國(guó)外某油田中壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)配置與整定計(jì)算

楊連殿

摘 要 中壓電動(dòng)機(jī)作為油氣田負(fù)荷的重要組成部分，在油氣生產(chǎn)過程中發(fā)揮著重要的作用。本文通過比較國(guó)標(biāo)與IEEE規(guī)范的差異與相同之處，確定了國(guó)外某油田中心處理站11kV異步電動(dòng)機(jī)的保護(hù)配置，在此基礎(chǔ)上采用IEEE規(guī)范完成了整定計(jì)算，并利用ETAP計(jì)算軟件繪制了保護(hù)配合曲線。

關(guān)鍵詞 中壓電動(dòng)機(jī) 保護(hù)配置 整定計(jì)算 保護(hù)配合曲線

中圖分類號(hào)：TM32 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

作為油氣田常見的負(fù)荷類型，電動(dòng)機(jī)應(yīng)用于各種場(chǎng)所，如壓縮機(jī)，外輸泵，增壓泵，提升泵，消防泵等等。國(guó)外某油田中心處理站，采用自發(fā)電系統(tǒng)，11kV發(fā)電廠裝機(jī)容量5x16MW，發(fā)電機(jī)出口變電所11kV母線采用單母線分段接線，兩段母線上有11kV電動(dòng)機(jī)若干臺(tái)，最大的電動(dòng)機(jī)負(fù)荷為壓縮機(jī)用異步電動(dòng)機(jī)，額定功率7000kW，兩用一備，采用真空斷路器保護(hù)并配置微機(jī)綜合保護(hù)模塊，起動(dòng)方式采用軟起動(dòng)。

1保護(hù)配置

根據(jù)《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版表7-21[1]， 2MW及以上的異步電動(dòng)機(jī)可能裝設(shè)的保護(hù)有：（1）差動(dòng)保護(hù)；（2）過負(fù)荷保護(hù)（生產(chǎn)過程中易發(fā)生過負(fù)荷時(shí)，或起動(dòng)、自起動(dòng)條件嚴(yán)重時(shí)裝設(shè)）；（3）單相接地保護(hù)（單相接地電流>5A時(shí)裝設(shè)，≥10A時(shí)一般動(dòng)作于跳閘，5-10A時(shí)可動(dòng)作于跳閘或信號(hào)）；（3）低電壓保護(hù)（根據(jù)需要裝設(shè)）。

鑒于規(guī)范對(duì)保護(hù)的要求比較詳細(xì)，本文僅列出主要內(nèi)容。通過對(duì)比手冊(cè)和規(guī)范的要求可以看出，規(guī)范的內(nèi)容比手冊(cè)要詳盡的多，并且提出了宜裝設(shè)過電流保護(hù)作為縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的后備。

2整定計(jì)算

2.1縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)

（1）啟動(dòng)電流：根據(jù)IEEE C37.96-2000 啟動(dòng)電流應(yīng)為 10%到 20%的電動(dòng)機(jī)額定電流， 差動(dòng)保護(hù)電流互感器采用自平衡式，誤差小，因此，取啟動(dòng)電流為10%的電動(dòng)機(jī)滿負(fù)荷電流。計(jì)算如下：

其中：IM– 電動(dòng)機(jī)額定電流， 423.5A；

則繼電器動(dòng)作值為：

（2）動(dòng)作時(shí)間：動(dòng)作時(shí)間設(shè)為0.1s。

2.2速斷保護(hù)

（1）啟動(dòng)電流：根據(jù)IEEE C37.96-2000 啟動(dòng)電流可設(shè)為165%～250%的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流，則有：

繼電器動(dòng)作值為：

（2）靈敏度檢驗(yàn)：

（3）動(dòng)作時(shí)間：動(dòng)作時(shí)間設(shè)為0s。

2.3過電流保護(hù)

（1）啟動(dòng)電流：根據(jù)IEEE C37.96-2000 啟動(dòng)電流可設(shè)為150%～175%的電動(dòng)機(jī)額定電流，則有：

繼電器動(dòng)作值為：

（2）動(dòng)作時(shí)間：采用IEEE推薦的極端反時(shí)限曲線，根據(jù)保護(hù)模塊VAMP本身的公式設(shè)定動(dòng)作時(shí)間，有：

因此，根據(jù)保護(hù)配合曲線，因數(shù)k的值取7。

2.4單相接地速斷保護(hù)

（1）啟動(dòng)電流：

繼電器動(dòng)作值為：

（2）動(dòng)作時(shí)間：動(dòng)作時(shí)間設(shè)為0s。

2.5過負(fù)荷保護(hù)

（1）啟動(dòng)電流：根據(jù)IEEE C37.96-2000 啟動(dòng)電流可設(shè)為115%～125%的電動(dòng)機(jī)額定電流，當(dāng)利用系數(shù)為1時(shí)，應(yīng)乘以0.9的系數(shù)，則有：

繼電器動(dòng)作值為：

（2）報(bào)警信號(hào)動(dòng)作值設(shè)定為90%。（3）熱態(tài)時(shí)間常數(shù)，根據(jù)電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)表，設(shè)為58分鐘。（4）冷態(tài)時(shí)間常數(shù)系數(shù)采用默認(rèn)值1。（5）40℃時(shí)允許帶負(fù)荷100%。環(huán)境溫度52℃。

3結(jié)論

綜上所述，本文結(jié)論如下：

（1）中壓電動(dòng)機(jī)是油氣田負(fù)荷的重要組成部分，其保護(hù)配置根據(jù)負(fù)荷功能有所差異，例如用于消防水泵的電動(dòng)機(jī)，不需要配置過負(fù)荷保護(hù)等。

（2）國(guó)內(nèi)規(guī)范與國(guó)際規(guī)范對(duì)中壓電動(dòng)機(jī)的保護(hù)配置規(guī)定大致相同，但國(guó)外規(guī)范的配置更直觀、全面。

（3）進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，除了要遵循選定的規(guī)范中的公式外，要與微機(jī)保護(hù)模塊本身的性能相配合。

（4）利用軟件畫出保護(hù)配合曲線，更直觀，更有利于發(fā)現(xiàn)查找計(jì)算過程中的失誤。

參考文獻(xiàn)

[1] GB50062-2008，電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范[S].