变频启动电机保护设置.doc

采用变频启动的高压电机综合保护设置方案 目录 1 变频器一般都带有常规的保功能 2 2 采用变频启动高压电机综合保护 3 2.1变频方式下电动机保护面临的问题 3 2.2变频方式下电动机综合保护措施 4 2.2.1长启动保护 4 2.2.2电流速断保护 4 2.2.3低压保护 5 2.2.4过电流保护 6 2.2.5温度保护 6 2.2.6接地保护 7 2.2.7采样值差动保护 7 1 变频器一般都带有常规的保功能 变频器生产厂家较多，且每个厂家的型号不同，造成不同的变频器在保护配置上有一些区别。一般来说，每种变频器都有以下几种保护功能：过流保护、欠压保护、过压保护和过载保护。 1过流保护 变频器过流保护的对象主是变频器自身。控制电路、驱动回路误动作或误配线，都会造成逆变器上、下桥臂直通等短路事故。短路电流流过逆变器的开关元件会造成元件烧毁，因此必须在极短时间内封锁PWM驱动信号输出，使逆变器停止工作，同时还应使输入侧电源开关跳闸。短路电流的整定值一般设置为逆变器输出额定电流的2到3倍。超过逆变器额定电流2倍以上的电流，应立即采取保护措施。当逆变器发生内部短路时，电流变化非常快，必须快速检测出过流信号。一般采用霍尔元件快速检测电流，其检测点可设置在中间直流母线、逆变器输出电路、或IGBT元件上。 2过载保护 变频器的过载保护是指由于电动机过载，逆变器的电流达到逆变器额定输出电流150％以上时，采取相应措施对IGBT施加的保护。一般情况下，过载保护具有反时限特性。过载电流越大，允许继续运行的时间越短，保护动作的时间也越短。过载保护按反时限特性整定：1到1.1倍额定电流下允许长期工作：1.1倍以上额定电流，动作延时时间按反比例变化。过载信号采用霍尔电流检测元件检测，信号数值取自中间直流母线。另外，电动机根据其发热情况是允许短时间过载的。由于发热时间常数较长，所以，电动机的所谓短时间过载，一般都在数分钟以上：而变频器所允许的过载能力，通常只有1分钟（过载150%）。因此当电动机过载时，变频器的过载保护先于电动机过载保护动作，即变频器可以对过载电动机进行保护，因此改造后不再考虑电动机的过载保护功能。 3过压保护 过电压产生的原因主要有：①电网输入电压长时间过高；②减速太快，引起泵升电压过高。当电压超过IGBT的安全工作电压时，就可能造成IGBT的损坏，应关闭逆变器。过压信号采样点与欠压采样点相同。过电压保护的整定值为逆变器开关元件IGBT值1．7倍左右。 4 欠压保护 欠压产生的原因主要有：①输入交流电压长期低于标准值的90%以下，或发生缺相断相；②电容不足或电容损坏。从IGBT的特性可知，当电源电压较低时，会因其驱动功率不足而造成元件损坏。另外，当逆变器直流侧大电容两端出现欠压时，也应立即关闭逆变器，否则也会导致IGBT永久损坏。欠压保护整定值为逆变器开关元件IGBT值的90%。电压源型变频器采用大容量的高压电容器作为整流滤波环节。由于该电容具有一定的储能作用，因此变频器在电压降低情况下仍然具备一定的带载能力，而且在装置内滤波电容越大、负荷运行频率越低、输出功率越小，则可维持的时间越长。所以，欠压检测应该采用中间直流采样，即在大电容两端采样。这样既能在真正欠压缺相时，检出信号进行保护，又不至于因短时间欠压并未构成危险时而保护误动作，提高了变频器的抗干扰能力和运转的可靠性。 2 采用变频启动高压电机综合保护 对于低压电机而言，使用变频器自身的保护一般就够用了，可是对于高压电机和系统而言，安装综合保护是必须的。 2.1变频方式下电动机保护面临的问题 变频运行方式下电动机运行有以下几个方面区别于工频： 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。 目前主流的高压变频器为电压型，而电压型高压变频器一般都装设有移相变压器。在高压变频器、 电动机组启动瞬间，根据实验实测，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，这对电动机的温度保护会产生一定的影响。 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