時須注明）、Ic、Ua、Ub、Uc、P、Q、COSθ、F


二、保護原理說明

2.1啟動時間過長保護

裝置測量電動機起動時間Tstart的方法：當電動機的相電流從零突變動10%Ie時開始計時，直到起動電流過峰值后下降到120%Ie時為止，之間的歷時稱為Tstart。（Ie為電動機額定電流。）電動機起動時間過長會造成轉(zhuǎn)子過熱，當裝置實際測量的起動時間超過整定的允許起動時間Tstart時，保護動作于跳閘。


2.2、速斷保護

速斷保護通過判斷電流的大小來實現(xiàn)的，其整定范圍為(3～12)Is。速斷保護在電動機起動完畢后自動下降一半。這樣即可以有效地躲過電動機的啟動電流，又可以電動機正常起動后提供防備嚴重的過負荷造成的堵轉(zhuǎn)保護。

動作時間T1可整定，對于用斷路器控制的電動機整定時間一般較短，而用接觸器控制的電動機整定時間一般較長，可選擇整定為0.3秒。


2.3、過流保護

本裝置設定過流保護，當電流大于整定電流且達到整定時間后，過流保護出口。

過流保護在電動機起動時自動退出，起動結(jié)束后自動投入。



2.4、過負荷保護

本裝置設定過負荷保護，當電流大于整定電流且達到整定時間后，經(jīng)控制字選擇告警或跳閘。過負荷保護在電動機起動時自動退出，起動結(jié)束后自動投入。


2.5、過熱保護

綜合考慮了電動機正序、負序電流所產(chǎn)生的熱效應，為電動機各種過負荷引起的過熱提供保護，也作為電動機短路、啟動時間過長、堵轉(zhuǎn)等的后備。

用等效電流Ieq來模擬電動機的發(fā)熱效應，即：

Ieq=

式中：Ieq－等效電流

I1－正序電流

I2－負序電流

K1－正序電流發(fā)熱系數(shù)，在電動機啟動過程中K1＝0.5，啟動完畢恢復K1＝1

K2－負序電流發(fā)熱系數(shù)，K2=3～10,可取K2＝6

根據(jù)電動機的發(fā)熱模型，電動機的動作時間t和等效運行電流Ieq之間的特性曲線由下列公式給出：

t＝τ×ln

式中：Ip-過負荷前的負載電流，若過負荷前處于冷態(tài)，則Ip＝0

I∞－啟動電流，即保護不動作所要求的規(guī)定的電流極限值

τ－時間常數(shù)，反映電動機的過負荷能力

這一判據(jù)充分考慮了電動機定子的熱過程及其過負荷前的熱狀態(tài)。裝置用熱含量來表示電動機的熱過程，熱含量與定子電流的平方成正比，通過換算，將其量綱化成反映電動機過負荷能力的時間常數(shù)τ。當熱含量值達到τ時，裝置即跳閘。當熱含量達到Ka×τ，發(fā)過熱告警信號，其中，Ka為告警系數(shù)，其取值范圍為：<ka<1。熱報警可整定為熱積累跳閘的(60～99.9)％，裝置提供實時熱積累值顯示，告警燈光指示和信號接點輸出。< span="" style=";padding: 0px">

根據(jù)電動機可連續(xù)啟動兩次的原則，每次啟動其熱積累不應大于50%跳閘值，所以當熱積累值下降到50%以下時，裝置合閘閉鎖接點返回。過熱保護跳閘后，裝置的熱記憶功能啟動，輸出接點一直閉合，直到熱積累值下降到50％以下，過熱合閘閉鎖接點返回，這時電動機可以重新啟動。緊急情況，要求立即啟動時，可對裝置進行熱復歸操作。

啟動電流I∞可按額定電流Ie的1.05～1.15倍整定。

發(fā)熱時間常數(shù)τ應由電機廠提供，如果廠家沒有提供，可按下述方法之一進行估算：

①如果廠家提供電動機的熱限曲線或一組過負荷能力的數(shù)據(jù)，則按下式計算τ：

τ＝

求出一組τ后取較小的值。

②如已知堵轉(zhuǎn)電流I和允許堵轉(zhuǎn)時間t，也可由下式估算τ：

τ＝

③按下式計算τ：

τ＝

式中：θe為電動機的額定溫升，K為啟動電流倍數(shù)，θ0為電動機啟動時的溫升，Tstart為電動機的啟動時間。


2.6、零序過流保護

電動機接地電流取決于供電系統(tǒng)接地方式。在不接地或高阻接地系統(tǒng)中，故障電流僅是幾安培，在中阻接地系統(tǒng)中為數(shù)百安培，在直接接地系統(tǒng)中將是更大的數(shù)值。對于具有高的接地故障電流水平的系統(tǒng)，如果三相都裝有電流互感器，零序電流可由三相電流之和取得。在大多數(shù)情況下，為了檢測低的接地電流，常常需要零序電流互感器來取得零序電流。因此，微機式電動機保護設計為既可用兩相電流互感器加零序電流互感器的方式，也可用三相電流互感器的方式。


2.7、負序過流保護

負序電流保護主要針對各種非接地性不對稱故障，對電動機反相、斷相、匝間短路以及較嚴重的電

壓不對稱等異常運行工況提供保護。當電動機三相電流有較大不對稱，出現(xiàn)較大的負序電流，而負序電流將在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生 2 倍工頻的電流，使轉(zhuǎn)子附加發(fā)熱大大增加，危及電動機的安全運行。在電動機正常運行時，由于供電電源的不對稱，總存在一定的負序電流，該電流不會超過30%Is，負序保護的整定應能躲過此負序電流，即按0.3Is整定。動作時間特性有兩種時限特性可選擇，選擇定時限和反時限