高压电动机差动保护,属于主保护,主要用于大容量高压电机(一般2000kW及以上高压电机,或重要10kV电机),保护电机定子绕组相间短路故障,不保护匝间短路、接地故障。原理和变压器差动类似,但电机有自身特殊工况,整定逻辑不一样。
一、基本原理
在电机定子电源侧(机端)和中性点侧分别装设两组电流互感器CT,把两侧电流接入差动保护装置。
正常运行、外部故障:两侧电流大小、相位基本相等,差动回路电流≈0,保护不动作。
电机定子内部相间短路:机端与中性点侧电流出现差值,差动回路出现大电流,保护瞬时跳闸,跳开电机高压断路器。
注意:高压电机很多是三相六端子引出,中性点直接引出,才可以做完整的比率差动;如果电机中性点在电机内部封星,外部没有中性点引出,不能装设差动保护。
二、CT配置关键点
1、机端CT、中性点CT变比必须完全一致;
2、CT极性必须正确:P1朝向电机,二次S1、S2接线不能接反,极性接反会正常运行就误动;
3、CT精度:差动用CT选5P20,不能用计量级0.5级;
4、二次回路严禁开路,两点接地规范。
三、电机差动和变压器差动的核心区别
1、电机启动时有很大启动冲击电流(57倍额定),差动保护要躲过电机启动电流;变压器是励磁涌流。
2、电机没有励磁支路,理想状态正常时差流为0;但CT误差会产生不平衡电流。
3、电机差动一般采用比率制动差动保护:外部故障电流越大,制动电流越大,抬高动作门槛,防止CT饱和造成误跳闸。
四、保护范围与不能保护什么
保护:电机定子绕组、电机引出电缆内部三相/两相相间短路
不保护:定子匝间短路(没有引出中性点的电机,差动无法识别匝间;部分装置有匝间保护功能需另配)
单相接地故障:需要另外配置零序接地保护
转子故障、断条:靠负序过流保护
过载:靠热过载保护
五、常见故障问题
1、电机启动时差动误跳闸
CT极性接反;两侧CT变比不一致;制动系数设置过小;二次回路接触不良;错误投入二次谐波闭锁。
2、区内故障保护不动作
差动启动电流整定值过大;CT断线;二次回路断线。
CT断线告警:很多差动装置带CT断线闭锁,断线时闭锁差动,防止误动,但要及时处理。
六、试验调试要点
核对CT极性:一次通流试验,看装置机端、中性点电流相位、幅值;
做差动保护传动:模拟内部故障,检查保护瞬时跳闸;
模拟区外故障,检验比率制动,不误动;
核对:二次谐波闭锁功能退出(绝大多数高压电机)。