淺談電動機保護測控裝置對潛水電機的保護

鄔克全

（四川省隆昌縣古宇廟水庫管理所，四川 內江 642150）

淺談電動機保護測控裝置對潛水電機的保護

鄔克全

（四川省隆昌縣古宇廟水庫管理所，四川 內江 642150）

摘要：當前的電動機主要出現的針對性故障的核心部分就是對定子繞組的相間短路，緊接著就是對當前單相接地的故障情況進行探索和討論。本文介紹了涼水井提灌站采用的NRM-512數字電動機保護測控裝置的適用范圍和功能配置，以及應用在高壓潛水電機的優越性。

電動機；保護；邏輯

0.引言

電動機應該對相應的保護裝置進行設置，也就是應該裝上對相間短路進行切除的保護裝置，這樣就可以在發生問題的時刻盡快進行對故障電動機的切除。2MW以下等級的電動機我們應該針對電流速斷方向進行保護裝置的安裝。同時，2MW以及以上等級的電機，或者是盡管標準沒有達到2MW，但是針對電流速斷保護的靈敏度相對較低，并且不符合要求的電動機，我們也應該有針對性的安裝上縱聯差動保護裝置。

對電壓為1kV及以上的電動機，供電網絡一般都為中性點不接地方式，正是因為這個原因，所以當電動機進行單相接地構建的時候，我們只有使用全網絡的對地電容電流進行故障點的流過。該電流一般小于5A，故電動機上可不安裝專門配合的接地保護裝置。當接地電流超過了5A的時候，我們就應該有針對性地安裝接地保護系統。一般說來如果單相接地電流直接顯示的數值已經達到了10A或者以上數量級的時候，接地保護動作自身的行為就會在跳閘這個基本信號操作方面得到體現，并且相對的，當電流的大小為10A以下數量級的時候，接地保護的動作就會在一般信號方面得到明確的顯示。

電動機如果出現了不正常的工作狀態體現，其主要的原因一般是由于過負荷運行所造成的。那么，引起過負荷的主要原因體現在如下的幾個方面：首先是電動機所帶的機械負載已經超出了規定數量值，其次是供電網絡的電流和針對性的頻率持續降低所導致；然后是啟動的時間或者是進行自啟動的時間過長所導致。如果進行了長時間的超負荷運行，那么當前的電動機自身機體溫度上升幅度就會直接超過允許數值，從而直接對自身機體的絕緣老化行為進行了加速作用，并使得機體被電流擊穿，導致電動機本身被徹底燒壞。為此，對于生產過程中容易發生過負荷的電動機，或需要防止起動或自起動時間過長的電動機，要裝設過負荷保護。

圖1　過流Ⅰ段保護邏輯

圖2　限時Ⅱ段保護邏輯

圖3　負序過流I的針對性保護邏輯

圖4　過負荷保護邏輯

圖5　零序過流保護邏輯

1. NRM-512測控裝置的簡要分析

NRM-512測控裝置主要適合在當前的小電流接地系統當中進行中壓或者是高壓的異步電機的保護操作使用。其適用的范圍一般為3kV～10kV之間。這種裝置為間隔層的設備，可以針對保護、測控或者是通信等等方面的功能進行處理和實踐。可以在開關柜的方面進行就地安裝處理。

2. 電動機的保護

（1）速斷限時保護：電流本身的速斷保護在實際運行當中可以進行電流自身整定處理的躲過操作，并且其整體的時限可以被自身設置為速斷或者是基于十分短暫時間構建下的整定處理思路。這種保護當前所針對的主要范圍構建主要是基于電動機自身的短路方向，如圖1所示。

（2）堵轉保護：當前環境構建下的這種保護行為可以在我們當前自身電機進行啟動操作并結束之后進行相對的自動投入思路構建，并且一般說來這種保護可以根據當前的啟動電流環境或者是對應的堵轉電流構建下進行對應的電流整定思路構架，其最關鍵的一點就是對于當前電動機自身的啟動時間相對較長，或者是在當前的自身運行過程當中的堵轉進行針對性的保護措施構建。延時可根據需要整定為反時限處理。根據當前的國際電工委員會指定的標準規定，這種裝置主要針對的標準化反時限特性方程為極端反時限方程：

在這個算式中，IP所代表的含義就是電流基準數值，然后我們取過流的Ⅱ段作為定值，然后把tP設置為時間常數，仍然跟前面一樣取過流的Ⅱ段作為定值，整體的時間范圍設定為0.1s～1s之間，如圖2所示。

（3）負序過電流保護：當電動機之前的三相電流環境下有十分巨大的不對稱行為的時候，就會出現相對來說數值量級比較巨大的負序電流，并且這種負序電流一般說來會體現出兩倍甚至以上的工頻電流，這種情況最直接的后果就是轉子的附加發熱程度呈現出十分明顯和巨大的上升趨勢，直接對電動機自身的安全運行產生了危害。NRM-512裝置本身有著非單向設定構架框架下的定時限負序過流保護，并且針對于電動機的反相、斷相以及相對應的匝間短路的情況進行有針對性地處理，還可以對當前比較嚴重的電壓不對稱情況和其他相關的異常工作狀況進行針對性質的保護。在這些情況當中，負序過流Ⅱ段作為非遲鈍表現構架下的非平衡狀態電流保護構建，可以基于控制字的手段和調試方式來對這段線路進行針對性的跳閘甚至是報警的處理，同時我們還可以選擇報警這個時段進行負序過負荷報警的方式進行使用，也可以針對控制字的處理來對這個段進行定時限特性的處理，同時，反時限特性的方式和過流Ⅱ段的方式相同，如圖3所示。

（4）過負荷保護：當前的國核保護可以直接針對定子電流自身的表現打消進行最為直觀的反映，在相對應的時限當中可以通過針對性的控制字來進行對應的報警或者是跳閘操作，如圖4所示。

（5）零序過流保護：零序過流保護可以直接針對電動機自身的定子接地行為進行反應，并且和上面一樣也可以基于控制字段進行針對性的操作控制，以便使其在不同的場合下都可以進行使用，如圖5所示。

（6）零序過壓保護：這種保護主要是體現在電動機自身的定子接地方面，和上文一樣也可以基于控制字段進行針對性的操作控制，以便使其在不同的場合下都可以進行使用，如圖6所示。

（7）低電壓保護：一般說來，當前的3個相間電壓構建下的所有電壓如果其自身功率小于對應的過電壓自身的保護定值構建，并且其時間耗費超過了對應的整定實踐框架下的時候，低電壓保護就會自動啟動運行。當前的過電壓保護主要經過TWJ進行對應的閉鎖。并且，本裝置可以根據情況的不同，針對PT斷線的情況進行自動地辨認和分析，并且針對低電壓保護的情況進行閉鎖構建，如圖7所示。

圖7　低電壓保護邏輯框架

圖8　過電壓保護邏輯

圖9　過熱保護邏輯

圖10　非電量保護邏輯

（8）過電壓保護：一般說來，當前的3個相間電壓構建下的任何一個電壓如果其自身功率大于對應的過電壓自身的保護定值構建，并且其時間耗費超過了對應的整定實踐框架下的時候，低電壓保護就會自動啟動運行。當前的過電壓保護主要經過TWJ進行對應的閉鎖，如圖8所示。

（9）過熱保護：這種保護的主要目的就是為了預防電動機自身產生過高的熱量而進行設計的，因此我們在這個裝置中對一個可以針對這方面進行模擬的模型進行了設置，同時在設置的時候對于相對應的電動機正序以及負序電流所產生的熱效應進行探索和分析，在這個基礎上我們引進了等值發熱電流Ieq的參數。

保護動作方程的配平為：

在這個算式中，τ1為電動機熱積累定值數值構建，也就是發熱時間常數Tfr1，在當前設備自身的熱積累值達到Tfr1*GRBJ也就是可以進行報警的數值下限的時候，設備自動發出報警信號，當熱積累值達到Tfr1時發出跳閘信號。

當整個電動其自身的過熱保護被激活之后，立刻啟動的行為是禁止的，我們必須要等到當前的電動機自身散熱達到一定的程度可以進行安全啟動的時候才可以進行激活。但是如果出現了必須強制啟動的情況，可以通過復位鍵進行強制冷卻的設置，如圖9所示。

（10）非電量保護：本裝置2路非電量保護，分別通過控制字選擇經延時跳閘，如圖10所示。

結語

現在高壓電動機已成為當前我們生產生活當中不可缺少的重要的動力設備。為了確保當前生產安全穩定不斷前進，我們必須要加強對高壓電動機的保護，并且需要大家不斷提高和努力完善。

[1]喬靜宇.新編電氣工程師實用手冊（上、下冊）[M].北京：中國水利水電出版社，2001.

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