浅谈高压异步电机的保护

文/曲路平 何治锋

浅谈高压异步电机的保护

文/曲路平 何治锋

抚顺煤矿电机制造有限责任公司

文章首先分析了高压异步电机的保护接线原理，总结为纵联差动保护与自平衡保护两种模式。在此基础上重点探讨高压异步电机保护功能实现中的常见问题，以及优化差动保护方案，提升保护效果的有效措施，帮助全面提升高压异步电机运行稳定性，将使用中的故障威胁降至最低。

高压异步电机；电机保护；高压防护

1 高压异步电机保护的接线原理

1.1 纵联差动保护接线

实现纵联差动保护，需要在高压异步电机的开关柜内与电动机的定子线圈之间连接电流互感器，线路导通后在电流互感器作用下可以产生二次侧循环电流。当高压异步电机运行中产生不平衡的电流干扰时，也会自动启动差动继电保护器，继电保护器作用下对干扰电流作出补偿，确保接下来传输的电流可以保持稳定与平衡。在接线中应该优先启动差动继电保护器，并确保电流互感器在定子线圈中的运行可以达到均衡，电路系统启动后保护装置在感应到异常后可以自动启动，为接下来的电流互感传输提供电流差动补偿。设计接线模式是接下来高压异步电机发电功能实现的安全防护，因此需要优先接入互感器与继电保护器。

1.2 自平衡式保护接线

自平衡式保护功能实现，在选择接入点时需要考虑高压异步电机的中性点及其附近所存在的组件。选择高压异步电机的中性点以及附近区域为电流互感器安装节点，在电动机组中引入抗励磁感线圈，接电方案设计时要确保高压异步电机各项绕组均能进入到电流互感器中，从而在电力传输时形成一个安全检测的回路。通过安全控制部件来检测通过电机中电流的大小与稳定情况，互感器通过感应线圈运行时的匝数判断电流中是否存在干扰，并在继电保护器端口中做出正确的安全控制。如果传输中的电流干扰已经超过继电保护器安全控制范围，需要对高压电流传输做出断开处理，避免干扰电流对发电系统造成其他影响。

2 高压异步电机保护存在的问题

2.1 常规纵联差动保护问题

高压异步电机在保护过程中最常见问题是由于接线控制不合理，导致发电系统运行中干扰电流过大也不能及时断开线路，最终对发电系统造成严重干扰。高压异步电机接线系统所流经的电流与电压非常大，如果电压过低则会造成发电机功能不能正常使用，一旦电压过高超出额定承受范围时，不能及时断开将会造成高压异步电机各组件击穿损坏。接线方案设置不合理是影响纵联差动保护功能实现的主要因素，也是当前方案设计中重点针对的内容，接线方案设计不仅要考虑高压异步电机自身运行情况，更需要与所处环境相结合。而当前的设计方案中并没有体现出这一点，即使短时间内高压线路系统不会表现出异常或者击穿损坏的问题，但随着使用任务不断增大，仍然会出现故障隐患。

2.2 自平衡式差动保护问题

自平衡差动保护系统中，继电保护器选择接入节点不合理，导致在高压异步电机系统运行使用时受接入点选择影响继电保护器难以发挥作用，最终影响到自平衡差动保护功能实现。无论是在静止还是导通状态下，自平衡差动保护系统都能够维持内部稳定，设计阶段接入点选择错误，各项自平衡控制任务原有的平衡状态也将因此被打破。随着设计任务不断深入开展，进入到具体的接线安装中，一旦高压异步电机电力系统被导通，将面临着严重的平衡扰乱风险，在电路系统中传输流经的电流与电压也将得不到合理控制。

3 高压异步电机保护措施

3.1 优先使用自平衡式差动保护

高压异步电机节电保护有效措施中，可以通过优先使用自平衡式差动保护系统来实现。考虑供电距离与电动机容量之间的差异性，要充分研究电动机对电缆的保护能力，当高压异步电机进入导通后能够适应造直平衡差动保护系统，则可以优先启动选择这种保护方案。形成高压异步电机的内部平衡状态，在线路运行使用以及维护中可以节省资源应用，也能在高压异步电机出现异常时第一时间反馈。高压异步电机内部保护系统在那得到反馈参数后第一时间发出指令，调整当前所处运行状态，这样接下来所开展的各项差动保护任务，也能够不断提升控制效果。当内部平衡已经不能满足高压异步电机的保护需求时，可以借助外接装置来帮助排除故障恢复使用功能。

3.2 使用自平衡式电流互感器

安装自平衡式电流互感器，高压异步电机使用中，在互感器作用下可以对流经电流做出检。并与安全电流进行对比。一旦高压异步电机运行功能出现异常，所通过的电流也会产生波动，自平衡式电流互感器感应到这一情况时，会将其转变成为电流信号传输到电路系统中。通过这种方法来形成电路系统的内部检测，检测以及维护任务开展中，也会以自平衡式电流互感器监测得到的参数结果作为参照，在短时间内确定恢复高压异步电机使用安全的有效方案。帮助全面提升高压异步电流控制和理性，使之能够在安全环境中高效实现使用功能，具体的电流互感器安装，还应该考虑高压异步电机运行特征，确保使用时能够高效发挥安全防护作用。

3.3 严格控制电流互感器误差

电流互感器的控制安装，应该对高压异步电机各组件以及线路连接模式做出全面了解，将电流互感器使用中的感应误差降低到曲线10％以内。高压异步电机单位时间内导通电流较大，电流互感器使用中受高压线路相互干扰影响，可能会产生一定误差，只要将误差控制在安全范围内，便能够继续实现高压异步电机的保护作用。对于使用中可能会产生的干扰电流可以采用节电保护模式来对其进行处理，电流产生后会直接进入到接地线路中，避免继续存留在高压异步电机电力系统中影响到电流与电压的正常输送。

4 结语

本文从近几年工程设计中常用的这两种差动保护方式出发,分析了在工程应用中可能存在的问题及解决办法,提出了在工程设计过程中应注意的问题。自平衡式差动保护与常规纵差保护相比,具有接线简单、灵敏度高等优点,解决了常规纵差保护中电流互感器励磁特性不同的问题。

[1]王有刚. 浅谈高压电动机保护控制原理及电气调试方法[J]. 工程技术:引文版, 2016(12):00316-00316.

[2]李小丽, 余志鹏, 金红. 浅谈海洋平台国产化订货中型高压三相异步电动机设计总结[J]. 经营管理者, 2017(28):46-47

[3]曹佳冉, 吕朝帅, 陈中洋. 浅谈煤矿通风机用高压隔爆型三相异步电动机的设计[J]. 经营管理者, 2016(21):243-244