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技術(shù)文章
電動機電流速斷保護繼電器的選型方法
點擊次數(shù)：1614 發(fā)布時間：2012-6-28
1.電動機保護繼電器的選擇
無論哪一種電動機，對其保護的原理基本上都是以反映電動機內(nèi)部故障時正序和零序電流急劇升高這一特征來設(shè)計的。反映短路故障的裝置一般是電流速斷保護和單相接地保護。
電動機保護繼電器的選擇及其整定正確與否，直接影響到安全運行。實踐表明，由于保護繼電器和定值沒有根據(jù)現(xiàn)場實際情況選擇和計算，造成電動機保護裝置誤動、拒動的情況時有發(fā)生。本文簡介電流速斷保護的構(gòu)成及其定值計算，供電工參考。
電動機內(nèi)部發(fā)生金屬多相短路時，理論上說電流幅值會趨向于無窮大，電流速斷保護就是利用這一特征快速啟動繼電器，使故障電動機從電網(wǎng)中退出來。由于電動機起動電流大小懸殊，因此，能夠把短路電流和起動電流有效區(qū)分開來就成為電流速斷保護繼電器選擇的關(guān)鍵?，F(xiàn)在通常采用DL電磁型電流繼電器和GL感應(yīng)型電流繼電器。使用DL型電流繼電器構(gòu)成速斷保護時，當(dāng)短路電流達(dá)到繼電器的整定值后，繼電器的動作時間與電流大小無關(guān)，因而切斷故障速度快、靈敏度高，但不容易躲開電動機起動時的電流，往往在電動機過負(fù)荷或者起動時造成誤動作。感應(yīng)型繼電器構(gòu)成速斷保護時，動作時間與短路電流大小成反比，因而稱為反時限繼電器。這種繼電器具有瞬時動作元件作用于跳閘，延時動作元件作用于信號或跳閘，其動作可靠性好，能夠較好地躲避起動電流和過負(fù)荷電流，并且能夠把速斷保護和過負(fù)荷保護結(jié)合在一塊，大大簡化了保護接線。但它也存在兩相短路故障時動作時間較慢、調(diào)試較復(fù)雜、動作特性也不如前者穩(wěn)定等缺點。因此，在選擇保護繼電器時，對于空載起動和不易遭受過負(fù)荷的電動機宜采用DL型繼電器，對于帶載起動或者易遭受過負(fù)荷的電動機宜采用GL型繼電器。
2.保護繼電器的整定計算
無論采用何種繼電器構(gòu)成電流速斷保護，其整定的原則都是要躲開電動機起動時的起動電流和瞬間過負(fù)荷。繼電器一次動作電流的保護定值一般按下式計算：
I=KIS
式中：K—可靠系數(shù)。對于DL型取1.4~1.6，對于GL型取1.8~2.0
IS—電動機起動電流，一般取額定電流的5~7倍
在整定中，可靠系數(shù)和起動倍率如果掌握不好，往往容易造成繼電器誤動作或拒動，一般情況下，可按以下原則掌握。
可靠系數(shù)整定主要考慮兩個因素。一是電動機是否容易過負(fù)荷，容易過負(fù)荷的取大值；反之，則取小值。二是電動機與繼電器電流測量元件的電氣距離。我們知道，電動機發(fā)生金屬對稱性短路時，在電網(wǎng)電壓不變的情況下，其電流衰減的幅值和時間取決于短路點與電流測量元件之間的阻抗。阻抗大時，衰減的幅值和時間就快；反之，就慢。而阻抗之大小與電動機連接電纜的長度、截面和材料等因素有關(guān)。因此，對于重要的電動機，需要進(jìn)行短路電流計算以確定可靠系數(shù)。一般情況下，電動機連接電纜較長時取小值；反之，則取大值。
電動機起動電流倍率選定是整定計算的另一個因素。電動機在起動瞬間，轉(zhuǎn)子是靜止的，反電勢尚未建立，形如堵轉(zhuǎn)，相當(dāng)于電動機短路。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動以后，電動機的反電勢隨轉(zhuǎn)子的加速而上升，起動電流逐漸接近額定值。因此，起動電流的大小與電動機起動轉(zhuǎn)矩有關(guān)。一般而言，空載或電動機直徑較大時，倍率取小值；反之，則取大值。
無論哪一種電動機，對其保護的原理基本上都是以反映電動機內(nèi)部故障時正序和零序電流急劇升高這一特征來設(shè)計的。反映短路故障的裝置一般是電流速斷保護和單相接地保護。
電動機保護繼電器的選擇及其整定正確與否，直接影響到安全運行。實踐表明，由于保護繼電器和定值沒有根據(jù)現(xiàn)場實際情況選擇和計算，造成電動機保護裝置誤動、拒動的情況時有發(fā)生。本文簡介電流速斷保護的構(gòu)成及其定值計算，供電工參考。
電動機內(nèi)部發(fā)生金屬多相短路時，理論上說電流幅值會趨向于無窮大，電流速斷保護就是利用這一特征快速啟動繼電器，使故障電動機從電網(wǎng)中退出來。由于電動機起動電流大小懸殊，因此，能夠把短路電流和起動電流有效區(qū)分開來就成為電流速斷保護繼電器選擇的關(guān)鍵?，F(xiàn)在通常采用DL電磁型電流繼電器和GL感應(yīng)型電流繼電器。使用DL型電流繼電器構(gòu)成速斷保護時，當(dāng)短路電流達(dá)到繼電器的整定值后，繼電器的動作時間與電流大小無關(guān)，因而切斷故障速度快、靈敏度高，但不容易躲開電動機起動時的電流，往往在電動機過負(fù)荷或者起動時造成誤動作。感應(yīng)型繼電器構(gòu)成速斷保護時，動作時間與短路電流大小成反比，因而稱為反時限繼電器。這種繼電器具有瞬時動作元件作用于跳閘，延時動作元件作用于信號或跳閘，其動作可靠性好，能夠較好地躲避起動電流和過負(fù)荷電流，并且能夠把速斷保護和過負(fù)荷保護結(jié)合在一塊，大大簡化了保護接線。但它也存在兩相短路故障時動作時間較慢、調(diào)試較復(fù)雜、動作特性也不如前者穩(wěn)定等缺點。因此，在選擇保護繼電器時，對于空載起動和不易遭受過負(fù)荷的電動機宜采用DL型繼電器，對于帶載起動或者易遭受過負(fù)荷的電動機宜采用GL型繼電器。
2.保護繼電器的整定計算
無論采用何種繼電器構(gòu)成電流速斷保護，其整定的原則都是要躲開電動機起動時的起動電流和瞬間過負(fù)荷。繼電器一次動作電流的保護定值一般按下式計算：
I=KIS
式中：K—可靠系數(shù)。對于DL型取1.4~1.6，對于GL型取1.8~2.0
IS—電動機起動電流，一般取額定電流的5~7倍
在整定中，可靠系數(shù)和起動倍率如果掌握不好，往往容易造成繼電器誤動作或拒動，一般情況下，可按以下原則掌握。
可靠系數(shù)整定主要考慮兩個因素。一是電動機是否容易過負(fù)荷，容易過負(fù)荷的取大值；反之，則取小值。二是電動機與繼電器電流測量元件的電氣距離。我們知道，電動機發(fā)生金屬對稱性短路時，在電網(wǎng)電壓不變的情況下，其電流衰減的幅值和時間取決于短路點與電流測量元件之間的阻抗。阻抗大時，衰減的幅值和時間就快；反之，就慢。而阻抗之大小與電動機連接電纜的長度、截面和材料等因素有關(guān)。因此，對于重要的電動機，需要進(jìn)行短路電流計算以確定可靠系數(shù)。一般情況下，電動機連接電纜較長時取小值；反之，則取大值。
電動機起動電流倍率選定是整定計算的另一個因素。電動機在起動瞬間，轉(zhuǎn)子是靜止的，反電勢尚未建立，形如堵轉(zhuǎn)，相當(dāng)于電動機短路。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動以后，電動機的反電勢隨轉(zhuǎn)子的加速而上升，起動電流逐漸接近額定值。因此，起動電流的大小與電動機起動轉(zhuǎn)矩有關(guān)。一般而言，空載或電動機直徑較大時，倍率取小值；反之，則取大值。