浅谈同步电动机的运行保护
|
目前我国高压、大功率三相交流电动机在运行条件下，因保护不完善等原因在实际运行中产生故障具有普遍性，而且故障的产生又是多种因素所造成的。这对于同步电动机来说是值得研究和探讨的重要课题。 1 电动机的保护方式和存在问题 电动机传统的保护方式，主要有感应过电流继电保护系统的反时限保护和相间短路的速断保护，以及大功率电动机采用差动保护和零序电流保护等。但是，传统的保护方式明显地存在着如下不足的问题： ●以电流增量为主要特征来反映对称性故障及相间短路，而对于非对称性故障(如距间短路、断相、三相不平衡运行等)，传统的保护系统都难以准确无误地动作。 ●对电动机的接地故障(其中包括非直接接地)，大多数保护系统中设置零序保护装置。 增安型电动机对堵转保护有特殊要求。国家防爆标准对增安型电动机堵转时的温升和tE时间的计算方法有明确规定。通常将tE时间和起动电流比IA/IN在铭牌上标明，但增安型电动机的堵转保护由于目前国内生产的电动机均不设置转速测试装置，因此无法实现直接从速度传感器取得堵转信号。传统的保护方式是利用电流来实现堵转保护的，但整定值难以准确地划分与确定。 ●传统的常规保护系统，维护检修的工作量较大，而且继电保护系统的动作反应速度慢，不能做到快速切除故障。 2 高压、大功率电动机的故障特征 高压电动机的故障基本上可分为对称性故障和非对称性故障。对称性故障中有对称过载、堵转短路等，对电动机的损害主要是由于电流增大所引起的热效应。因此可以通过常规的过电流保护和电动机自身埋设的测温元件来实现保护。非对称性故查中有断相、三相不平衡运行、相间短路、接地短路以及匝间短路等，对电动机的损害更为严重，因为除严重短路会造成故障状态下相电流明显增大以外，一般情况下传统保护系统均不能快速反应而立即保护。 所以非对称性故障所产生的负序电流越小，所造成危害也就越大。非对称性故障电流又可分解成正序、负序、零序的电流分量，由于电动机产生非对称性故障的负序和零序电流增幅较大，所以现代电动机的运行保护系统多采用差动保护和零序保护方式。 3 现代高压、大功率电动机的综合保护 目前国内外对高压电动机的运行保护中，设计采用了具有故障保护功能、实时监测功能、故障监测功能、参数设定与监视功能、断电保护功能和保护功能选择功能的计算机智能型电动机综合保护装置，使控制系统对电动机的起动，运行中所出现的欠电压、过电压、过负载、短路、缺相、接地、起动超限时或运行堵转、操作电源意外断电，以及同步电动机励磁系统等故障进行智能性的可靠保护，从而保证了电动机的安全运行。 4 励磁系统主发电机转子励磁绕组接地的监测与保护 关于励磁系统主发电机转子励磁绕组设置接地监测与保护装置的要求，在现行国家标准中均无明确规定。但是，在实际主发电机的运行中主发电机转子励磁绕组接地事故偶有发生，因此也是用户反映强烈的问题之一。在设计无刷励磁同步发电机的无刷励磁控制系统时，设置了主发电机转子励磁绕组接地监测和保护装置。 无刷励磁同步发电机转子励磁绕组引接线，即敷设于空心轴或交流励磁机联轴器空心轴中的半圆形铜棒导电体端部，与安装于空心主轴或交流励磁机联轴器空心轴轴端的旋转整流器励磁输出正极引接线和负极引接线的接线部位，引出两个屏蔽引接导线穿越轴端的集电环空心端轴，被引接到集电环绝缘导电螺杆上;集电环空心端轴是集电环的旋转轴，而集电环的刷架座安装在交流励磁机的外端盖上，为了保持同心度，设计采用了止口定位;刷架及电刷安装在刷架座的刷杆上，构成转子励磁绕组接地监测与保护装置。 无刷励磁同步发电机转子励磁绕组引接线，通过集电环、刷架及电刷、屏蔽引接导线并经出线盒，敷设布线与副励磁控制柜所设置的专用监测与保护装置构成励磁系统接地监测与保护控制系统。 |
