维普资讯 http://www.cqvip.com 可靠性与故障分析 中阚彀俺二程２００７．０１ 文章编号：１６７１—０７１ １（２００７）０１－００３４—０２ 电动机数字纵差保护继电器 误动作的原因和对策 崔 旭 （新钢钒氧气厂，四川 攀枝花６１７０２３） 摘要：本文通过对数字纵差保护器误动作的原因分析，论述了提高电动机差动保护正确动作率的相应对策。 关键词－数字纵差保护器；误动作；ＴＡ；不平衡电流 ；比例制动方式；正确动作率 中图分类号：ＴＭ９２１．５１ 文献标识码：Ｂ 数字式纵联差动保护继电器（简称数字纵差保 护器）随着电子技术的飞速发展应运而生，其具有 测量精度高、抗干扰能力强、保护可靠性高、编程 整定快捷及故障录波等特点，在大型电动机继电保 护系统中运用愈来愈广泛。然而在运行中，数字纵 跳闸 差保护器可能出现误动作，给用户带来诸多不便。 笔者根据工作经验，现将保护器误动作的原因和对 策介绍如下。 一、数字式纵差保护的工作原理 数字式纵差保护单相原理接线如图１所示，在 图１ 电动机数字式纵差保护单相原理图 电动机两侧装有相同变比的电流互感器（简称 ＴＡ），分别接人数字纵差保护器。当电动机运行 大小和相位的装置。如果把电流端子的相序或极性 时，ＴＡ将一次侧实际电流 。。、 。：按变比转换为二 接反了，会引起两侧测量电流相位偏差，出现较大 的不平衡电流，纵差保护将误动作。因此首次投用 次侧测量电流 ：。、ｊ笠，经过数字纵差保护器模数接 前的纵差保护，必须按数字差动保护器的相关手册 口采样变为数字信号后，由保护器内部微处理器运 要求，检查电机首尾电流互感器二次端的极性和相 算判断ｊｚ。和ｊ笠的差值，即不平衡电流 ，其公式 序。１９９６年５月，某厂新投产一台４ １００ｋＷ／６ｋＶ 为： 笠Ｉ。若 值大于动作值，则保护器发 同步电动机首次启动发生Ａ、Ｂ相差动故障跳闸。 出跳闸信号，使电动机差动停车。 检查发现电机两侧ＴＡ二次侧Ａ、Ｂ相的极性接反， 二、数字纵差保护器误动作的原因分析和对策 引起二次端测量电流矢量迭加，出现较大的不平衡 数字纵差保护器误动作的主要原因是当电动机 电流，造成电机差动故障跳闸。 内部无故障时（即ｊ。。一Ｊｆ。ｚ），ＴＡ二次侧却出现了大 另外，由于安装调试人员的经验不足，电机首 于动作值的不平衡电流，衄。为了提高电动机纵差 尾电流互感器工作接地可能分别接地，并且两者接 保护正确动作率，在安装和运行工作中必须注意以 地电阻相差较大。当电动机启动时会引起两只电流 下问题，并采取相应对策。 互感器二次测量电流变化不一致，造成数字差动保 １．ＴＡ二次侧线路问题及对策 护器误动作。所以差动保护投用前，必须严格检查 纵差保护是基于比较被保护设备诸端子电流的 互感器二次线路的接地方式，确保两只互感器同时 ０ ＠啪０ 凰 可匡 ＠０ 匡匡 ０ ＠ 维普资讯 http://www.cqvip.com 中阖彀俺ｚ程２００７．０１ 接入一个接地点。 ２．ＴＡ选型的问题及对策 ２００６年６月，因上级电网波动，某厂一台 ７ ８００ｋＷ，１０ｋＶ同步电动机发生差动故障跳闸，维 护人员反复检查电机、主电缆及数字差动继电器， 未发现异常，同时对差动电流互感器进行特性试 验，也未发现异常。于是决定启动电机。当电机运 行２．５ｓ后再次发生差动故障。技术人员分析认为 该电机存在较大的不平衡电流，于是再次仔细检查 ＴＡ，发现电机两侧的互感器型号相同，变比相同， 测量精度相同，但二次侧的额定输出容量不相同 （尾端为１５Ｖ・Ａ，首端为３０Ｖ・Ａ）。于是更换了两 只额定输出容量均为３０Ｖ・Ａ的ＴＡ，再次启动电机 成功投入运行。 纵差保护在设计和安装时其ＴＡ应采用为差动 保护特制的Ｃ级ＣＴ，为使每只互感器具有相同的 磁化特性，提高ＴＡ的测量准确度和一致性，用户 应使用相同制造厂、相同生产批次、同时检验出厂 的互感器为最佳，并经过现场特性实验后才能安 装。评价互感器特性的一个主要参数是ＴＡ准确限 值系数，该参数与测量精度、额定输出容量、二次 负载阻抗均有关系。当电动机启动或电网波动时电 动机定子电流较大，如果两侧ＴＡ准确限值系数偏 差较大，可能出现较大的不平衡电流，极易造成数 字差动保护器误动作。同时，在二次保护回路的设 计时，应保证两侧互感器二次负载阻抗相同，禁止 在二次测量回路中增加测量仪表或其它保护继电 器，防止出现不平衡电流失真现象。 ３．差动整定的问题及对策 电动机差动保护整定常采用两段和三段比例制 动方式。两段比例制动方式如图２所示，其中’Ａ 点为最小动作电流，Ｂ点为比例制动特性起始点， Ｃ点为最大外部短路电流对应的最大不平衡电流。 这种方式的缺点是ＡＢ段要保证最大负荷状态下保 护装置不误动作，同时还要考虑互感器变比误差， 因此，ＡＢ段的可靠系 数太大，保护动作死 区较大，灵敏度较低。 三段比例制动方 式，如图３所示，其 中ＡＢ段为差动电流 图２两段比例制动方式 的启动值，保证最大 Ｏ 匡 ＠０ 匡匡 ０ ＠ 可靠性与故障分析 负荷状态下保护装置不误动；ＢＣ段为第一分支， 系测量误差段，其基点为坐标原点，斜率由电流的 比例误差决定。该段主要保证ＴＡ变比误差和数字 继电器计算误差不误动；ＣＤ段为第二分支，当电 动机启动或外部故障时，大电流通过ＴＡ，引起ＴＡ 饱和，该段主要保证ＴＡ有较高的稳定性。电动机 启动的稳定性受到这一参数的影响，较高的斜率导 致较高的稳定性。这种制动方式保护动作死区较 小，灵敏度较高，但是需要提供电动机、电网的有 关准确参数，特别是ＴＡ饱和特性曲线。 图３三段比例制动方式 两段比例制动方式适用于直接启动的电动机。 这类电动机启动对电网冲击较弱，外部故障时的穿 透电流也较小，因此ＴＡ的不平衡电流失真小。采 用两段比例制动方式可以满足保护的正确动作率。 三段比例制动方式适用于降压启动或软启动的 电动机，这类电动机启动对电网冲击较强，产生高 次谐波，同时外部故障时的穿透电流较大。三段比 例制动方式可以更好地与ＴＡ饱和特性曲线相匹 配，从而在获得较高灵敏性的同时又不失其可靠 性。 三、结束语 电动机数字式纵差保护原理较成熟，技术先 进。但在实际运用过程中，必须注意ＴＡ的选型和 二次侧线路等问题，同时合理选择整定方式，才能 满足保护装置的可靠性和灵敏性，防止误动作，提 高正确动作率。 参考文献： ［１］ＳＩＥＭＥＮＳ ＡＧ．７ＵＴ５１ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｄｉｆｅｒｅｎｔｉｌａ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｒｅ．． １ａｙＩｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｍａｎｕａ１．ＳＩＥＭＥＮＳｃｚ】，１９９５． 【２】山东工学院、山东省电力工业局＜电力系统继电保护》编写 组．电力系统继电保护（下册）【 ．北京：电力工业出版社． 收稿日期：２（ｇ）６－０８—１２ 作者简介：崔旭（１９７０一），男，辽宁沈阳人，助理工 程师，大专，从事制氧机组设备点检定修工作７年。 ０
