電流互感器飽和對低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)的影響及對策

董大洋

摘 要：在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，人們越來越注重安全，不只是重視工人的安全，同時(shí)也對設(shè)備的安全越來越重視。近些年電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置的應(yīng)用被推廣開來，很多工廠都使用了這項(xiàng)技術(shù)。但是由于這項(xiàng)技術(shù)對從業(yè)人員的相關(guān)知識要求很高，需要選定電流互感器。若參數(shù)選取不適合自己的話，會(huì)導(dǎo)致定子繞組出現(xiàn)短路現(xiàn)象，使得電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置對電動(dòng)機(jī)采取制動(dòng)，進(jìn)而影響生產(chǎn)。現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，可以利用PSCAD軟件對電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置進(jìn)行擬真模擬分析，然后確定相關(guān)的參數(shù)。還可以在電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)原理中加入三采樣算法，然后通過Matlab/Simulink進(jìn)行驗(yàn)證。這種方法可以防止在電流飽和的時(shí)候，采用傅立葉變化計(jì)算時(shí)間過多而引起的電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置不能主動(dòng)進(jìn)行制動(dòng)的麻煩，進(jìn)一步保證了電動(dòng)機(jī)的安全工作。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置 電流互感器 三采樣算法

1、電動(dòng)機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)中的通用性能力較為薄弱，再加上近年來電氣行業(yè)競爭不斷加劇，使得各個(gè)設(shè)備廠家都使用降價(jià)減配的手段來尋求更多的客戶，生產(chǎn)廠家往往會(huì)降低對設(shè)備保護(hù)裝置的投入，電流互感器性能直接關(guān)乎到電動(dòng)機(jī)的保護(hù)機(jī)制，在生產(chǎn)廠家減配時(shí)，往往選擇減少這部分，這就使得目前很多電氣設(shè)備的安全性得不到保證。因?yàn)榻档土穗妱?dòng)機(jī)的保護(hù)裝置，使得電動(dòng)機(jī)一旦超載荷工作，就會(huì)引起定子繞組不能正常工作，進(jìn)而會(huì)造成短路或因電流互感器飽和導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置的制動(dòng)。鑒于此，筆者就保護(hù)電流和電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置里的互感器的飽和特性的保護(hù)作用加以討論，更好的確保實(shí)際生產(chǎn)中的電動(dòng)機(jī)安全。

2、在實(shí)際生產(chǎn)中電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置的基本原理圖如下，筆者在本文中將一次側(cè)電流互感器叫做大TA，二次側(cè)電流互感器佳作小TA。

3、電流互感器飽和對低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)的不利影響

由于實(shí)驗(yàn)需要對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過載工作，有一定的危險(xiǎn)性。同時(shí)實(shí)驗(yàn)成本也會(huì)偏高，本文所以采用PSCAD軟件對電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置進(jìn)行擬真模擬分析，通過電腦軟件測試電流互感器在過飽和的情況下對電動(dòng)機(jī)有什么影響。電動(dòng)機(jī)供電網(wǎng)絡(luò)的接地方式對于電動(dòng)機(jī)的正常工作是沒有影響。在實(shí)際生產(chǎn)中，低壓電機(jī)一般采取的是中性點(diǎn)接地的方法，本次試驗(yàn)就是在中性點(diǎn)接地的前提下對電流互感器波形的觀測進(jìn)而確定定子繞組對電動(dòng)機(jī)的影響。

經(jīng)過筆者進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)電流互感器出現(xiàn)不正常的工作會(huì)對電動(dòng)機(jī)造成三種影響，電流互感對電動(dòng)機(jī)的影響完全由自身的飽和度絕對，在電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電流互感器也處于正常工作的狀態(tài)，對大TA的選擇要以變比為主，同時(shí)還要將其與實(shí)際生產(chǎn)聯(lián)系在一起。定子繞組在工作時(shí)和電流互感器保持一致，都在進(jìn)行正常工作，所以說電動(dòng)機(jī)的綜合保護(hù)裝置對于上文的這種電機(jī)可以起到保護(hù)作用。

上文已經(jīng)對電流互感器輕度飽和的情況加以分析，得出對電動(dòng)機(jī)保護(hù)最為重要的一個(gè)因素是電流互感器參數(shù)的正確選擇。在實(shí)際生產(chǎn)中，若電流互感器的實(shí)際情況與電動(dòng)機(jī)的正常工作狀態(tài)相互矛盾，在電流互感器偏小的時(shí)候，電動(dòng)機(jī)若出現(xiàn)故障，大TA的變得飽和。根據(jù)電路分析，在大TA飽和的情況下，整個(gè)電路的電流比小TA所允許的最大電流都要打，這時(shí)候?qū)?dǎo)致小TA發(fā)生飽和。在這種情況下，大TA的電流值變化會(huì)比小TA更加劇烈。所以，在實(shí)際生產(chǎn)中，大TA對于電動(dòng)機(jī)是十分重要的，他決定了電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置的質(zhì)量。在電流互感器處于輕度飽和的情況下，電動(dòng)機(jī)的保護(hù)裝置有可能會(huì)發(fā)生制動(dòng)作用。在電流互感器處于過飽和的情況下，由圖紙分析，大TA和小TA的波形圖都會(huì)發(fā)生劇烈的變動(dòng)，對電動(dòng)機(jī)的正常使用引起很大的麻煩。

4、電流互感器飽和狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)保護(hù)的主要對策

電流互感器會(huì)對電動(dòng)機(jī)的保護(hù)情況造成很多影響，為了更好的進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)，電動(dòng)機(jī)的安全一定要保證好。為了更好的對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)，筆者結(jié)合自己在實(shí)際工作中的經(jīng)驗(yàn)，提出如下幾個(gè)可以更好的保護(hù)電動(dòng)機(jī)的方法：

4.1 電流互感器的校驗(yàn)

電流互感器在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前要進(jìn)行一定的校驗(yàn)工作，只有標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，才能保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確。本文通過極性檢查的校驗(yàn)方法對電流互感器進(jìn)行校驗(yàn)。即在電流互感器上對一次繞組和二次繞組進(jìn)行標(biāo)記化處理，同時(shí)引導(dǎo)電流經(jīng)過校驗(yàn)需要流過的地區(qū)，可以借助相關(guān)儀器進(jìn)行校驗(yàn)。這部分操作的主要目的是使實(shí)驗(yàn)更加準(zhǔn)確，更好的確定電流互感器和電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置之間的關(guān)系。

4.2 電流互感器飽和狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)保護(hù)的運(yùn)行維護(hù)對策

4.2.1 選擇合適的電流互感器

低壓電動(dòng)機(jī)相比高壓電動(dòng)機(jī)在實(shí)際額定電壓上比較低，所以，在對電流互感器的選擇上要尤為慎重。切實(shí)選擇可以和低壓電動(dòng)機(jī)相配合的電流互感器。要充分考慮到電流互感器在過載的情況下是否還可以保護(hù)電動(dòng)機(jī)。在實(shí)際生產(chǎn)中，要考慮各方面的因素，才能得到最匹配的電流互感器，更好的對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)。

4.2.2 選擇杭飽和能力較強(qiáng)的低壓電動(dòng)機(jī)

為了降低電流互感器在過載情況下對電動(dòng)機(jī)的保護(hù)影響，就不能僅僅考慮電流互感器，對于電動(dòng)機(jī)的選擇也是十分重要的。要切實(shí)選擇動(dòng)力強(qiáng)勁的電動(dòng)機(jī)，充分考慮在過飽和情況下二者的配合狀態(tài)，可以使用PSCAD對實(shí)際工作進(jìn)行擬真模擬，以確定合適的電動(dòng)機(jī)。

4.2.3 減少電流互感器的二次負(fù)擔(dān)

還可以通過對電流互感器分擔(dān)一部分壓力，來進(jìn)行更好的對電動(dòng)機(jī)保護(hù)。電流互感器主要由鐵芯和繞組構(gòu)成，這兩者對于電流互感器的性能起到了決定性作用。一般情況下，大TA的匝數(shù)要多于小TA。這種情況下，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)短路的情況，對小TA的匝數(shù)進(jìn)一步的減小，可以有效的降低電流互感器對電動(dòng)機(jī)安全性能的不利影響。

5、結(jié)論

本文通過PSCAD軟件對電流互感器的各種狀態(tài)下對于電動(dòng)機(jī)的保護(hù)情況加以分析，并且就實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。電流互感器是電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置中不可缺少的一部分，但是質(zhì)量不好的電流互感器也會(huì)對電動(dòng)機(jī)的安全造成影響。本文由具體情況總結(jié)道普遍情況，具體分析了電流互感器三種狀態(tài)下對于電動(dòng)機(jī)的重要影響。我們要不斷的加深對電動(dòng)機(jī)保護(hù)的認(rèn)識，切實(shí)做好實(shí)際生產(chǎn)中的安全工作。

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