一种一拖二的电动机组及其差动保护系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种一拖二的电动机组及其差动保护系统，所述差动保护系统包括差动保护装置和电流互感器，所述一台差动保护装置配置三组电流互感器，所述电流互感器包括一次绕组和二次绕组，三组电流互感器的一次绕组分别串联在工频电源侧、变频器输出侧和电动机中性点侧，三组电流互感器的二次绕组分别与所述差动保护装置的输入端连接，用于向所述差动保护装置提供工频电源侧、变频器输出侧和电动机中性点侧三个位置的电流信号。本实用新型专利技术提供的差动保护系统为变频器拖动电动机运行方式下的电动机提供差动保护，使电动机同时具有工频差动和变频差动两种保护系统，实现了电动机的无缝保护运行，提高电动机安全运行的可靠性。

A One-Drag-Two Motor Unit and Its Differential Protection System

【技术实现步骤摘要】
一种一拖二的电动机组及其差动保护系统
本技术总体涉及变频电动机以及电动机继电保护
，更具体地，涉及一种一拖二的电动机组及其差动保护系统。
技术介绍
近些年来我国各厂矿，大功率电机在数量上有明显的增长，为降低厂矿的用电量，也投入了大量的大功率变频器。目前现有的大部分设备都是一台变频器拖动一台电动机，两台电动机需要配备两台变频器和两套自动旁路柜，因此需要较多的设备，花费较高的成本，且现场需要足够的安放空间，所以各方面的投入较大。另外，按照现有规程要求，容量在2000kW及以上的高压电动机需要装设差动保护系统，差动保护系统的电流互感器安装在电源侧和电动机中性点侧，以保证电动机保护的可靠性和灵敏度，该差动保护系统的目的在于防止电动机在内部线路故障时扩大事故，从而降低其对安全生产运行的影响。常规的电动机差动保护系统是按照50Hz工频电流设计的，属于工频差动保护系统，而未考虑高压变频器拖动电动机运行的方式。在变频器拖动下，电源侧的电流为50Hz工频电流，而电动机中性点侧电流为变频器输出电流，两个电流处于不同频率下，无法进行工频差动保护。故在高压变频器拖动电动机运行的方式下，原有的工频差动保护系统退出运行，电动机处于无差动保护运行状态，由此造成电动机在内部故障时的烧损现象。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种一拖二的电动机组及其差动保护系统，用于解决现有的变频电动机各方面投入较大且常规的电动机差动保护系统在高压变频器拖动电动机运行的方式下无法正常工作的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：根据本技术的第一方面，提供一种一拖二的电动机组，包括：一台变频器和两台电动机，所述变频器和两台电动机分别通过第一至第三工频开关与高压母线连接，所述第一至第三工频开关通过导通与切断为变频器和两台电动机提供工频电源，所述两台电动机分别通过第一和第二变频开关与所述变频器输出端连接，所述第一和第二变频开关通过导通与切断为两台电动机提供变频电源。根据本技术第一方面的一个实施方式，还包括分别与第一至第三工频开关、第一和第二变频开关连接的可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器用于控制所述第一至第三工频开关、第一和第二变频开关的导通与切断。根据本技术的第二方面，提供一种差动保护系统，所述差动保护系统用于上述的一种一拖二的电动机组，所述差动保护系统包括差动保护装置和电流互感器，所述一台差动保护装置配置三组电流互感器，所述电流互感器包括一次绕组和二次绕组，三组电流互感器的一次绕组分别串联在工频电源侧、变频器输出侧和电动机中性点侧，三组电流互感器的二次绕组分别与所述差动保护装置的输入端连接，用于向所述差动保护装置提供工频电源侧、变频器输出侧和电动机中性点侧三个位置的电流信号。根据本技术第二方面的一个实施方式，所述差动保护装置的信号输入端与高压母线和电动机之间的工频开关通断的位置信号连接，所述差动保护装置根据采集到的工频开关位置信号进行工频差动保护与变频差动保护切换。根据本技术第二方面的一个实施方式，所述变频器输出侧的电流互感器设置在变频开关的输出端。根据本技术第二方面的一个实施方式，一台电动机配置一台差动保护装置。根据本技术第二方面的一个实施方式，所述差动保护装置为变频专用的差动保护装置。根据本技术第二方面的一个实施方式，所述电流互感器为宽频电流互感器。根据本技术第二方面的一个实施方式，所述电流互感器的工作频率为0Hz～70Hz。本技术提供的一种一拖二的电动机组及其差动保护系统，采用一台变频器拖动两台电动机，并引入了可编程逻辑控制器，当一台电动机工频运行，出力不够时，可启动另一台电动机变频运行，通过变频器调节第二台电动机的出力大小，来满足现场总的需求量的要求，提高变频器的利用率，节约成本；为变频器拖动电动机运行方式下的电动机提供差动保护，防止变频电动机在内部线路故障时扩大事故，降低其对安全生产运行的影响；差动保护装置能够根据采集到的工频开关位置信号进行工频差动保护与变频差动保护切换，使电动机同时具有工频差动和变频差动两种保护系统，实现了电动机的无缝保护运行，提高电动机安全运行的可靠性。附图说明图1为一台变频器拖动一台电动机的连接线路示意图和常规的电动机差动保护系统的结构示意图。图2为本技术提供的一拖二的电动机组的结构示意图。图3为本技术提供的差动保护系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术的较佳实施例进行详细阐述，参考标号是指本技术中的组件、技术，以便本技术的优点和特征在适合的环境下实现能更易于被理解。下面的描述是对本技术权利要求的具体化，并且与权利要求相关的其它没有明确说明的具体实现也属于权利要求的范围。图1示出了一台变频器拖动一台电动机的结构示意图和常规的电动机差动保护系统的结构示意图。如图1所示，目前现有的大部分设备为一台变频器拖动一台电动机，两台电动机需要配备二台变频器，具体包括两台电源柜(QF1、QF2)、两台变频器、两套自动旁路柜(QF11、QF12、QF13、QF21、QF22、QF32)组成。两台电源柜分别为M1电动机和M2电动机提供电源及实现对电动机的保护和测控；每台变频器的容量与每台电动机的容量相匹配，两台变频器实现对两台电动机的速度调节，满足现场总的需求量的要求；两套自动旁路柜实现对M1电动机和M2电动机的工频和变频状态的切换功能。此方案提供的设备数量较多，花费的成本较高，且现场需有足够的空间，所以用户各方面的投入较大。图2示出了本技术提供的一拖二的电动机组的结构示意图。如图2所示，本技术提供一种一拖二的电动机组，其中，包括：一台变频器1和两台电动机2、3，所述变频器1和两台电动机2、3分别通过第一至第三工频开关4、5、6与高压母线7连接，所述第一至第三工频开关4、5、6通过导通与切断为变频器1和两台电动机2、3提供工频电源，所述两台电动机2、3分别通过第一和第二变频开关8、9与所述变频器1输出端连接，所述第一和第二变频开关8、9通过导通与切断为两台电动机2、3提供变频电源。上文中所述一拖二的电动机组是指一台变频器拖动两台电动机运行，即两台电动机配备一台变频器。高压母线7与变频器1和两台电动机2、3之间设有第一、第二、第三工频开关4、5、6，第一、第二、第三工频开关4、5、6通过导通与切断为变频器1和两台电动机2、3提供工频电源。第一、第二、第三工频开关4、5、6可以是单个开关，也可以是对电动机有保护和测控功能的电源柜。此变频器的容量也是与一台电动机的容量相匹配，两台电动机只有一台处于变频运行状态。首先是将M1电动机2由变频器1拖动，操作步骤：第一工频开关4合闸→第一变频开关8合闸→变频器1启动→变频器1拖动M1电动机2运行，变频器1从0Hz开始，缓慢提升到给定频率实现软启动功能，对电网的冲击非常小。当M1电动机2被拖动到50Hz，M1电动机2的出力仍然不够时，将M1电动机2由变频切换到工频运行，动作顺序：第一工频开关4分闸→第一变频开关8分闸→第二工频开关5合闸，实现变频/工频切换，切换时对电动机的冲击也非常小。此时变频器1再拖动M2电动机3运行，操作步骤：第一工频开关4合闸→第二变频开关9合闸→变频器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一拖二的电动机组，其特征在于，包括：一台变频器和两台电动机，所述变频器(1)和两台电动机(2，3)分别通过第一至第三工频开关(4‑6)与高压母线(7)连接，所述第一至第三工频开关(4‑6)通过导通与切断为变频器(1)和两台电动机(2，3)提供工频电源，所述两台电动机(2，3)分别通过第一和第二变频开关(8，9)与所述变频器(1)输出端连接，所述第一和第二变频开关(8，9)通过导通与切断为两台电动机(2，3)提供变频电源。

【技术特征摘要】
1.一种一拖二的电动机组，其特征在于，包括：一台变频器和两台电动机，所述变频器(1)和两台电动机(2，3)分别通过第一至第三工频开关(4-6)与高压母线(7)连接，所述第一至第三工频开关(4-6)通过导通与切断为变频器(1)和两台电动机(2，3)提供工频电源，所述两台电动机(2，3)分别通过第一和第二变频开关(8，9)与所述变频器(1)输出端连接，所述第一和第二变频开关(8，9)通过导通与切断为两台电动机(2，3)提供变频电源。2.根据权利要求1所述的一种一拖二的电动机组，其特征在于，还包括分别与第一至第三工频开关(4-6)、第一和第二变频开关(8，9)连接的可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器用于控制所述第一至第三工频开关(4-6)、第一和第二变频开关(8，9)的导通与切断。3.一种差动保护系统，其特征在于，所述差动保护系统用于权利要求1所述的一种一拖二的电动机组，所述差动保护系统包括差动保护装置(10，11)和电流互感器(12-17)，所述一台差动保护装置配置三组电流互感器，所述电流互感器(12-17)包括一次绕组和二次绕组，三组电流互感器的一次绕组分别串联在工频电源侧、变频器输出侧和电动机...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞晓丽，
申请(专利权)人：北京合康新能变频技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11