电动机电流速断保护继电器的选择及其定值计算

电动机电流速断保护继电器的选择及其定值计算
电动机保护继电器的选择及其整定正确与否，直接影响到安全运行。实践表明，由于保护继电器和定值没有根据现场实际情况选择和计算，造成电动机保护装置误动、拒动的情况时有发生。本文简介电流速断保护的构成及其定值计算，供电工参考。 1. 电动机保护继电器的选择
无论哪一种电动机，对其保护的原理基本上都是以反映电动机内部故障时正序和零序电流急剧升高这一特征来设计的。反映短路故障的装置一般是电流速断保护和单相接地保护。
电动机内部发生金属多相短路时，理论上说电流幅值会趋向于无穷大，电流速断保护就是利用这一特征快速启动继电器，使故障电动机从电网中退出来。由于电动机起动电流大小悬殊，因此，能够把短路电流和起动电流有效区分开来就成为电流速断保护继电器选择的关键。现在通常采用DL电磁型电流继电器和GL感应型电流继电器。使用DL型电流继电器构成速断保护时，当短路电流达到继电器的整定值后，继电器的动作时间与电流大小无关，因而切断故障速度快、灵敏度高，但不容易躲开电动机起动时的电流，往往在电动机过负荷或者起动时造成误动作。感应型继电器构成速断保护时，动作时间与短路电流大小成反比，因而称为反时限继电器。这种继电器具有瞬时动作元件作用于跳闸，延时动作元件作用于信号或跳闸，其动作可靠性好，能够较好地躲避起动电流和过负荷电流，并且能够把速断保护和过负荷保护结合在一块，大大简化了保护接线。但它也存在两相短路故障时动作时间较慢、调试较复杂、动作特性也不如前者稳定等缺点。因此，在选择保护继电器时，对于空载起动和不易遭受过负荷的电动机宜采用DL型继电器，对于带载起动或者易遭受过负荷的电动机宜采用GL型继电器。 2. 保护继电器的整定计算
无论采用何种继电器构成电流速断保护，其整定的原则都是要躲开电动机起动时的起动电流和瞬间过负荷。继电器一次动作电流的保护定值一般按下式计算：
I = KIS
式中：K 可靠系数。对于DL型取1.4 ~ 1.6，对于GL型取1.8 ~ 2.0
IS 电动机起动电流，一般取额定电流的5 ~ 7倍
在整定中，可靠系数和起动倍率如果掌握不好，往往容易造成继电器误动作或拒动，一般情况下，可按以下原则掌握。
可靠系数整定主要考虑两个因素。一是电动机是否容易过负荷，容易过负荷的取大值；反之，则取小值。二是电动机与继电器电流测量元件的电气距离。我们知道，电动机发生金属对称性短路时，在电网电压不变的情况下，其电流衰减的幅值和时间取决于短路点与电流测量元件之间的阻抗。阻抗大时，衰减的幅值和时间就快；反之，就慢。而阻抗之大小与电动机连接电缆的长度、截面和材料等因素有关。因此，对于重要的电动机，需要进行短路电流计算以确定可靠系数。一般情况下，电动机连接电缆较长时取小值；反之，则取大值。
电动机起动电流倍率选定是整定计算的另一个因素。电动机在起动瞬间，转子是静止的，反电势尚未建立，形如堵转，相当于电动机短路。转子转动以后，电动机的反电势随转子的加速而上升，起动电流逐渐接近额定值。因此，起动电流的大小与电动机起动转矩有关。一般而言，空载或电动机直径较大时，倍率取小值；反之，则取大值。