能分辨高压电机过电流与过负荷保护动作信号的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能分辨高压电机过电流与过负荷保护动作信号的装置及方法，主要技术方案为在过电流保护的逻辑回路中增加了一个过负荷保护的常闭闭锁接点；采用了三个过电流继电器常开接点的串联方式，并直接启动一个中间继电器2KM，由该中间继电器的常闭接点去闭锁过电流保护回路，并由该中间继电器的常开接点去启动过负荷保护的延时时间继电器2KT回路；过负荷保护经过信号继电器3KS和连接片LP进行切换，既可以实现过负荷保护动作于跳闸，也可以实现不跳闸只发信号等两种不同的功能。本发明专利技术对过电流与过负荷两种不同保护的动作报警信号分辨十分清楚，增强了过负荷保护的一致性，从而使两种保护的选择性更强、更明确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统继电保护领域，具体涉及一种能明确分辨高压电动机过电流与过负荷保护动作报警信号的简易方法。
技术介绍
高压电动机是工业企业中重要的电气设备，也是工艺生产装置的主要驱动设备。由于多种原因，高压电动机的配电电缆或者电动机本身的定子绕组线圈在生产运行过程中都有可能出现三相短路、两相短路和接地短路等故障，电动机的定子绕组线圈也有可能会出现匝间短路故障。如果生产工艺负荷发生变化或其他因素，也会引起电动机的过负荷或者过载等异常运行情况。一旦电动机出现上述的某种短路故障，轻则会影响电动机的运行，重则将烧坏电动机的绕组线圈，也会对供电系统造成短路冲击。如果电动机出现长时间的过负荷运行，也会引起电动机绕组的严重发热甚至使电动机绕组的线圈绝缘击穿损坏。为了防止电动机出现上述故障或不正常运行状态对电动机造成的影响，通常要对高压电动机装设防止相间短路或者三相短路的电流速断保护，装设防止定子绕组匝间短路的过电流保护，也要装设防止单相对地短路的接地保护以及过负荷保护等。如果出现三种短路中的任何一种，其对应的保护就将电动机的断路器自动跳开，切断电源，并发出相应的报警信号。如果出现过负荷的异常情况一般会发出报警信号，严重的过负荷也会将电动机的断路器自动跳开。现有的高压电动机保护技术主要有三种方式，第一种方式设置有三相无时限电流速断保护，三相带时限过电流保护，单相带时限过负荷保护，带时限接地保护以及带时限低电压保护等。第二种方式与第一种类似，只是没有设置单相带时限的过负荷保护。这两种形式都是采用定时限的保护方式。第三种是采用反时限的保护方式，其特点是继电器的动作电流越大，动作时间越短，反之就越长。此方法采用一只反时限过电流继电器既可以实现电流速断保护，也可以实现过电流保护。这种保护简单，成本低。第一种和第二种保护方式的电动机一次侧接线图以及保护二次侧交流测量回路的接线图如图1所示。其中图1（a）是电动机一次侧的配电接线图，图1（b）是二次侧电流速断和过电流保护的交流测量回路接线图，图1（c）是二次侧接地保护的交流测量回路接线图。在图1（b）中，TAa、TAb、TAc分别是电动机配电出线端A、B、C三相的电流互感器二次线圈，1KA、3KA、5KA分别是用于监测速断保护的电流继电器，2KA、4KA、6KA分别是用于监测过电流保护的电流继电器，7KA是用于监测过负荷保护的电流继电器。图1（c）中，TA0是电动机配电电缆的零序电流互感器二次线圈，8KA是用于监测接地保护的零序电流继电器。第一种保护方式的二次展开图如图2所示。图中的1KA、3KA、5KA三个继电器的常开接点并联构成电流速断保护逻辑判断回路的入口，速断保护没有时间延时，直接作用于保护出口继电器KM或者直接动作于跳闸，并通过1KS信号继电器发出速断保护动作跳闸的报警信号。2KA、4KA、6KA三个继电器的常开接点并联构成过电流保护逻辑判断回路的入口，过电流保护带有时间延时，当时间继电器1KT的整定时间一到，就会启动跳闸回路将电动机的断路器跳开，并通过2KS信号继电器发出过电流保护动作跳闸的报警信号。7KA继电器的常开接点是过负荷保护逻辑判断回路的入口，过负荷保护带有时间延时，当时间继电器2KT的整定时间一到，通过3KS信号继电器发出过负荷保护动作的报警信号，但断路器不跳闸。在图2中，8KA继电器的常开接点是接地保护逻辑判断回路的入口，接地保护带有时间延时，当时间继电器3KT的整定时间一到，通过4KS信号继电器发出接地保护动作跳闸的报警信号。KV是来自母线PT的三相低电压保护动作出口继电器的常开接点，作为低电压保护逻辑判断回路的入口，低电压保护带有时间延时，当时间继电器4KT的整定时间一到，通过5KS信号继电器发出低电压保护动作跳闸的报警信号。第二种保护方式的二次展开图如图3的所示。在图3中，电流速断保护、过电流保护、接地保护以及低电压保护的动作原理与图2所示的第一种保护情况类似，但是，它没有设置任何的过负荷保护。这也是很多高压电动机常用的保护配置方式。在第一种保护方式中，虽然有过电流与过负荷保护的不同配置，而且，在一般情况下，它们都能够按照各自的保护功能正确动作。但是，当生产装置的工艺设备突然出现严重过负荷时，因过负荷保护的延时动作时间要比过电流保护长一个时限级差△t，不一定能正确动作，而是由过电流保护先行动作使电动机的断路器跳闸，并相应发出过电流保护的动作报警信号。一旦发出这样的保护动作信号，自然会让人们以为是电动机的配电单元或者是电动机的内部绕组出现了短路故障，相应就误导了工艺和电气人员把检查故障的工作重点放在对电动机配电部分的检查上，而真正忽视了对生产工艺设备的检查。而事实是，出现过负荷是因为生产工艺引起的，并不是电动机的配电部分问题。所以，保护发出这样的误导动作信号不仅会延误排除故障的时间，而且还扩大了停电事故的损失。很显然，这种保护报警信号是不能明确分辨过电流和过负荷保护动作特性的，当然是错误的。第二种保护方式原本就没有配置过负荷保护，不管是电动机绕组匝间的短路故障还是严重的过负荷，都由过电流保护动作于跳闸并发出过电流的报警信号。这样的报警信号根本就不能分辨到底是短路故障还是过负荷，一旦有过电流跳闸动作信号出现，一切的问题都会归结到电气设备上，必须对电动机进行全面的检查和诊断，而这样的检查工作至少要耗时几个小时。如果真的是生产工艺过负荷引起的跳闸故障，那就跟电动机配电部分没有什么关系，检查电动机配电单元就是白白地浪费时间，其结果也是忽视了对生产工艺的检查，最后一样延误了排除故障的时间，扩大了停电事故的损失。所以，这种保护报警信号也同样不能明确分辨过电流和过负荷保护，当然也是有缺陷的。至于第三种保护方式配置方案，其保护动作信号的含义既有速断动作、又有过电流动作，还有过负荷动作，究竟是什么故障动作，一时根本分辨不清，完全就是一笔糊涂账。由此可见，现有的高压电动机三种保护方式，在真正出现过负荷的情况下，由于不能清楚地分辨过电流与过负荷信号，从而延误了正确查找故障的时间，扩大了停电事故的损失。
技术实现思路
针对现有保护技术存在的问题，本专利技术提出了一种能明确分辨高压电动机过电流与过负荷保护报警的简易方法，这种方法是在现有保护技术上的一种改进和创新，其性能要远胜于现有的保护技术，完全可以清晰明确地分辨出过电流与过负荷两种不同的保护动作信号，满足了继电保护的选择性要求。本专利技术采用以下技术方案实现：一种能明确分辨高压电机过电流与过负荷保护动作信号的装置，其包括直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能分辨高压电机过电流与过负荷保护动作信号的装置，其特征在于：包括直流保护电源及并联在保护电源上的速断保护回路、闭锁过流保护回路、过负荷保护回路；所述速断保护回路包括第一过电流继电器1KA常开接点、第三过电流继电器3KA常开接点及第五过电流继电器5KA常开接点、第一信号继电器1KS线圈、第一中间继电器1KM线圈；所述第一过电流继电器1KA常开接点、第三过电流继电器3KA常开接点、第五过电流继电器5KA常开接点并联；所述第一过电流继电器1KA常开接点一端接保护电源正极，另一端接第一信号继电器1KS线圈一端；第一信号继电器1KS线圈另一端接第一中间继电器1KM线圈一端；第一中间继电器1KM线圈另一端接保护电源负极；所述闭锁过流保护回路包括第二过电流继电器2KA一常开接点、第四过电流继电器4KA一常开接点、第六过电流继电器6KA一常开接点、第二中间继电器2KM常闭接点、第一延时时间继电器1KT线圈、第一延时时间继电器1KT的延时闭合的常开接点及第二信号继电器2KS线圈；所述第二过电流继电器2KA一常开接点、第四过电流继电器4KA一常开接点、第六过电流继电器6KA一常开接点并联；所述第二过电流继电器2KA一常开接点一端接电源正极，另一端接第二中间继电器2KM常闭接点一端；第二中间继电器2KM常闭接点另一端接第一延时时间继电器1KT线圈一端；第一延时时间继电器1KT线圈另一端接保护电源负极；第一延时时间继电器1KT的延时闭合的常开接点一端接保护电源的正极，另一端接第二信号继电器2KS线圈的一端；第二信号继电器2KS线圈另一端接第一信号继电器1KS线圈另一端；所述过负荷保护回路包括第二过电流继电器2KA另一常开接点、第四过电流继电器4KA另一常开接点、第六过电流继电器6KA另一常开接点、第二中间继电器2KM线圈、第二中间继电器2KM常开接点、第二延时继电器2KT线圈、第二延时时间继电器2KT延时闭合常开接点、第三信号继电器3KS线圈、连接片LP及限流电阻R；所述第二过电流继电器2KA另一常开接点、第四过电流继电器4KA另一常开接点、第六过电流继电器6KA另一常开接点依次串联连接；第二过电流继电器2KA另一常开接点一端接保护电源正极；第六过电流继电器6KA另一常开接点另一端接第二中间继电器2KM线圈一端；第二中间继电器2KM线圈另一端接保护电源负极；第二中间继电器2KM常开接点一端接保护电源正极，另一端接第二延时时间继电器2KT线圈一端；第二延时时间继电器2KT线圈另一端接保护电源负极；第二延时时间继电器2KT延时闭合常开接点一端接保护电源正极，另一端接第三信号继电器3KS线圈一端；第三信号继电器3KS线圈另一端接连接片LP第一端；连接片LP第二端接第二信号继电器2KS线圈另一端；连接片LP第三端接限流电阻R一端；限流电阻R另一端接保护电源负极。...

【技术特征摘要】
1.一种能分辨高压电机过电流与过负荷保护动作信号的装置，其特征在于：包括直流
保护电源及并联在保护电源上的速断保护回路、闭锁过流保护回路、过负荷保护回路；
所述速断保护回路包括第一过电流继电器1KA常开接点、第三过电流继电器3KA常开接
点及第五过电流继电器5KA常开接点、第一信号继电器1KS线圈、第一中间继电器1KM线圈；
所述第一过电流继电器1KA常开接点、第三过电流继电器3KA常开接点、第五过电流继电器
5KA常开接点并联；所述第一过电流继电器1KA常开接点一端接保护电源正极，另一端接第
一信号继电器1KS线圈一端；第一信号继电器1KS线圈另一端接第一中间继电器1KM线圈一
端；第一中间继电器1KM线圈另一端接保护电源负极；
所述闭锁过流保护回路包括第二过电流继电器2KA一常开接点、第四过电流继电器4KA
一常开接点、第六过电流继电器6KA一常开接点、第二中间继电器2KM常闭接点、第一延时时
间继电器1KT线圈、第一延时时间继电器1KT的延时闭合的常开接点及第二信号继电器2KS
线圈；所述第二过电流继电器2KA一常开接点、第四过电流继电器4KA一常开接点、第六过电
流继电器6KA一常开接点并联；所述第二过电流继电器2KA一常开接点一端接电源正极，另
一端接第二中间继电器2KM常闭接点一端；第二中间继电器2KM常闭接点另一端接第一延时
时间继电器1KT线圈一端；第一延时时间继电器1KT线圈另一端接保护电源负极；第一延时
时间继电器1KT的延时闭合的常开接点一端接保护电源的正极，另一端接第二信号继电器
2KS线圈的一端；第二信号继电器2KS线圈另一端接第一信号继电器1KS线圈另一端；
所述过负荷保护回路包括第二过电流继电器2KA另一常开接点、第四过电流继电器4KA
另一常开接点、第六过电流继电器6KA另一常开接点、第二中间继电器2KM线圈、第二中间继
电器2KM常开接点、第二延时继电器2KT线圈、第二延时时间继电器2KT延时闭合常开接点、
第三信号继电器3KS线圈、连接片LP及限流电阻R；所述第二过电流继电器2KA另一常开接
点、第四过电流继电器4KA另一常开接点、第六过电流继电器6KA另一常开接点依次串联连
接；第二过电流继电器2KA另一常开接点一端接保护电源正极；第六过电流继电器6KA另一
常开接点另一端接第二中间继电器2KM线圈一端；第二中间继电器2KM线圈另一端接保护电
源负极；第二中间继电器2KM常开接点一端接保护电源正极，另一端接第二延时时间继电器
2KT线圈一端；第二延时时间继电器2KT线圈另一端接保护电源负极；第二延时时间继电器
2KT延时闭合常开接点一端接保护电源正极，另一端接第三信号继电器3KS线圈一端；第三
信号继电器3KS线圈另一端接连接片LP第一端；连接片LP第二端接第二信号继电器2KS线圈
另一端；连接片LP第三端接限流电阻R一端；限流电阻R另一端接保护电源负极。
2.根据权利要求1所述的能分辨高压电机过电流与过负荷保护动作信号的装置，其特
征在于：还包括接地保护回路；接地保护回路包括零序过电流继电器7KA常开接点、第三延
时时间继电器3KT线圈、第三延时时间继电器3KT延时闭合常开接点及第四信号继电器4KS
线圈；所述零序过电流继电器7KA常开接点一端接保护电源正极，另一端接第三延时时间继
电器3KT线圈一端；第三延时时间继电器3KT线圈另一端接保护电源负极；第三延时时间继
电器3KT延时闭合的常开接点一端接保护电源的正极，另一端接第四信号继电器4KS线圈一
端，第四信号继电器4KS线圈另一端接过负荷保护回路连接片LP第二端。
3.根据权利要求1所述的能分辨高压电机过电流与过负荷保护动作信号的装...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永春，
申请(专利权)人：厦门大学嘉庚学院，
类型：发明
国别省市：福建;35