機組電動機差動保護誤動分析

【摘要】電動機差動保護誤動現象的分析，從電動機差動保護的原理入手，電動機啟動時差動保護誤動發生的現象，嚴重影響機組安全穩定運行。本文闡述了機組電動機差動保護誤動的現象及其原理，對機組電動機差動保護誤動的原因及其解決措施進行了探討分析。

【關鍵詞】機組電動機；差動保護；誤動；現象；原理；原因；解決措施

一、機組電動機差動保護誤動的現象及其原理

1、機組電動機差動保護誤動的現象。機組電動機差動保護一般只用于電機等元件的保護，其性能非常好，可以瞬時切除全線范圍的故障。電動機差動保護的主要原理是比較電機兩側電流大小和方向，即差動保護是根據“電路中流入節點電流總和等于零”原理制成的。正常情況下，流進、流出電機的電流應該相等，差動電流等于零；否則，當設備出現故障時差動電流大于零。當差動電流大于差動保護裝置的整定值時，保護動作，被保護設備各側斷路器跳開，故障設備斷開。上述說明電動機差動保護是輸入的兩端CT電流矢量差，當達到設定的動作值時，啟動動作元件，保護范圍在輸入的兩端CT之間的電動機設備。理論上講，正常運行及外部故障時，差動回路電流為零。而實際上，由于兩側電流互感器的特性不可能完全一致等原因，在正常運行和外部短路時，差動回路中不平衡電流過大，從而導致電動機保護誤動。尤其是在電動機啟動過程中，經常會出現差動保護頻繁動作跳閘等差動保護誤動作現象。

2、電動機差動保護誤動基本原理。電動機保護由電動機綜合保護和差動保護共同構成，而差動保護主要采用三段式比率差動原理，工作原理為：通過電流互感器信號調整電路，將電動機端電流和中性點電流轉換為對應的電壓信號，并送至A/D轉換單元，進行轉換主控單元將各通道數據讀入。

二、機組電動機差動保護誤動的原因分析

1、機組電動機差動保護誤動的原因。結合電動機差動保護原理，在電流互感器接線和電動機狀況正常的情況下，電機差動電流應很小。如電機正常情況下，差動電流或者不平衡電流較大，會造成差動保護誤動作。其原因主要有：（1）檢查電動機兩側電流互感器型號和容量是否相同，如果不同或相差過大，會因為互感器飽和曲線不同造成兩側電流值不同，導致差流引起誤動作。（2）檢查繞組兩側的電流互感器接線是否正確，如接線錯誤，就會造成電流互感器相序不對應，從而產生差動電流，引起差動保護誤動作。現場調試人員從保護裝置中讀取每相的差動電流和制動電流可判斷出哪相相序不對應，然后通過調整電動機定子中心點側的電流互感器相序，如果點擊饋電側互感器相序不對，負序保護會動作。（3）繞組相序正確的情況下，檢查電流互感器極性是否對應，極性不對應主要包括一個電流互感器極性不對應、兩個電流互感器極性不對應和三個電流互感器極性不對應三種情況。通過分析，可知互感器哪幾相極性不對應，再進一步分析出是哪側互感器極性出錯。（4）在保護裝置中查看同相兩側電流是否成一定比例，來判斷是否由于兩側電流互感器變比不同，而引起差動電流，然后通過在參數設置中改變電流互感器的換算系數來彌補。

2、查找差動保護誤動原因的步驟。由于不平衡電流過大、引起差動保護誤動的原因在實際情況中常常并列發生，一般電動機起動時差動保護動作的主要原因是不平衡電流過大。筆者建議查找差動保護誤動原因時，可以按以下步驟進行處理：（1）檢查電流互感器的型號、容量、變化和短路問題，在保護裝置中查看兩側電流大小是否相同；（2）檢查差動電流和制動電流，如果有哪相的制動電流為零，則需要調整該相電流互感器極性；如果兩相的制動電流和差動電流都不為零，則需調整相序；（3）如果三相的差動電流和制動電流都不為零，則調整任意兩相電流互感器接線。

三、機組電動機差動保護誤動的解決措施

機組電動機差動保護誤動現象在電動機開機試驗和運行過程中常有發生。作為維護人員，必須熟練掌握繼電保護裝置的原理，節后誤動現象分析誤動發生原因，從而提出切實可行的解決方法。從上述分析可知，電動機起動時差動保護誤動作的主要原因是不平衡電流過大。

并且結合上述分析，差動保護的差動不平衡電流決定于兩側電流互感器的相對誤差而不是單個電流互感器的誤差，因此，只要兩側電流互感器的負載匹配即可大大降低差動不平衡電流。以下就不平衡電流過大造成電動機起動時差動保護動作這一主要原因，結合筆者工作經驗，提出相應的差動保護誤動解決措施：（1）將電動機側電流互感器電纜進行并聯，以達到減少負載電阻的目的，從而減少不平衡電流；（2）再次起動電動機，會發現差動保護還動作，但不平衡動作電流已經減少；（3）將電動機側電流互感器更換為與電源側同型號同規格的產品，再次起動電機，此時差動保護不動作，能夠正常起動。此外，根據分析，在電動機差動保護的系統設計中，電流互感器的選擇至關重要。因此，要解決電動機差動保護誤動問題，還應正確選擇電流互感器。在選擇電流互感器CT時，不僅要保證穩態誤差的要求；而且要保證滿足暫態誤差的要求；即在暫態條件下，不可能同時進入飽和區；同時還盡量選擇伏安特性、額定負載較大的電流互感器。另外，采取相應減小中性點側電流互感器二次負擔措施，可增大中性點C二次電纜截面，使其電阻小于額定負擔。

因此機組電動機差動保護誤動需要在查清差動保護誤動作原因后，結合現場實際，采取上述解決措施，可以大大提高電流互感器的允許負載，并減小大型電動機啟動時的不平衡電流，能有效解決電動機啟動時差動保護誤動作。

結束語

綜上所述，本文結合筆者實踐工作經驗，針對機組電動機差動保護誤動現象，從機組電動機差動保護的原理入手，對機組電動機啟動時差動保護誤動原因進行了分析，并提出相應的解決措施，從而保障機組電動機的安全運行。

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