浅谈电动机保护测控装置对潜水电机的保护

邬克全

（四川省隆昌县古宇庙水库管理所，四川 内江 642150）

浅谈电动机保护测控装置对潜水电机的保护

邬克全

（四川省隆昌县古宇庙水库管理所，四川 内江 642150）

摘要：当前的电动机主要出现的针对性故障的核心部分就是对定子绕组的相间短路，紧接着就是对当前单相接地的故障情况进行探索和讨论。本文介绍了凉水井提灌站采用的NRM-512数字电动机保护测控装置的适用范围和功能配置，以及应用在高压潜水电机的优越性。

电动机；保护；逻辑

0.引言

电动机应该对相应的保护装置进行设置，也就是应该装上对相间短路进行切除的保护装置，这样就可以在发生问题的时刻尽快进行对故障电动机的切除。2MW以下等级的电动机我们应该针对电流速断方向进行保护装置的安装。同时，2MW以及以上等级的电机，或者是尽管标准没有达到2MW，但是针对电流速断保护的灵敏度相对较低，并且不符合要求的电动机，我们也应该有针对性的安装上纵联差动保护装置。

对电压为1kV及以上的电动机，供电网络一般都为中性点不接地方式，正是因为这个原因，所以当电动机进行单相接地构建的时候，我们只有使用全网络的对地电容电流进行故障点的流过。该电流一般小于5A，故电动机上可不安装专门配合的接地保护装置。当接地电流超过了5A的时候，我们就应该有针对性地安装接地保护系统。一般说来如果单相接地电流直接显示的数值已经达到了10A或者以上数量级的时候，接地保护动作自身的行为就会在跳闸这个基本信号操作方面得到体现，并且相对的，当电流的大小为10A以下数量级的时候，接地保护的动作就会在一般信号方面得到明确的显示。

电动机如果出现了不正常的工作状态体现，其主要的原因一般是由于过负荷运行所造成的。那么，引起过负荷的主要原因体现在如下的几个方面：首先是电动机所带的机械负载已经超出了规定数量值，其次是供电网络的电流和针对性的频率持续降低所导致；然后是启动的时间或者是进行自启动的时间过长所导致。如果进行了长时间的超负荷运行，那么当前的电动机自身机体温度上升幅度就会直接超过允许数值，从而直接对自身机体的绝缘老化行为进行了加速作用，并使得机体被电流击穿，导致电动机本身被彻底烧坏。为此，对于生产过程中容易发生过负荷的电动机，或需要防止起动或自起动时间过长的电动机，要装设过负荷保护。

图1　过流Ⅰ段保护逻辑

图2　限时Ⅱ段保护逻辑

图3　负序过流I的针对性保护逻辑

图4　过负荷保护逻辑

图5　零序过流保护逻辑

1. NRM-512测控装置的简要分析

NRM-512测控装置主要适合在当前的小电流接地系统当中进行中压或者是高压的异步电机的保护操作使用。其适用的范围一般为3kV～10kV之间。这种装置为间隔层的设备，可以针对保护、测控或者是通信等等方面的功能进行处理和实践。可以在开关柜的方面进行就地安装处理。

2. 电动机的保护

（1）速断限时保护：电流本身的速断保护在实际运行当中可以进行电流自身整定处理的躲过操作，并且其整体的时限可以被自身设置为速断或者是基于十分短暂时间构建下的整定处理思路。这种保护当前所针对的主要范围构建主要是基于电动机自身的短路方向，如图1所示。

（2）堵转保护：当前环境构建下的这种保护行为可以在我们当前自身电机进行启动操作并结束之后进行相对的自动投入思路构建，并且一般说来这种保护可以根据当前的启动电流环境或者是对应的堵转电流构建下进行对应的电流整定思路构架，其最关键的一点就是对于当前电动机自身的启动时间相对较长，或者是在当前的自身运行过程当中的堵转进行针对性的保护措施构建。延时可根据需要整定为反时限处理。根据当前的国际电工委员会指定的标准规定，这种装置主要针对的标准化反时限特性方程为极端反时限方程：

在这个算式中，IP所代表的含义就是电流基准数值，然后我们取过流的Ⅱ段作为定值，然后把tP设置为时间常数，仍然跟前面一样取过流的Ⅱ段作为定值，整体的时间范围设定为0.1s～1s之间，如图2所示。

（3）负序过电流保护：当电动机之前的三相电流环境下有十分巨大的不对称行为的时候，就会出现相对来说数值量级比较巨大的负序电流，并且这种负序电流一般说来会体现出两倍甚至以上的工频电流，这种情况最直接的后果就是转子的附加发热程度呈现出十分明显和巨大的上升趋势，直接对电动机自身的安全运行产生了危害。NRM-512装置本身有着非单向设定构架框架下的定时限负序过流保护，并且针对于电动机的反相、断相以及相对应的匝间短路的情况进行有针对性地处理，还可以对当前比较严重的电压不对称情况和其他相关的异常工作状况进行针对性质的保护。在这些情况当中，负序过流Ⅱ段作为非迟钝表现构架下的非平衡状态电流保护构建，可以基于控制字的手段和调试方式来对这段线路进行针对性的跳闸甚至是报警的处理，同时我们还可以选择报警这个时段进行负序过负荷报警的方式进行使用，也可以针对控制字的处理来对这个段进行定时限特性的处理，同时，反时限特性的方式和过流Ⅱ段的方式相同，如图3所示。

（4）过负荷保护：当前的国核保护可以直接针对定子电流自身的表现打消进行最为直观的反映，在相对应的时限当中可以通过针对性的控制字来进行对应的报警或者是跳闸操作，如图4所示。

（5）零序过流保护：零序过流保护可以直接针对电动机自身的定子接地行为进行反应，并且和上面一样也可以基于控制字段进行针对性的操作控制，以便使其在不同的场合下都可以进行使用，如图5所示。

（6）零序过压保护：这种保护主要是体现在电动机自身的定子接地方面，和上文一样也可以基于控制字段进行针对性的操作控制，以便使其在不同的场合下都可以进行使用，如图6所示。

（7）低电压保护：一般说来，当前的3个相间电压构建下的所有电压如果其自身功率小于对应的过电压自身的保护定值构建，并且其时间耗费超过了对应的整定实践框架下的时候，低电压保护就会自动启动运行。当前的过电压保护主要经过TWJ进行对应的闭锁。并且，本装置可以根据情况的不同，针对PT断线的情况进行自动地辨认和分析，并且针对低电压保护的情况进行闭锁构建，如图7所示。

图7　低电压保护逻辑框架

图8　过电压保护逻辑

图9　过热保护逻辑

图10　非电量保护逻辑

（8）过电压保护：一般说来，当前的3个相间电压构建下的任何一个电压如果其自身功率大于对应的过电压自身的保护定值构建，并且其时间耗费超过了对应的整定实践框架下的时候，低电压保护就会自动启动运行。当前的过电压保护主要经过TWJ进行对应的闭锁，如图8所示。

（9）过热保护：这种保护的主要目的就是为了预防电动机自身产生过高的热量而进行设计的，因此我们在这个装置中对一个可以针对这方面进行模拟的模型进行了设置，同时在设置的时候对于相对应的电动机正序以及负序电流所产生的热效应进行探索和分析，在这个基础上我们引进了等值发热电流Ieq的参数。

保护动作方程的配平为：

在这个算式中，τ1为电动机热积累定值数值构建，也就是发热时间常数Tfr1，在当前设备自身的热积累值达到Tfr1*GRBJ也就是可以进行报警的数值下限的时候，设备自动发出报警信号，当热积累值达到Tfr1时发出跳闸信号。

当整个电动其自身的过热保护被激活之后，立刻启动的行为是禁止的，我们必须要等到当前的电动机自身散热达到一定的程度可以进行安全启动的时候才可以进行激活。但是如果出现了必须强制启动的情况，可以通过复位键进行强制冷却的设置，如图9所示。

（10）非电量保护：本装置2路非电量保护，分别通过控制字选择经延时跳闸，如图10所示。

结语

现在高压电动机已成为当前我们生产生活当中不可缺少的重要的动力设备。为了确保当前生产安全稳定不断前进，我们必须要加强对高压电动机的保护，并且需要大家不断提高和努力完善。

[1]乔静宇.新编电气工程师实用手册（上、下册）[M].北京：中国水利水电出版社，2001.

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