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【摘要】微机继电保护装置作为东江与水库大型泵站中压变频大功率电动机电气保护的主要设备；继电保护功能由主保护装置和后备保护装置组成实现。主保护装置实现差动保护功能，后备保护装置实现过流速断、时限过电流、低电压保护功能等。
引言
东江是香港、广州、深圳和东莞等地的主要供水水源，但城区目前缺乏大型调蓄工程，无法满足枯水季节、咸潮上溯、突发水体污染事件等时期安全供水的需要。为确保饮用水安全，东莞在2008年开工建设东江与水库联网供水工程，重点解决东莞中部地区水资源紧缺现状。东江与水库供水水源工程从东江取水输至松木山水库，沿途共有两个梯级泵站，分别为东江沙角取水泵站（总装机容量为5×2600kW）和泰岗圩加压泵站（总装机容量为5×2800kW）；在这两座大型的泵站机组中，设计微机继电保护装置进行中压变频大功率电动机电气保护。
1.中压变频电动机保护概述
本工程各泵站保护系统中，5台异步电动机的主、后备保护各自单独组成；主后备保护装置分开，其保护功能全面，每种功能都可以独立设置为投入或退出，以确保装置能适用于各种要求。保护装置实现的功能有纵差保护、过电流保护、过负荷保护、低电压保护等。
2.中压变频电动机保护组成
中压变频电动机担负着泵站的取水、输水重任，装设微机继电保护装置是保护电动机安全、可靠、稳定运行的保证。本工程中压变频电动机保护组成图如下：
由图1可知，10kV等级电压的电源经过断路器QF1送变频器调节变频后驱动电动机。根据<<泵站设计规范>> GB/T50265-97和<<电力装置的继电保护和自动装置设计规范>>GB50062-92，电压为3kV及以上电动机的应装设保护：电流速断保护、过负荷、低电压保护；且电动机功率在2000kW以上，应装设差动保护和后备保护功能。故电动机保护在电机进线断路器和变频器之间装设后备保护装置，包含过流速断、时限过电流、低电压；电动机首末两侧安装差动保护装置。我们可根据继电保护技术规范计算保护电流速断、时限过电流、低电压、差动保护整定值，并对保护装置进行整定。
3.中压变频大功率电动机主保护保护原理及整定
3.1差动保护的基本原理
差动保护的基本原理为检测电动机始末端的电流，比较始端电流和末端电流的相位和幅值的原理而构成的，正常情况下二者的差流为0，即流入电动机的电流等于流出电动机的电流。当电动机内部发生短路故障时，二者之间产生差流，启动保护功能，出口跳电动机的断路器。电动机差动保护原理图如中压变频电动机保护原理图图1。
为了实现这种保护，在电动机中性点侧与靠近出口端断路器处装设同一型号和同一变化的两组电流互感器CT2和CT3。两组电流互感器之间，即为纵差保护的保护区。在主保护差动保护n2中流入两侧电流互感器二次电流i1与i2，主保护差动保护n2内部加入差动算法计算处理电流之差而动作跳闸。
3.2微机差动保护比率制动
①差动速断保护
为快速切除保护区内严重短路故障，微机保护装置应配有差动速断保护。差动速断保护定值应躲过变压器励磁涌流和外部短路故障时的最大不平衡电流。
当任意一相差动电流大于差动速断整定值时，差动速断保护瞬时动作，动作并发出信号。
②比率制动差动保护
比率制动差动保护的动作电流是随着制动电流按比率增大，这样既能保证外部短路不误动，又能保证内部短路有较高的灵敏度。
③最小制动电流
4.3低电压保护
电动机应装设低电压保护，保护装置应动作于跳闸：
1）当电源电压短时降低或短时中断后又恢复时，为了保证重要电动机自起动而需要断开的次要电动机，保护装置的电压整定值一般为电动机额定电压的60%～70%，时限一般约为0.5s。
2）当电源电压短时降低或短时中断后，根据生产过程不允许或不需要自起动的电动机。保护装置的电压整定值一般为电动机额定电压的40%～50%或略高；时限一般较上一级主保护大一时限阶段，取0.5～1.5s，必要时保护可无选择地动作。
3）需要自起动，但为保证人身和设备安全，在电源电压长时间消失后需从配电网中自动断开的电动机。保护装置的电压整定值一般为电动机额定电压的40%～50%，时限一般为5～10s。
整定值根据实际需要设置。
5.结束语
本文针对中压变频大功率电动机装设继电保护装置进行阐述，介绍了微机继电保护装置在中压变频大功率电动机保护组成，重点说明主保护差动保护原理、比率制动差动保护；详细讨论继电保护整定定值计算技术方法；微机继电保护装置在电气上能保证电动机安全、可靠、稳定运行。
参考文献
[1]《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92主编部门：中华人民共和国能源部 1992.12.1施行
[2]《泵站设计规范》GBT50265-97主编部门：中华人民共和国水利部1997.9.1施行
[3]《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92主编部门：中华人民共和国能源部，1992.12.1施行
作者简介
吴伟润（1976- ），男，中级工程师，长期从事水利工程建设管理工作，研究方向：电气工程与自动化。
孔令聪（1976- ），男，高级工程师，长期从事水利工程建设工作，研究方向：水电站及泵站的自动化控制。
引言
东江是香港、广州、深圳和东莞等地的主要供水水源，但城区目前缺乏大型调蓄工程，无法满足枯水季节、咸潮上溯、突发水体污染事件等时期安全供水的需要。为确保饮用水安全，东莞在2008年开工建设东江与水库联网供水工程，重点解决东莞中部地区水资源紧缺现状。东江与水库供水水源工程从东江取水输至松木山水库，沿途共有两个梯级泵站，分别为东江沙角取水泵站（总装机容量为5×2600kW）和泰岗圩加压泵站（总装机容量为5×2800kW）；在这两座大型的泵站机组中，设计微机继电保护装置进行中压变频大功率电动机电气保护。
1.中压变频电动机保护概述
本工程各泵站保护系统中，5台异步电动机的主、后备保护各自单独组成；主后备保护装置分开，其保护功能全面，每种功能都可以独立设置为投入或退出，以确保装置能适用于各种要求。保护装置实现的功能有纵差保护、过电流保护、过负荷保护、低电压保护等。
2.中压变频电动机保护组成
中压变频电动机担负着泵站的取水、输水重任，装设微机继电保护装置是保护电动机安全、可靠、稳定运行的保证。本工程中压变频电动机保护组成图如下：
由图1可知，10kV等级电压的电源经过断路器QF1送变频器调节变频后驱动电动机。根据<<泵站设计规范>> GB/T50265-97和<<电力装置的继电保护和自动装置设计规范>>GB50062-92，电压为3kV及以上电动机的应装设保护：电流速断保护、过负荷、低电压保护；且电动机功率在2000kW以上，应装设差动保护和后备保护功能。故电动机保护在电机进线断路器和变频器之间装设后备保护装置，包含过流速断、时限过电流、低电压；电动机首末两侧安装差动保护装置。我们可根据继电保护技术规范计算保护电流速断、时限过电流、低电压、差动保护整定值，并对保护装置进行整定。
3.中压变频大功率电动机主保护保护原理及整定
3.1差动保护的基本原理
差动保护的基本原理为检测电动机始末端的电流，比较始端电流和末端电流的相位和幅值的原理而构成的，正常情况下二者的差流为0，即流入电动机的电流等于流出电动机的电流。当电动机内部发生短路故障时，二者之间产生差流，启动保护功能，出口跳电动机的断路器。电动机差动保护原理图如中压变频电动机保护原理图图1。
为了实现这种保护，在电动机中性点侧与靠近出口端断路器处装设同一型号和同一变化的两组电流互感器CT2和CT3。两组电流互感器之间，即为纵差保护的保护区。在主保护差动保护n2中流入两侧电流互感器二次电流i1与i2，主保护差动保护n2内部加入差动算法计算处理电流之差而动作跳闸。
3.2微机差动保护比率制动
①差动速断保护
为快速切除保护区内严重短路故障，微机保护装置应配有差动速断保护。差动速断保护定值应躲过变压器励磁涌流和外部短路故障时的最大不平衡电流。
当任意一相差动电流大于差动速断整定值时，差动速断保护瞬时动作，动作并发出信号。
②比率制动差动保护
比率制动差动保护的动作电流是随着制动电流按比率增大，这样既能保证外部短路不误动，又能保证内部短路有较高的灵敏度。
③最小制动电流
4.3低电压保护
电动机应装设低电压保护，保护装置应动作于跳闸：
1）当电源电压短时降低或短时中断后又恢复时，为了保证重要电动机自起动而需要断开的次要电动机，保护装置的电压整定值一般为电动机额定电压的60%～70%，时限一般约为0.5s。
2）当电源电压短时降低或短时中断后，根据生产过程不允许或不需要自起动的电动机。保护装置的电压整定值一般为电动机额定电压的40%～50%或略高；时限一般较上一级主保护大一时限阶段，取0.5～1.5s，必要时保护可无选择地动作。
3）需要自起动，但为保证人身和设备安全，在电源电压长时间消失后需从配电网中自动断开的电动机。保护装置的电压整定值一般为电动机额定电压的40%～50%，时限一般为5～10s。
整定值根据实际需要设置。
5.结束语
本文针对中压变频大功率电动机装设继电保护装置进行阐述，介绍了微机继电保护装置在中压变频大功率电动机保护组成，重点说明主保护差动保护原理、比率制动差动保护；详细讨论继电保护整定定值计算技术方法；微机继电保护装置在电气上能保证电动机安全、可靠、稳定运行。
参考文献
[1]《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92主编部门：中华人民共和国能源部 1992.12.1施行
[2]《泵站设计规范》GBT50265-97主编部门：中华人民共和国水利部1997.9.1施行
[3]《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92主编部门：中华人民共和国能源部，1992.12.1施行
作者简介
吴伟润（1976- ），男，中级工程师，长期从事水利工程建设管理工作，研究方向：电气工程与自动化。
孔令聪（1976- ），男，高级工程师，长期从事水利工程建设工作，研究方向：水电站及泵站的自动化控制。