高压变频器电动机保护的配置
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高压变频器对电动机继电保护的影响及解决措施摘要高压变频器是一种能够调节电动机转速和输出功率的节能设备,广泛应用于火力发电厂等领域。
然而,高压变频器的应用也给电动机的继电保护带来了新的挑战和问题,如差动保护、过流保护、过负荷保护等。
本文分析了高压变频器对电动机继电保护的影响原因,结合实际案例提出了相应的解决措施,包括保护配置、整定、测试等方面。
实践证明,这些措施能够有效地提高电动机的保护可靠性和安全性,为发电企业节能减排、安全稳定运行提供技术支持。
关键词高压变频器;电动机;继电保护;差动保护;过流保护正文1 引言随着社会经济的发展和能源需求的增长,火力发电厂作为主要的发电方式之一,面临着提高效率、降低成本、减少污染等多重压力。
为了实现这些目标,火力发电厂中的重要辅机,如锅炉引风机、送风机、汽轮机电动给水泵、凝结水泵等,需要进行流量调节以适应不同的工况需求。
传统的流量调节方法是通过调节风门或阀门的开度来改变流体阻力,但这种方法会造成大量的节流损失和耗能,影响系统的经济性和效率。
为了解决这个问题,高压变频器作为一种能够根据负载需求改变电动机转速和输出功率的节能设备,被广泛应用于火力发电厂中。
高压变频器的基本原理是将工频为50Hz的交流电源整流成直流,再逆变成可调节频率和幅值的交流电源,供给电动机驱动。
通过改变交流电源的频率,可以改变电动机的转速,从而调节流体流量,消除风门或阀门的截流损耗,提高系统效率和节能效果。
然而,高压变频器的应用也给电动机的继电保护带来了新的挑战和问题。
由于高压变频器输出的交流电源与输入的交流电源在频率、相位、波形等方面没有必然联系,导致传统的继电保护方式无法适用或失效。
例如,在差动保护中,如果将变频器纳入差动范围,则会造成差动比值不匹配或差动相位不一致而误动作;在过流保护中,如果将变频器输出端作为过流测量点,则会造成过流定值不准确。
2影响相量差动保护原理基于基尔霍夫电流定律,被保护设备两侧电流频率一致是构成相量差动的基本条件。
高压电机变频改造后综合保护配置方案摘要:随着电力电子技术的发展,变频器在电厂得到了广泛应用。
目前的新建电厂,重要辅机如风机、水泵等,一般均要求考虑配置变频器拖动;越来越多的已建电厂正在进行或已完成高压电动机采用变频器的改造。
高压电动机采用采用变频器拖动后,电动机保护如何配置才能保证机组安全可靠的运行,成为电厂、设计院、保护厂家关注的问题。
关键字:大型电动机;变频;保护配置1变频方式下电动机保护面临的问题采用变频装置后,电动机实现了软启动,启动电流从零开始平滑上升,启动电流显著减小,只有额定电流的1.2~1.5倍(工频可达5倍左右),电动机可以在较小的电流下实现加速、减速,发热较小。
但是,同时启动时间却有所延长。
这对按照躲过启动电流整定的保护和按启动时间整定的保护会带来一定的影响。
据实验实测,移相变压器将会产生5-6倍励磁涌流。
变频器输出侧频率将根据现场运行情况不断调整和变化,输出侧电流的频率可在0.2~400Hz内变化,同时变频器输出侧电流存在一定谐波分量,尤其当电动机在低频段工作时,谐波分量更高。
由于谐波电流的影响,电动机的发热量较工频运行方式下有所增加。
高压电动机变频运行后,电流互感器更容易饱和。
根据电磁式互感器的工作原理,在电压一定的情况下,频率和磁通成反比关系。
频率越低,互感器通过的磁通越大。
因此,在低频情况下.传统的工频互感器极容易发生饱和。
对于变频调速系统,由于附加了变频器装置,变频器的输入电流和输出电流在频率和相位上没有必然的联系。
这是影响电动机继续使用相量差动保护的最大障碍;电动机相量差动保护的工作原理是基于比较电动机两端电流的大小与相位的。
然而变频器输入输出侧的电流在相位上不一致,在工频运行方式下的差动保护中,即使电动机在正常工作情况下也会有相当数量的差流出现。
但是,对于电动机的输入和输出电流,它们的频率和相位是一致的,因此可以考虑对电动机单独进行差动保护,差动保护所需电流取自电动机的输入侧和输出侧。
高压变频器对电动机继电保护的影响及解决措施摘要:变频器技术是节能降耗有效技术体系,尤其是在现代工业制造中,变频器技术的应用可以成为生产系统能效优化的基础。
目前,一些制造商使用高压电动机变频来调节电机系统的性能。
但是,结合实际情况,变频器增加后传统高压电动机装置的整体性能下降,因此无法进行全面保护。
变频技术越来越多的企业使其够革新,提高继电保护的质量,从而为公司高质量生产线的创新奠定良好的基础。
电机继电保护在高压变压器在中的应用主要采用差动法,该装置允许变压器和电机保护装置发挥作用。
这不仅使高压变压器能够保护电机继电器,而且还能显着节约成本,分析了继电保护影响及解决。
关键词:高压变频;继电保护;差动保护电力公司为了节约能源、降低能耗、提高电网的价格竞争力,通常采用变频调速。
如果变频调速安装在高压电动机中,则常规保护装置不能差动,后备保护装置只能通过变频器提供。
在电厂中,电动机高压变频调速在改变,使用程序进行电机保护配置和整定意义重要。
一、变频器的基本原理在目前的生产中,电力和化工企业大量的机电设备,这意味着泵、引、送风机消耗的能源较多。
变频调速系统基于节能环保,该系统的运行要求可以与流量控制和阀门的科学设置相结合,以便在需要时降低能耗。
例如,在火电厂发电动机当前调试中,可以将现代通信技术与电气和电子相结合,将输出频率50Hz设置为直流运行,然后斩波、还原。
降低的交流频率可与流体电流相结合,实现自动控制并控制电机转速,这提高了整个工厂的效率,节约了能源,减少了消耗。
二、变频器节能的基本原理大型电源设备,如水泵、锅炉引风机、一次二次风机等,负担很重。
这些风机与水泵系统通常需要不断调整流量以满足操作要求。
该组的输出功率和负载不得在电机频率下变化,因此必须在系统的入口挡板中进行调整,这可能会导致能量损失。
比如年负荷率低中高负荷分别是(50~60)、(80~90)%,这就需要更多的时间。
电机调节时,可以通过改变工作频率,调节电机转速来调节电流,减少电机故障,优化电机效率,使改造变频后消除了冲击电流、电机启动,电机、电缆、开关等原因。
高压变频器电动机保护的配置根据国家能源政策的要求,节能减排工作已全面展开,而在大型火力发电厂,厂用电率的降低势在必行。
对于占厂用电绝大部分的高压电动机来说,节能领域的重要技术措施就是高压变频技术的应用。
随着电力电子技术的发展,变频器在电厂得到了广泛应用。
目前的新建电厂,重要辅机如风机、水泵等,一般均要求考虑配置变频器拖动;越来越多的已建电厂正在进行或已完成高压电动机采用变频器的改造。
高压电动机采用采用变频器拖动后,电动机保护如何配置才能保证机组安全可靠的运行,成为电厂、设计院、保护厂家关注的问题。
1传统电动机保护配置异步电动机的故障有定子绕组相间短路故障、绕组的匝间短路故障和单相接地故障;不正常运行状态主要有过负荷、堵转、起动时间过长、三相供电不平衡或断相运行、电压异常等。
因此,对于高压电动机,根据规程以差动保护或电流速断为主保护,以过负荷保护、过流保护、负序保护、零序保护及低电压保护等作为后备保护。
2目前变频器电动机保护配置发电厂为保证系统的可靠性,高压电动机一般采用变频器带工频旁路,以便即使在变频器检修时也可通过工频旁路,保证电动机的正常运行。
图1为现场高压电动机变频器改造的示意图,其中K1、K2开关保证变频器检修时,与主回路无接触点,此时K3开关闭合,电动机通过旁路运行。
当电动机通过旁路运行,此时由厂用电中高压母线工频电压直接驱动电动机,进线开关QF处保护装置的保护对象是开关出线以及电动机本体。
因此,此时应该按照常规电动机保护的要求配置电动机保护,有差动保护要求的,需要配置电动机差动保护。
当旁路开关K3断开,电动机由变频器拖动时,进线开关QF处保护装置的保护对象是开关出线以及变频器。
由于目前发电厂使用的变频器一般由整流变压器、控制柜等部分构成,即进线开关QF处保护装置的保护对象是开关出线以及整流变压器。
此时电动机成为与厂用电母线隔离后高压变频器的负荷,因而电动机的保护应由高压变频系统的控制器实现。
变频器器参数设置大全1.基本参数设置-额定电压:根据电机的额定电压选择变频器器的输入电压。
-额定功率:根据电机的额定功率选择变频器器的容量。
-额定频率:根据电机的额定频率选择变频器器的输出频率。
-开启时间:设置变频器器启动的时间,要确保电机能够顺利启动。
2.频率控制参数设置-加速时间:设置电机从静止到额定速度所需的时间。
-减速时间:设置电机从额定速度到静止所需的时间。
-加速度:设置电机加速的速率。
-减速度:设置电机减速的速率。
-最大输出频率:设置变频器器的最大输出频率,一般为电机的额定频率。
3.电流控制参数设置-额定电流:根据电机的额定电流选择变频器器的容量。
-过负荷保护:设置变频器器在电机电流超过额定电流时的保护措施,可以选择直接切断输出或者进行报警。
-过载保护:设置变频器器在电机负载超过额定负载时的保护措施,可以选择直接切断输出或者进行报警。
4.PID控制参数设置-比例系数:根据需要调整PID控制中的比例系数。
-积分时间:根据需要调整PID控制中的积分时间。
-微分时间:根据需要调整PID控制中的微分时间。
5.转矩控制参数设置-转矩增益:根据需要调整转矩控制中的增益。
-转矩限制:设置变频器器在电机转矩超过额定转矩时的保护措施,可以选择直接切断输出或者进行报警。
6.过载保护参数设置-过载时间:设置变频器器在电机过载一定时间后的保护措施,可以选择直接切断输出或者进行报警。
-过载倍数:设置变频器器在电机负载超过额定负载一定倍数后的保护措施,可以选择直接切断输出或者进行报警。
7.故障保护参数设置-震动保护:设置变频器器在电机出现较大震动时的保护措施,可以选择直接切断输出或者进行报警。
-过热保护:设置变频器器在电机温度超过一定值时的保护措施,可以选择直接切断输出或者进行报警。
-短路保护:设置变频器器在电路短路时的保护措施,可以选择直接切断输出或者进行报警。
8.通信参数设置- 通信协议:根据需要选择变频器器的通信协议,如Modbus、Profibus等。
1、电压源型与电流源型高压变频器的区别。
变频器的主电路大体上可分为两类:电压源型和电流源型。
电压源型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波元件是电容;电流源型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波元件是电感。
2、为什么变频器的输出电压与频率成比例的改变?异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过的电流之间相互作用而产生的,在额定频率下,如果电压一定而只降低频率,那么磁通就过大,磁回路饱和,电机电流增大,严重时将烧毁电机。
因此,频率与电压要成比例地改变,即改变频率的同时控制变频器的输出电压,使电动机的磁通保持一定,避免磁饱和现象的产生。
这就是VVVF的定义。
这里的电压指的是电机的线电压或者相电压的有效值。
3、电动机使用工频电源驱动时,电压下降则电流增加;对于变频器驱动,如果频率下降时电压也下降,那么电流是否增加?频率下降(低速)时,如果输出相同的功率,则电流增加,但在转矩一定的条件下,电流几乎不变。
4、采用变频器运转时,电机的起动电流、起动转矩怎样?采用变频器运转,随着电机的加速相应提高频率和电压,起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同,为125%~200%)。
用工频电源直接起动时,起动电流为6~7倍,因此,将产生机械电气上的冲击。
采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。
起动电流为额定电流的1.2~1.5倍,起动转矩为70%~120%额定转矩;对于带有转矩自动增强功能的变频器,起动转矩为100%以上,可以带全负载起动。
5、V/f模式是什么意思?频率下降时电压V也成比例下降,这个问题已在回答4说明。
保持V/f比恒定控制是异步电机变频调速的最基本的控制方式,它在控制电机的电源频率变化的同时控制变频器输出的电压,并使二者之比V/f为恒定,从而使电机的磁通保持恒定。
在电机额定运行情况下,电机的定子电阻和漏抗的电压降比较小,电机的端电压和电机的感应电势近似相等。
V/f比恒定控制存在的主要问题是低速性能较差。
汇川技术高压变频器性能参数手册概述本文档是关于汇川技术高压变频器的性能参数手册。
此手册旨在向用户提供详细的高压变频器性能参数信息,帮助用户了解产品的技术规格和性能指标。
产品介绍汇川技术高压变频器是一种用于电动机控制的电子设备。
它可以根据用户的需求和控制要求,对电机进行精确的调速和控制。
高压变频器在工业和商业领域广泛应用,提高了电机的效率和系统的稳定性。
技术规格以下是汇川技术高压变频器的主要技术规格:1. 输入电压范围:AC 380V~690V,50/60Hz2. 输出功率范围:1kW~5600kW3. 额定输出电流范围:2A~1000A4. 控制方式:V/F控制、矢量控制、矢量控制+矢量编码器反馈5. 控制精度:电压±1.0%、电流±0.5%6. 可编程输入输出:数字输入11路/数字输出7路/模拟输入4路/模拟输出2路7. 通信接口:RS485、Modbus、Profibus、Profinet等8. 防护等级:IP20(标准),IP21、IP54和IP66(可选)性能指标以下是汇川技术高压变频器的主要性能指标:1. 效率:≥ 98%2. 超载能力:150%额定电流持续运行1分钟,180%额定电流瞬时运行10秒钟3. 加减速时间:根据负载情况可调,快至0.01秒4. 输出频率范围:0~120Hz5. 过载能力:150%额定电流运行60秒,180%额定电流运行10秒6. 过电流保护:电流达到额定电流的150%时自动保护,可设定保护等级安装和操作详细的安装和操作指南将提供给购买汇川技术高压变频器的用户。
用户需要确保在安装和操作过程中遵守相关安全规定和技术要求,以保障设备运行的安全和稳定性。
免责声明本手册提供的所有信息和数据仅供参考,不构成对产品性能的任何明示或暗示的保证。
由于技术升级和产品改进的原因,手册中的信息可能会有所变动。
请在购买和使用汇川技术高压变频器之前,与厂家取得最新的产品资料和确认。
高压变频器正常使用条件前言:任何电气系统,都有它的使用条件,达不到正常的使用条件,则电气系统不能正常的运行,作为高压变频器也不例外;下面对变频器正常电气使用条件的国际标准进行引用分析,以及根据国标制定的企业标准、检验标准进行探讨及说明。
同时对部分电气参数的检验指标进行阐述,以使读者更全面的了解合康高压变频器的使用条件,一些保护功能和相关的量值,以及对输入电源自身保护装置的设置情况。
一,电气使用条件的国家标准PDS系统应当设计成能够在下列表中所规定的电气使用条件下运行。
(GB/T二,高压变频器的验收准则(性能准则)应使用验收准则来检验PDS抗外部骚扰的性能(GB/T 12668.3--2003/IEC 61800-3:1996 见5.1.1)按给定的骚扰的影响分A,B,C三种验收(性能)准则,其中每个准则都定义了一个特定的性能等级。
于子部件的性能能达到验收性能A的标准。
三,变频器检验调试的相关项目1。
频率变化及变化率因前级有隔离变压器,相应的频率变化及换相缺口对电力电子模块(变频器后级的功率单元)冲击影响有限,应视能达到验收A的标准。
合康高压变频器因采用的多个二次绕组变压器的电压源型多电平逆变器传动系统,因此电压谐波对变频的影响甚微,能达到验收A的标准。
变频器连机后,带空载电机输入高电压测试:将输入电压调到+10%(为6600V和11000V)检验变频器能正常的工作;测试记录变频器的输出电压,与额定输入电压时的变频器输出电压比较有≤+1%的正向偏差,能达性能验收的A级输入低电压测试:将输入电压调到-20%(为4800V和8000V)检验变频器能正常的工作;测试记录变频器的输出电压,与额定输入电压时的变频器输出电压比较有≤-10%的负向偏差,能达性能验收的A级参考文献:调速电气传动系统(第3部分:产品的电磁兼容性标准及其特定的试验方法(GB/T 12668.3--2003/IEC 61800-3:1996 )调速电气传动系统(第4部分:一般要求)交流电压1000V以上但不超过35KV的交流调速电气传动系统额定值的规定GB/T 12668.4---2006/IEC61800-4:2002合康高压变频器检验标准合康亿盛科技有限公司整机检验文件。
高压变频器工作原理一、概述高压变频器是一种用于调节电动机转速的电力设备,广泛应用于工业生产中。
它通过改变电源输入的频率和电压,实现对电动机的精确控制。
本文将详细介绍高压变频器的工作原理及其组成部分。
二、工作原理高压变频器的工作原理可以分为四个主要步骤:整流、滤波、逆变和PWM控制。
1. 整流高压变频器的输入电源通常是三相交流电源,首先需要将交流电转换为直流电。
这一步骤通常通过整流桥实现,整流桥由多个二极管组成,可以将交流电转换为单向的直流电。
2. 滤波直流电通常存在一定的波动和纹波,为了保证电路的稳定性,需要对直流电进行滤波处理。
滤波电路通常由电容器和电感器组成,能够平滑直流电的波动,使其变得更加稳定。
3. 逆变经过滤波后的直流电需要再次转换为交流电,这一步骤通常通过逆变器实现。
逆变器由多个晶体管或功率模块组成,可以将直流电转换为可调节频率和电压的交流电。
4. PWM控制逆变器输出的交流电需要经过PWM(脉宽调制)控制,以实现对电动机的精确调节。
PWM控制可以通过改变逆变器输出波形的占空比来控制电动机的转速和扭矩。
通常,PWM控制由微处理器或数字信号处理器完成,根据输入的控制信号计算出逆变器输出波形的占空比。
三、组成部分高压变频器通常由以下几个主要组成部分构成:1. 整流单元整流单元由多个二极管组成,用于将交流电转换为直流电。
整流单元的质量和效率对整个高压变频器的性能影响较大。
2. 滤波电路滤波电路由电容器和电感器组成,用于平滑直流电的波动,保证电路的稳定性。
滤波电路的设计需要考虑电流和电压的波动范围,以及对纹波的抑制要求。
3. 逆变器逆变器由多个晶体管或功率模块组成,用于将直流电转换为可调节频率和电压的交流电。
逆变器的设计需要考虑功率损耗、效率和输出电压波形的质量。
4. 控制单元控制单元通常由微处理器或数字信号处理器组成,负责接收输入的控制信号,并根据算法计算出逆变器输出波形的占空比。
控制单元还可以实现对高压变频器的保护功能,如过流、过压、过温等。
功率单元串联多电平结构的高压变频器解析方案1 引言在火力发电厂中,风机和水泵是主要的耗能设备,通常情况下其输入能量的15~20%被电机和风机或水泵本身所消耗,约35~50%的输入能量被档板或阀门节流所消耗,因此对发电厂的风机和水泵进行节能改造具有很大的潜力。
如果用电动机调速装置来代替原来的风门、档板、阀门来调节流量,将取得显著的节能效果。
变频调速是用变频电源改变电动机定子绕组的频率,从而改变同步转速来实现调速。
变频系统首先将电网中的交流电整流成直流电,再通过逆变器逆变为频率可调的交流电,供给交流电动机,从而改变电机的转速。
这种方法具有高效率、宽范围和高精度的调速性能,规格系列齐全可以满足各种不同需求,因而被广泛采用,是较具发展前途的理想调速方法。
特别是电流源型高压变频器在动态精度要求高的地方具有明优势,适用于轧机、提升设备的应用。
三电平高压变频装置,由于其器件较少,结构相对简单,较适合于3.3kv或4.16kv的电机应用。
功率单元串联多电平结构的高压变频器,适合于风机水泵类负载,但不适合用在对动态要求很高的地方。
2 高压变频器选用的技术因素高压变频器除了应具备通用变频器所具有的基于拖动系统要求的各项技术性能之外,由于其大功率的缘故,在一些低压小功率变频器中并不重要的问题,在这里却显得很重要,主要包括:2.1谐波对厂用电系统的影响高压变频器的整流和逆变电路都使用了电力电子器件的开关特性,在其输入和输出端都会产生波形畸变。
由于高压变频器一般功率较大,其功率可能占厂用电系统容量的相当大一部分,因此,这种畸变对于供电线路和负载电机两方面都会造成有害的影响,如变频器输出电流谐波可能会造成电机过热,产生过大的噪声,影响电机的寿命;而且电机必须“降额”使用。
这一点与低压变频器有很大的不同。
降低高压变频器谐波电流对电源电压的影响,较根本的方法是尽可能减少以至消除高压变频器本身电流的波形畸变。
高压变频器输入谐波畸变必须控制在ieee-519和gb12668标准规定的范围内,不应对厂用电系统中其他负载的正常工作造成影响。
高压变频器对电动机继电保护的影响及解决措施摘要:以具体的工程案例作为切入点,结合高压变频器对电动机产生的影响进行分析。
定位高压变频器使用之后电动机出现差动保护的具体原因,并且结合变频改造的实际案例和变频工况,分析差动保护的具体优化方案,以此来进一步提升电动机保护的质量,确保可以为当生产企业的节能减排以及稳定安全运行提供技术基础。
关键词:高压变频器;电动机机;电保护优化变频技术是当前企业发展节能降耗的主要技术体系,尤其是在当前的工业生产领域,变频技术的使用,可以为生产体系的节能优化奠定基础。
当前,部分生产企业采取高压电动机变频调速技术来实现电动机系统的性能调控。
但是结合实际情况来看,在增加了变频器之后,原有的高压电动机常规保护装置,整体性能下降且无法提供全过程保护服务,因此越来越多的企业落实变频调速技术的创新,致力于增强电动机继电保护质量,确保可以为企业生产线的高质量创新奠定良好基础。
1.传统电动机保护配置电机故障主要有:定子绕组相间短路、绕组匝间短路、单相接地故障;超负荷、阻塞、启动时间过长、三相供电不均衡或断相运行、电压异常等。
所以,高压电机应按规定采用差动保护和电流快关保护,过负荷保护、过流保护、负序保护、零序保护和低压保护。
2.现行变频电机的保护结构为了确保电力系统的可靠,高压电机通常都是采用变频调速工频旁路,这样即使在变频器维修时,也可以进行工频旁路,从而确保其正常工作。
这种保护的结构形式有两个主要的问题:(1)需要在2000 kW或更大功率的马达中设置差动保护。
当变频调速电机被拖动时,电机的差动保护会被取消,从而影响了保护的可靠性。
(2)在任何时间,仅有一个变压器保护装置和电动机保护装置被启用,从而降低了装置的运行效率。
3.变频器节能的基本原理在化工行业中,存在着大量的耗能设备,例如:给水泵、锅炉引风机、一次风机、二次风机等。
为了达到操作的要求,风机、水泵等相应的设备往往要经常调整流量。
6KV厂用高压电机保护配置及运行维护检查一、概述:目前微机型电动机保护除了原有的差动保护、速断保护、接地保护、过负荷、低电压保护外,还新增了负序保护、过热保护等。
如:#1、2、3给水泵,#1、2引风机及增压风机等容量较大电机带有差动保护。
装设接地保护。
当接地电流为5A一10A时可作用于信号,当接地电流大于10A时接地保护一般动作于跳闸。
但对容量为2000KW以上的电动机接地电容电流达5A,即应装设单相接地保护跳闸。
当保护灵敏度不够时允许带短时限(051—1S)动作。
电动机单相接地保护,由一电流继电器LJ0接于零序电流互感器LH0上构成。
电动机低压保护设置的一般原则电动机的低电压保护是一种辅助保护,只有在下列情况下才装设。
(1)为了保证重要电动机的自启动。
当供电网络电压降低或中断时,由该网供电的所有异步电动机的转速都要下降,而同步电动机有可能失步。
当电压恢复时,大量电动机自启动并吸收很大的自启动电流,致使电压恢复时间拖长,增加了自启动时间,甚至使自启动成为不可能。
因此,为了保证重要电动机的自启动,电动机低电压保护动作时,要跳开一些不重要电机。
(2)使不允许或不需要自启动的电动机跳闸。
根据生产工艺要求,当电源电压短时降低或中断时不允许或不需要自启动的电动机,应装设低电压保护,通过一定的时限跳闸。
(3)使困电源电压长时问消失,而不允许自起动的重要电动机跳闸。
据生产过程和技术保安要求,在电源电压长时间消失后,不允许自启动的重要电动机应装设低电压保护,以一定的时限跳闸。
二、厂用电动机低压保护接线的基本要求:(1)三相电压短时下降到整定值时,能可靠启动,并闭锁电压回路断线信号装置,不致误动作。
(2)当电压互感器二次熔断一相、二相或三相同时熔断时,低电压保护也不应该误动作。
为此,装设三相低电压启动元件,并在第三只继电器上增设分路熔断器。
(3)当母线电压降低到额定电压的60%ue一70%Ue时,首先应以0.5~1.5S的时限切除次要的电动机;当电压继续下降到50%ue~55%ue时,低电压保护才以5—10S的时限切除不允许长期失电后再启动的或有备用机组的重要电动机。
高压柜继电保护定值
一、电动机保护
1、绕线式(带水电阻):
过流设定为额定电流的1.2倍,时间设定为35S(具体根据电机的启动时间定,躲过电机的启动时间);
速断设定为额定电流的5倍,时间设定为0S
2、鼠笼式:
过流设定为额定电流的1.2倍,时间设定为20S(具体根据电机的启动时间定,躲过电机的启动时间);
速断设定为额定电流的9倍,时间设定为0S
二、变压器保护
过流设定为额定电流的1.5倍,时间设定为1S
过负荷设定为额定电流的1.2倍,时间设定为15S
速断设定为额定电流的5倍,时间设定为0S
三、进线柜保护
1、本级:
过流设定:级下的变压器按负荷计算电流,电机计算正常运行电流,相加后并加最后一台电机的启动电流,以躲过最大电流定,时间设定为0.9S
速断设定为额定电流的4倍,时间设定为0S
2、上一级:
1
过流设定为下一级设定值的1.1倍,时间设定为1.5S
速断设定为额定电流的6倍,时间设定为0S
四、所有速断保护时间全部为0S
五、目前中压变频器高压柜的定值是按电动机整定,改为按中压变频变压器整定
六、目前低电压保护部分投入、部分未投入,电机、变压器全部投入低电压保护,整定值为70V
七、考虑到线路、变压器、电机等三相电流不平衡的影响,前期频繁出现零序误动作现象,零序不投入跳停,作为报警。
2。
高压变频器的保护及故障处理方法高压变频器是采用多单元串联结构的交-直交电压源型变频器,它通过多重叠加技术实现输入、输出电压、电流波形的正弦化,谐波得到有效控制,减少了对电网和负载的污染是不需要滤波器的环保型高压变频器。
同时它还有完备的保护装置与措施来保护变频器和负载,以杜绝和避免因各种复杂工况而造成的损失,为用户创造更大的效益。
2.高压变频器的保护2.1高压变频器的进线保护进线保护是对用户进线端以及变频器的保护,其中包括防雷保护,接地保护,缺相保护,反相保护,不平衡度保护,过压保护,变压器保护等等。
这些保护装置一般都安装在变频器的输入端,在运行变频器之前得首先保证进线保护没有问题,方可运行。
2.1.1防雷保护是通过安装在旁路柜或变频器输入端的避雷器进型防雷保护,避雷器是一种能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量,保护电工设备免受瞬时过电压危害,又能截断续流,不致引起系统接地短路的电器装置。
避雷器接于变频器进线与地之间,与被保护变频器并联。
当过电压值达到规定的动作电压时,避雷器立即动作,流过电荷,限制过电压幅值,保护设备绝缘;电压值正常后,避雷器又迅速恢复原状,以保证系统正常运行,防止因雷击而受到损害。
2.1.2接地保护是通过在变频器进线端安装零序互感器装置,零序电流保护的原理是基于基尔霍夫电流定律,流入电路中任一节点的复电流的代数和等于零。
在线路与电气设备正常的情况下,各相电流的矢量和等于零,因此,零序电流互感器的二次侧绕组无信号输出,执行元件不动作。
当发生某一相接地故障时的各相电流的矢量和不为零,故障电流使零序电流互感器的环形铁芯中产生磁通,零序电流互感器的二次侧感应电压,反馈到主监控箱,进而发出保护命令,达到接地故障保护的目的。
2.1.3缺相、反相、不平衡度保护、过压保护。
缺相、反相、不平衡度保护,过压保护主要是由变频器进线电压反馈版或电压互感器进行进线电压采集,再通过CPU板进行运算来判断是否是缺相,反相,进线电压是否平衡,是否过压,因为如果输入缺相,或反相,以及电压不平衡或者过压很容易造成变压器烧毁,或是功率单元损坏,或者电机反转。
功率大于2000kW的高压电机差动保护方式的选择【摘要】介绍了功率大于2000kW的高压电机变频器起动及软起动器起动时差动保护的选择以及这两种起动方式在实际应用中的电气接线,纵联差动保护与磁平衡差动保护的共同点及不同点,优点及缺点。
差动保护时选用的电流互感器精度、容量及变比的选择。
【关键词】纵联差动保护;磁平衡差动保护【中图分类号】TU856【文献标识码】A【文章编号】1002-8544(2016)22-0168-02《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》中明确规定2000kW及以上的电动机,或电流速断保护灵敏系数不符合要求的2MW以下电动机,应装设纵联差动保护。
功率大于2000kW的高压电机,一般来说常用的起动方式有两种(1)变频器起动。
(2)软起动器起动。
一般如此大功率的电机原则上来说不推荐选择直接启动的启动方式。
下面我们来具体论述一下以上两种起动方式时,高压电机差动保护的电气接线。
1.变频器起动时高压电机差动保护的选择有两种方式磁平衡差动保护和普通纵联差动保护。
1.1 磁平衡差动保护时,差动保护的电气接线。
4TA为磁平衡差动线圈,放置于高压电机内部(电机订货要求中一定要写到,并明确电流互感器变比及保护级别、容量等),在电机本体上带有磁平衡差动电流互感器,然后把电流互感器信号接至高压综自保护装置中。
注意电动机综自保护装置一定要求是磁平衡差动保护装置(有些综自保护厂家磁平衡保护和电机普通纵联差动保护装置为一个保护装置,装置内部可以设置)。
具体接线如图一所示。
磁平衡差动保护不受电机起动方式的选择,选择任何起动方式的高压电机均可采用磁平衡差动保护,但是必须在电机订货时要求电机厂家在电机内部磁平衡差动线圈。
1.2 变频器起动时,普通纵联差动保护的电气接线。
由于电机采用变频器起动方式,变频器上侧及下侧电流有变化不一样大,故不能做作为纵联差动保护的取样电流。
这时差动电流的取样点必须取自于变频器下侧出口4TA处及电机本体中性点处5TA,具体详见图二。
较大功率变频电机供电电压等级选择的经济性分析摘要:本文主要针对工程中较大功率的电机的变频调速要求,通过分析比较高、低压变频技术方案的技术经济分析比较,得出合理选择电压等级的合理性。
提出了需要在实际应用场合中和不同的市场价格下,决策者应该具体分析比较二者的差别,选择相对经济合理的配置方案。
关键字:较大电机、变频调速、经济比较引言在工程设计中,对于200kW以上电机的电压等级选择一直是个难题,一般建议超过200kW以上的电机要求选用高压(6kV或10kV)电机,对于变频电机以上功率的限制范围就会扩大,但是也没有具体的数值,本文旨在探讨较大功率电机电压等级选择的合理性和经济性,为今后设计工作提供一定的指导。
1.较大功率电机电压等级选择交流电动机额定电压主要根据电动机运行场所供电电网的电压等级而定。
我国工厂内的交流供电电压,低压一般为380V,高压一般为6kV或10kV。
中等功率以下的交流电动机,额定电压一般为380V;200kW以上大功率交流电动机额定电压一般为6kV或10kV。
高低压电动机各有优势,相对低压电动机而言:主要优势有:高压电机可以做成大功率,可以达到几千甚至上万千瓦。
这是因为在相同的输出功率下,高压电机的电流比低压电机小得多,在相同的功率下,电流与电压负相关。
因此,高压电机的绕组可以使用较小的线径。
所以高压电机定子铜损会比低压电机少。
对于大功率电机,在使用低压电源时,由于需要较粗的导线,需要较大面积的定子槽,使得定子铁芯的直径变大,电机的整体体积也会变大。
劣势有:高压电机的绕线成本比较高,主要是绝缘造成的,相关绝缘材料的成本也会比较高。
绝缘处理过程困难,工时成本高。
对使用环境的要求比低压电机严格得多。
2.较大功率变频电动机的技术方案比较对于需要变频调速的电动机的选择一般也有两个方案:高压变频调速和低压变频调速方案,这两个方案目前在国内应用比较成熟,主要方案如下:1.高压变频调速:高压变频器是一种串联叠加性高压变频器,本身有变压器柜、功率柜、控制柜三部分组成。
高压变频器电动机保护的配置
根据国家能源政策的要求,节能减排工作已全面展开,而在大型火力发电厂,厂用电率的降低势在必行。
对于占厂用电绝大部分的高压电动机来说,节能领域的重要技术措施就是高压变频技术的应用。
随着电力电子技术的发展,变频器在电厂得到了广泛应用。
目前的新建电厂,重要辅机如风机、水泵等,一般均要求考虑配置变频器拖动;越来越多的已建电厂正在进行或已完成高压电动机采用变频器的改造。
高压电动机采用采用变频器拖动后,电动机保护如何配置才能保证机组安全可靠的运行,成为电厂、设计院、保护厂家关注的问题。
1传统电动机保护配置
异步电动机的故障有定子绕组相间短路故障、绕组的匝间短路故障和单相接地故障;不正常运行状态主要有过负荷、堵转、起动时间过长、三相供电不平衡或断相运行、电压异常等。
因此,对于高压电动机,根据规程以差动保护或电流速断为主保护,以过负荷保护、过流保护、负序保护、零序保护及低电压保护等作为后备保护。
2目前变频器电动机保护配置
发电厂为保证系统的可靠性,高压电动机一般采用变频器带工频旁路,以便即使在变频器检修时也可通过工频旁路,保证电动机的正常运行。
图1为现场高压电动机变频器改造的示意图,其中K1、K2开关保证变频器检修时,与主回路无接触点,此时K3开关闭合,电动机通过旁路运行。
当电动机通过旁路运行,此时由厂用电中高压母线工频电压直接驱动电动机,进线开关QF处保护装置的保护对象是开关出线以及电动机本体。
因此,此时应该按照常规电动机保护的要求配置电动机保护,有差动保护要求的,需要配置电动机差动保护。
当旁路开关K3断开,电动机由变频器拖动时,进线开关QF处保护装置的保护对象是开关出线以及变频器。
由于目前发电厂使用的变频器一般由整流变压器、控制柜等部分构成,即进线开关QF处保护装置的保护对象是开关出线以及整流变压器。
此时电动机成为与厂用电母线隔离后高压变频器的负荷,因而电动机的保护应由高压变频系统的控制器实现。
对于6~10kV整流变压器,一般对其配置常规变压器后备保护,在整定时和常规变压器略有差异。
此时电动机常规差动保护由于开关处电流和电动机中性侧电流频率不一致,无法进行差动保护,只能退出。
前一般变频器电动机保护配置有:电动机保护测控装置、电动机差动保护装置、变压器保护测控装置。
电动机保护装置和变压器保护装置通过旁路开关进行功能的投退:即旁路开关断开,此时为变频器拖动电动机方式,变压器保护装置投入,电动机保护装置和电动机差动保护装置退出;当旁路开关闭合,此时为工频电网直接拖动电动机,电动机保护装置和电动机差动保护装置投入,变压器保护装置退出。
目前此种保护配置方式主要存在两个问题:
(1)对于2000kW以上的电动机,需要配置差动保护。
因此,在变频器拖动电动机情况下,电动机差动保护退出,保护的可靠性受到影响。
(2)任意时刻,变压器保护装置、电动机保护装置只有一台投入使用,降低了装置的使用效率。
3变频器电动机差动保护
在使用变频器拖动电动机的情况下,传统电动机差动保护无法使用的原因为:电动机机端CT为图1中开关柜处的CT1和电动机中性侧CT即CT3这两处CT的电流频率不相同。
文献提出采用磁平衡差动保护来实现,但实际中存在几个问题:
(1)目前发电厂使用的电动机基本上都无法提供磁平衡差动所需要的中性侧电缆引出。
(2)磁平衡差动的电流是在变频器下方,非工频电流。
对于微机保护,按照工频50Hz整定的定值不适用于非工频情况。
由于差动保护的两侧电流必须为同一频率下电流。
可考虑在变频器下方、电动机上方加装一组CT,即CT2,此组CT可安装于变频器柜中,由CT2和CT3两组电流构成差动保护。
常规差动保护为相量差动,其原理是用傅里叶算法,根据一个周波的采样点计算出流入和流出电流的实虚部,再计算出差动和制动电流的幅值、相位后用相量比较的方式构成判据。
由于电流非50Hz工频,因此在进行傅里叶计算时需要通过频率跟踪保证计算结果的正确。
由于变频器下方无电压引入,因此通过常规的电压跟踪频率方式无法实现。
有厂家提出利用电流跟踪频率,但由于电流跟踪频率存在较大的误差,容易引起保护的误动、拒动,在实际中并不采用。
对于差动保护中采用的采样值差动,为微机保护中所有通道采样为电流在同一时刻的瞬时值:当被保护设备没有横向内部故障时,各采样电流值之和为零;当发生内部故障时,各采样电流值之和不为零。
采样值差动保护就是利用采样值电流之和按一定的动作判据构成。
与常规相量差动保护相比,采样值差动具有动作速度快、计算量少等特点,是微机差动保护领域的一个突破,己应用于母差、变压器等保护中。
采样值差动不涉及傅氏计算,变频器所带来的谐波也不会影响其计算精度,因此,对工作于25~50Hz的高压变频电动机,其差动保护可以利用该算法实现。
江苏金智科技股份有限公司基于采样值差动原理开发的变频器电动机差动保护,已经在现场成功投运,运行一段时间以来,未出现保护误动、拒动的情况,说明采样值差动可以应用于变频器电动机的差动保护。
该差动保护装置电流输入有3组CT,分别为开关侧CT1、变频器下方电动机上方增加的CT2、中性侧CT3,同时引入工频旁路开关接点。
当旁路开关接点闭合时,此时为常规相量差动,采用傅里叶算法,差动电流为CT1和CT3电流;当旁路开关接点断开时,此时为采样值差动,采用采样值差动算法,差动电流为CT2和CT3电流。
4变频器电动机后备保护
目前一般变频器电动机配置一台电动机保护测控装置和一台变压器保护测控装置,两台装置之间通过旁路开关进行投退。
由于任意时刻,两台装置只有一台投入使用,降低了装置的使用效率。
变压器保护主要功能包括过流保护、负序保护、接地保护、过负荷保护等;电动机保护功能,主要包括过负荷保护、过流保护、负序保护、零序保护及低电压保护等。
江苏金智科技股份有限公司在此基础上开发了一台全新的变频器电动机后备保护装置,装置中包含有变压器保护、电动机保护功能,其中的变压器保护、电动机保护功能的投退通过旁路开关接点所形成的硬压板进行控制,这样把原先两台装置的功能集成到一台装置中,提高现场装置的使用率。
此后备保护装置在多个现场得到了广泛应用,受到了用户的一致认可。
5结束语
对于目前发电厂用高压变频器带电动机的保护,传统地采用傅里叶算法的相量差动不太适用,可以采用采样值差动保算法实现差动保护;可以将现有的两台变压器和电动
机保护装置的功能集成在一台装置中,实现后备保护,这样既满足电动机保护的要求,又节省了成本。