继电保护及整定计算方法
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作者:滕广琴
摘 要：高压电动机作为生产中的主要动力设备，随着单机容量的不断增大和应用越来越广泛，要求对其实行有效保护，防止电动机故障引起损坏及对电力系统的影响。微机保护因为测量精度高、反应速度快和易于维护等优点，在电机保护中得到了普遍应用。本文结合北部湾港防城港码头有限公司大功率皮带机输送系统介绍一下高压电机微机保护装置的继电保护选择及整定计算方法。
关键词：高压电机;继电保护;整定计算
高压电机作为防城港码头输送设备的主要大功率驱动设备，对我港生产量的提高发挥了非常重要的作用。为了保证高压电机既能满足生产要求，又能有效的防止电机故障引起损坏及对电力系统的影响，合理的选择继电保护方式及整定值计算至关重要。
1 高压电机使用工况
目前，防城港所有的高压电机均为江特公司生产的YKK-450/10kV系列电机，主要用于皮带输送设备。高压电机采用熔断器+真空接触器的供电控制模式（简称F-C回路）。电机安装在露天环境下，由于当地气候属典型的热带海洋气候，空气盐度较大，夏季高温多雨，春季雾天较长，再加上散货特点，生产时的场地烟尘较大，电机使用工况较为恶劣。如果维护保养不当，或者继电保护设置不合理，有可能引发严重故障，损坏高压电机。
2 高压电机继电保护的选择
2.1 电流速断保护
当高压电机发生相间短路时，会瞬间产生巨大的短路电流，对电机的损害也最为严重，并使供电网络电压降低，影响其它负荷的正常工作。因此，要求采用无时限动作的电流速断保护，这是高压电机的主保护。
2.2 负序电流保護
高压电机发生定子绕组匝间短路时，电机损害也是比较严重的。检测电机发生定子绕组匝间短路时产生的电流负序分量，可简单可靠地实现对电机的保护。同时，这一方式还可实现对高压电机三相不平衡运行等故障的保护，也是高压电机的主保护之一。
2.3 零序电流保护
防城港的高压电机的供电系统中性点均是不接地的，虽然定子绕组的单相接地短路危险性较小，但考虑到变电站到高压电机有一定的距离，电缆单相接地短路的故障相对较多的实际情况，因此仍装设零序电流保护用于单相接地保护。
2.4 过负荷保护
主要用于电机过载的保护，利用电机过载时产生的较大电流实现保护动作（即过电流保护），但受动作时限的设置，只能作为高压电机的后备保护。
2.5 低电压保护
为保证生产安全，防城港的高压电机均不允许低压起动，在系统供电容量不足及系统突然停电时，低电压保护将动作，将高压电机从电网中自动断开。
3 电机保护的整定计算
3.1 微机保护装置
目前防城港采用的是德力西的CDMA200和南自的PDS766A电动机保护装置，不同的装置在同一保护上的整定计算上有一定的差异，这将在下面分别阐述。
3.2 整定计算的基本参数
由于整定计算的需要，高压电机常使用到下面几个基本参数：IN电机额定电流，TN电机启动时间，Imax电机最大起动电流。
3.3 保护的整定计算
3.3.1 电流速断保护整定计算（保护动作时T均取0s）
通过微机保护装置控制真空接触器通断，当使用CDMA200微机保护装置时，其电流速断动作值按躲开电机最大起动电流Imax计，即：I=7.2IN。
当使用PDS766A微机保护装置时，根据电机启动和正常运行的不同情况，其程序自动设置两个电流速断动作值：I1（电机起动时使用）、I2（电机起动正常运行后使用），因此I1、I2的整定计算应为：
3.3.3 零序电流保护整定计算
由于防城港的高压电机中性点不接地，因此只有接地电流在10A以上时，短路电流对其铁芯才有影响，因此零序电流保护统一整定为：3I0=10A（一次值），保护动作时限T均取0s。
3.3.4 过负荷保护整定计算
目前，防城港的高压电机过负荷保护均是通过定时限过流保护实现，无论南自或德力西的微机保护装置，其定时限过流保护均系电机启动结束后（即>TN）才投入，其动作电流整定计算如下：
I=K×IN
K为可靠系数，在不少继电保护资料中，一般推荐K=KK×KX/KF（KK为可靠系数，取1.2，KX为继电器返回系数，取085，KF为电流互感器结线系数），按此计算，K应取2～2.5。但笔者认为，这有所偏大。根据防城港的设备状况，其皮带机长度最长不超过1.2km，其额定流量为3600t/h。在额定流量内，其高压电机电流一般不会超过IN，当皮带以2000t物料起动时，其起动时间一般最大不会超过10s，因此，结合生产实际，可靠系统K统一取1.5，动作时限统一整定为T=0.5s。
3.3.5 低电压保护整定计算
根据厂家提供的参数，高压电机在0.8UN以下时不宜再工作，因此其保护值可整定为：U=80V（二次值），动作时限T=0.5s。
4 结论
高压电机的继电保护整定，是一项理论与实践紧密结合的工作。目前，防城港的高压电机所设置的继电保护，基本上可保证高压电机在发生故障后，迅速地从电网中切除，有效的保护了高压电机。但目前国内外除电机发热保护外，其它保护都难以在电机要发生故障前，提前动作或报警，如何更有效地保护高压电机，仍是一个需努力探讨的课题。
参考文献：
[1]李荣华.高压电动机绝缘损坏原因的综合分析及对策[J].电气开关，2010（01）.
[2]刘介才.供电工程师技术手册.北京：机械工业出版社，1998.
[3]李春锋.综自变电站微机继电保护事故分析及对策[J].装备制造技术，2010（02）.
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