高压电动机保护.doc

高压电动机保护
(1)概述
电动机继电保护,应该能反内部故障及不正常运行状态。电动机内部常见的故障是:
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电动机相间短路会引起严重的损坏,并使供电网络电压降低,影响其他用户的正常工作,所以电动机相间短路保护是必不可少的。
6—10KV电动机的供电系统中性点是不扫地的,所以定子绕组单相接地的危险性较小,只有接地电流在10A以上时,短路电流对其铁芯有危险时,才装设单相接地保护。保护是利用零序电流互感器,无时限地作用于跳闸。
定子绕组单相匝间短路保护,因为现在还没有一种简单的保护方式,所以都不装设。
电动机常见的不正常运行状态是:
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电动机长期过负荷是危险的,可能使设备遭到损坏,因此凡有可能过负荷的电动机都装设过负荷保护,过负荷保护可作用于信号,减去所带动的机械负荷或作用于跳闸。
电压短时消失或电网内短路引起电压降低时,为了保证重要负载的电动机自走动,在其余不重要的电动机上,或者当电压居恢复时按照安全技术条件及工艺过程的特点,不容许自超支的电动机上都要装设低电压保护。低电压保护动作于跳闸。
同步电动机的力矩M与电网电压U,同步电动的电热Ed,U与Ed间的相角差&有关。在不考虑定子及转子内的损失,力矩M为
M=K(EdUsin&/Xd+U2(Xd-Xq)sin2&/2XdXq)
式中Xd及Xq----电动机的纵轴及横轴电抗。
从上式可知,当电网电压U降低时,力矩M减小。大卡励磁电流减小,电动机电势Ed降低,力矩M也减小。如果力矩M小于机械的制动力矩时,同步电动机工作稳定性便被破坏,电动机失去同步。实践证明,,在额定负荷下工作的同步电动机就会失去同步。
若在电网电压和电动机劢磁电流不变的情况下,增加电动机的机械负载,则电动机会通过拉加电压U与电势Ed间的相角差&来达到电动机工作的稳定。但当&大于90度后,&的增加反而使sin&减小,故力矩M降低,这时电动机的工作稳定性就被坏,电动机也失去同步。由此可见,过负荷也会使同步电动机失去同步。
在失去同步时,电动机的转数减小,并过渡到异步状态。此时在起动线圈与转子回路内出现电流产生了附加的异步力矩在此力矩的影响下,同步电动机可能停留在某一转差上工作。在电动机的异步力矩上迭加了由转子劢磁电流引起的交流力矩。因此,电动机的合成力矩是交变的,这样便引起转子转速与电动机定子电流的振荡。随之发生电动机怪叫,电流表到顶,地面振动等现象,严惩的还会引起机械共振和电气共振。这些使电动机发热和受到疲劳的损伤,多次失步振荡和积累,可逐步发展到使电动机损坏。
同步电动机若失去劢磁按异步电动机运行,此时虽然电动机无怪叫声,转速变为异步转速,出力减少些,还可运行,—(这类烧坏的电动机还占很大的比例)。
因此同步电动机在异步状态时需要装设失步保护。失步保护应使电动机实现再同步或将其断开(再同步是从失步的电动上取消劢磁,经过一定时间后再加上劢磁,使电动机重新拉入同步)。
从上分析,电动机的保护有五种:相间短路保护,过负荷保护,失压保护,单相接地保护和失步保护。