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淺談電動機保護(hù)測控裝置對潛水電機的保護(hù)

2016-12-08 08:27:23鄔克全
中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2016年20期
關(guān)鍵詞:負(fù)序過流時限

鄔克全

(四川省隆昌縣古宇廟水庫管理所,四川 內(nèi)江 642150)

淺談電動機保護(hù)測控裝置對潛水電機的保護(hù)

鄔克全

(四川省隆昌縣古宇廟水庫管理所,四川 內(nèi)江 642150)

摘要:當(dāng)前的電動機主要出現(xiàn)的針對性故障的核心部分就是對定子繞組的相間短路,緊接著就是對當(dāng)前單相接地的故障情況進(jìn)行探索和討論。本文介紹了涼水井提灌站采用的NRM-512數(shù)字電動機保護(hù)測控裝置的適用范圍和功能配置,以及應(yīng)用在高壓潛水電機的優(yōu)越性。

電動機;保護(hù);邏輯

0.引言

電動機應(yīng)該對相應(yīng)的保護(hù)裝置進(jìn)行設(shè)置,也就是應(yīng)該裝上對相間短路進(jìn)行切除的保護(hù)裝置,這樣就可以在發(fā)生問題的時刻盡快進(jìn)行對故障電動機的切除。2MW以下等級的電動機我們應(yīng)該針對電流速斷方向進(jìn)行保護(hù)裝置的安裝。同時,2MW以及以上等級的電機,或者是盡管標(biāo)準(zhǔn)沒有達(dá)到2MW,但是針對電流速斷保護(hù)的靈敏度相對較低,并且不符合要求的電動機,我們也應(yīng)該有針對性的安裝上縱聯(lián)差動保護(hù)裝置。

對電壓為1kV及以上的電動機,供電網(wǎng)絡(luò)一般都為中性點不接地方式,正是因為這個原因,所以當(dāng)電動機進(jìn)行單相接地構(gòu)建的時候,我們只有使用全網(wǎng)絡(luò)的對地電容電流進(jìn)行故障點的流過。該電流一般小于5A,故電動機上可不安裝專門配合的接地保護(hù)裝置。當(dāng)接地電流超過了5A的時候,我們就應(yīng)該有針對性地安裝接地保護(hù)系統(tǒng)。一般說來如果單相接地電流直接顯示的數(shù)值已經(jīng)達(dá)到了10A或者以上數(shù)量級的時候,接地保護(hù)動作自身的行為就會在跳閘這個基本信號操作方面得到體現(xiàn),并且相對的,當(dāng)電流的大小為10A以下數(shù)量級的時候,接地保護(hù)的動作就會在一般信號方面得到明確的顯示。

電動機如果出現(xiàn)了不正常的工作狀態(tài)體現(xiàn),其主要的原因一般是由于過負(fù)荷運行所造成的。那么,引起過負(fù)荷的主要原因體現(xiàn)在如下的幾個方面:首先是電動機所帶的機械負(fù)載已經(jīng)超出了規(guī)定數(shù)量值,其次是供電網(wǎng)絡(luò)的電流和針對性的頻率持續(xù)降低所導(dǎo)致;然后是啟動的時間或者是進(jìn)行自啟動的時間過長所導(dǎo)致。如果進(jìn)行了長時間的超負(fù)荷運行,那么當(dāng)前的電動機自身機體溫度上升幅度就會直接超過允許數(shù)值,從而直接對自身機體的絕緣老化行為進(jìn)行了加速作用,并使得機體被電流擊穿,導(dǎo)致電動機本身被徹底燒壞。為此,對于生產(chǎn)過程中容易發(fā)生過負(fù)荷的電動機,或需要防止起動或自起動時間過長的電動機,要裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。

圖1 過流Ⅰ段保護(hù)邏輯

圖2 限時Ⅱ段保護(hù)邏輯

圖3 負(fù)序過流I的針對性保護(hù)邏輯

圖4 過負(fù)荷保護(hù)邏輯

圖5 零序過流保護(hù)邏輯

1. NRM-512測控裝置的簡要分析

NRM-512測控裝置主要適合在當(dāng)前的小電流接地系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行中壓或者是高壓的異步電機的保護(hù)操作使用。其適用的范圍一般為3kV~10kV之間。這種裝置為間隔層的設(shè)備,可以針對保護(hù)、測控或者是通信等等方面的功能進(jìn)行處理和實踐??梢栽陂_關(guān)柜的方面進(jìn)行就地安裝處理。

2. 電動機的保護(hù)

(1)速斷限時保護(hù):電流本身的速斷保護(hù)在實際運行當(dāng)中可以進(jìn)行電流自身整定處理的躲過操作,并且其整體的時限可以被自身設(shè)置為速斷或者是基于十分短暫時間構(gòu)建下的整定處理思路。這種保護(hù)當(dāng)前所針對的主要范圍構(gòu)建主要是基于電動機自身的短路方向,如圖1所示。

(2)堵轉(zhuǎn)保護(hù):當(dāng)前環(huán)境構(gòu)建下的這種保護(hù)行為可以在我們當(dāng)前自身電機進(jìn)行啟動操作并結(jié)束之后進(jìn)行相對的自動投入思路構(gòu)建,并且一般說來這種保護(hù)可以根據(jù)當(dāng)前的啟動電流環(huán)境或者是對應(yīng)的堵轉(zhuǎn)電流構(gòu)建下進(jìn)行對應(yīng)的電流整定思路構(gòu)架,其最關(guān)鍵的一點就是對于當(dāng)前電動機自身的啟動時間相對較長,或者是在當(dāng)前的自身運行過程當(dāng)中的堵轉(zhuǎn)進(jìn)行針對性的保護(hù)措施構(gòu)建。延時可根據(jù)需要整定為反時限處理。根據(jù)當(dāng)前的國際電工委員會指定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,這種裝置主要針對的標(biāo)準(zhǔn)化反時限特性方程為極端反時限方程:

在這個算式中,IP所代表的含義就是電流基準(zhǔn)數(shù)值,然后我們?nèi)∵^流的Ⅱ段作為定值,然后把tP設(shè)置為時間常數(shù),仍然跟前面一樣取過流的Ⅱ段作為定值,整體的時間范圍設(shè)定為0.1s~1s之間,如圖2所示。

(3)負(fù)序過電流保護(hù):當(dāng)電動機之前的三相電流環(huán)境下有十分巨大的不對稱行為的時候,就會出現(xiàn)相對來說數(shù)值量級比較巨大的負(fù)序電流,并且這種負(fù)序電流一般說來會體現(xiàn)出兩倍甚至以上的工頻電流,這種情況最直接的后果就是轉(zhuǎn)子的附加發(fā)熱程度呈現(xiàn)出十分明顯和巨大的上升趨勢,直接對電動機自身的安全運行產(chǎn)生了危害。NRM-512裝置本身有著非單向設(shè)定構(gòu)架框架下的定時限負(fù)序過流保護(hù),并且針對于電動機的反相、斷相以及相對應(yīng)的匝間短路的情況進(jìn)行有針對性地處理,還可以對當(dāng)前比較嚴(yán)重的電壓不對稱情況和其他相關(guān)的異常工作狀況進(jìn)行針對性質(zhì)的保護(hù)。在這些情況當(dāng)中,負(fù)序過流Ⅱ段作為非遲鈍表現(xiàn)構(gòu)架下的非平衡狀態(tài)電流保護(hù)構(gòu)建,可以基于控制字的手段和調(diào)試方式來對這段線路進(jìn)行針對性的跳閘甚至是報警的處理,同時我們還可以選擇報警這個時段進(jìn)行負(fù)序過負(fù)荷報警的方式進(jìn)行使用,也可以針對控制字的處理來對這個段進(jìn)行定時限特性的處理,同時,反時限特性的方式和過流Ⅱ段的方式相同,如圖3所示。

(4)過負(fù)荷保護(hù):當(dāng)前的國核保護(hù)可以直接針對定子電流自身的表現(xiàn)打消進(jìn)行最為直觀的反映,在相對應(yīng)的時限當(dāng)中可以通過針對性的控制字來進(jìn)行對應(yīng)的報警或者是跳閘操作,如圖4所示。

(5)零序過流保護(hù):零序過流保護(hù)可以直接針對電動機自身的定子接地行為進(jìn)行反應(yīng),并且和上面一樣也可以基于控制字段進(jìn)行針對性的操作控制,以便使其在不同的場合下都可以進(jìn)行使用,如圖5所示。

(6)零序過壓保護(hù):這種保護(hù)主要是體現(xiàn)在電動機自身的定子接地方面,和上文一樣也可以基于控制字段進(jìn)行針對性的操作控制,以便使其在不同的場合下都可以進(jìn)行使用,如圖6所示。

(7)低電壓保護(hù):一般說來,當(dāng)前的3個相間電壓構(gòu)建下的所有電壓如果其自身功率小于對應(yīng)的過電壓自身的保護(hù)定值構(gòu)建,并且其時間耗費超過了對應(yīng)的整定實踐框架下的時候,低電壓保護(hù)就會自動啟動運行。當(dāng)前的過電壓保護(hù)主要經(jīng)過TWJ進(jìn)行對應(yīng)的閉鎖。并且,本裝置可以根據(jù)情況的不同,針對PT斷線的情況進(jìn)行自動地辨認(rèn)和分析,并且針對低電壓保護(hù)的情況進(jìn)行閉鎖構(gòu)建,如圖7所示。

圖7 低電壓保護(hù)邏輯框架

圖8 過電壓保護(hù)邏輯

圖9 過熱保護(hù)邏輯

圖10 非電量保護(hù)邏輯

(8)過電壓保護(hù):一般說來,當(dāng)前的3個相間電壓構(gòu)建下的任何一個電壓如果其自身功率大于對應(yīng)的過電壓自身的保護(hù)定值構(gòu)建,并且其時間耗費超過了對應(yīng)的整定實踐框架下的時候,低電壓保護(hù)就會自動啟動運行。當(dāng)前的過電壓保護(hù)主要經(jīng)過TWJ進(jìn)行對應(yīng)的閉鎖,如圖8所示。

(9)過熱保護(hù):這種保護(hù)的主要目的就是為了預(yù)防電動機自身產(chǎn)生過高的熱量而進(jìn)行設(shè)計的,因此我們在這個裝置中對一個可以針對這方面進(jìn)行模擬的模型進(jìn)行了設(shè)置,同時在設(shè)置的時候?qū)τ谙鄬?yīng)的電動機正序以及負(fù)序電流所產(chǎn)生的熱效應(yīng)進(jìn)行探索和分析,在這個基礎(chǔ)上我們引進(jìn)了等值發(fā)熱電流Ieq的參數(shù)。

保護(hù)動作方程的配平為:

在這個算式中,τ1為電動機熱積累定值數(shù)值構(gòu)建,也就是發(fā)熱時間常數(shù)Tfr1,在當(dāng)前設(shè)備自身的熱積累值達(dá)到Tfr1*GRBJ也就是可以進(jìn)行報警的數(shù)值下限的時候,設(shè)備自動發(fā)出報警信號,當(dāng)熱積累值達(dá)到Tfr1時發(fā)出跳閘信號。

當(dāng)整個電動其自身的過熱保護(hù)被激活之后,立刻啟動的行為是禁止的,我們必須要等到當(dāng)前的電動機自身散熱達(dá)到一定的程度可以進(jìn)行安全啟動的時候才可以進(jìn)行激活。但是如果出現(xiàn)了必須強制啟動的情況,可以通過復(fù)位鍵進(jìn)行強制冷卻的設(shè)置,如圖9所示。

(10)非電量保護(hù):本裝置2路非電量保護(hù),分別通過控制字選擇經(jīng)延時跳閘,如圖10所示。

結(jié)語

現(xiàn)在高壓電動機已成為當(dāng)前我們生產(chǎn)生活當(dāng)中不可缺少的重要的動力設(shè)備。為了確保當(dāng)前生產(chǎn)安全穩(wěn)定不斷前進(jìn),我們必須要加強對高壓電動機的保護(hù),并且需要大家不斷提高和努力完善。

[1]喬靜宇.新編電氣工程師實用手冊(上、下冊)[M].北京:中國水利水電出版社,2001.

TM358

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