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[摘 要]电动机作为拖动系统中的重要组成部分使用非常广泛，确保电动机的正常运行显得十分重要。在使用中造成电机烧毁甚至引发重大安全事故的事件屡见不鲜，作为电动机的保护，越来越引起大家的注意。
[关键词]电动机保护 保护装置老化 电度表 通讯
中图分类号：TP273 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2017）27-0300-01
一、系统概述及现状
龙口矿业集团热电有限公司4#炉高压电动机保护测控系统自2003年投入运行，已运行10多年，装置元件均已发生不同程度的老化问题，以致在运行过程中出现保护装置液晶显示黑屏，看不到保护参数，误发开关动作信号等，给生产系统带来很大的安全隐患。同时，由于设计原因，4#炉高压电动机电度表长期采用人工就地抄表的方式，在电度表设备上读取电度表底数，然后到主控室报表电脑上将这些底数输入报表中，计算出电量数据。为了保证4#炉高压电动机的安全运行，通过现场实际考察，提出了对其保护装置进行升级改造，选用了DF3361EA电动机保护装置，同时为了解决长期人工抄表的问题，以便于对高压电动机的用电量进行分析，找出最佳运行方式，将4#炉高压电动机电度表纳入主控后台电度表系统。
二、保护装置原理
1、保护启动元件
本装置有两类启动元件：相电流突变量启动元件和辅助启动元件。其中辅助启动元件采用保护动作量（相电流、线电压、零序电流）的有效值作为辅助启动判别量，与相应的保护定值比较判别。任一个启动元件动作，保护启动，进入故障处理。
2、电流速断保护
电流速断保护反映电动机的定子绕组或引线的相间短路而动作。动作时限可整定为速断或带较短的时限。其整定值应躲过电动机的起动电流。任一相电流大于整定值，电流速断保护经整定延时跳闸。
3、电动机起动过程的判断
图3-1为电动机正常起动后的电流变化曲线。起动前电流为零，合上断路器后，电流瞬间增大，随着电动机转速的升高，电动机的电流逐渐减小。当电动机达到额定转速后，电动机的电流也稳定在额定电流附近。
装置根据电流特征自动判断电动机的状态。如图3-1，当电动机的电流<0.1时，认为电动机处于停止状态。从时刻t1开始，电动机电流从无到有，认为电动机进入了起动状态。当电流由大变小，并稳定在额定电流附近时（t2时刻），则认为电动机已进入稳定运行状态。
如图3-2，图中的Tst为整定值，整定时应使Tst稍大于电动机的最长起动时间。当电动机起动后，电流经过时间Tst依然不能降到额定电流附近时，仍然认为电动机已进入运行状态。
4、起动时间过长保护
起动时间过长保护在电动机起动过程中对电动机提供保护。在电动机运行过程中，起动时间过长保护自动退出。在电动机起动过程中，任一相电流大于整定值，起动时间过长保护经整定延时跳闸。
5、堵转保护
堵转保护在电动机运行过程中对电动机提供保护，在电动机起动过程中自动退出。在电动机运行过程中，任一相电流大于整定值，堵转保护经整定延时跳闸。
6、两段式负序过流保护
电动机三相电流不对称时，会产生负序电流，负序电流将在转子中产生2倍工频的电流，使转子发热增加。如果负序电流较大，会使转子过热，危及电动机的安全运行。
本装置设置了两段负序过流保护。第一段负序过流保护用来保护电动机的断相、反相、匝间短路等故障。第二段作为灵敏的不平衡电流保护。
7、低电压保护
当电源电压降低或短时中断，一些不允许或不需要自起动的电动机，须从电力网中断开，因此需要配置低电压保护。当三个线电压均小于低电压保护定值时，低电压保护经整定延时跳闸。
8、PT断线
检测到PT断线后，延时9s告警，面板告警灯点亮并输出异常告警接点。
9、装置故障检测
装置有完善的故障检测功能，当检测出有异常情况时，装置告警并同时生成报告，在液晶显示并将报告通过通讯上传。
三、改造方案及實施
1、图纸的变动及绘制
根据原有保护装置说明书，查找出新保护装置的更新内容及线路，对照就装置接线图纸，改动图纸的内容，绘制出新装置的接线图。
2、设备接线
保护装置柜内外部进线保持原先状态，将旧保护装置及接线全部拆除，将新装置配好线后，安装至4#炉高压电动机开关柜，再根据已经设计好的图纸进行接线。
3、参数的设置
根据电动机的参数定值，将这些参数输到装置内部，将规定的保护软压板、硬压板投入使用，做到与参数定值一一对应。
4、装置信号的上传
通过RS485通讯接口及数据线与后台链接，修改电脑内部设置，保证通讯通道的畅通，实现保护装置所采集的信号上传到后台。
5、设备调试
保护装置安装接线完毕后，对开关进行传动试验，确保无误后投入使用。
6、更换电度表
7、用通讯线将各电度表连接起来。
8、经通讯线缆连接到到5#机微保间3610通讯机。
9、东方电子微保后台组态，形成电度表电量显示页面。
四、结论
通过本次4#炉高压电动机保护测控系统升级改造从根本上解决了保护装置的老化问题，未出现误发动作信号，装置智能化，操作简单，界面清晰，降低了维修人员和运行人员的工作量，保证设备的安全稳定运行。同时，运行人员结束了要有专门人员到4#机炉配电室每台电度表设备上读数抄表的方式，完全的实现了在微保控制系统系统中的电度计量集中显示，即大大的提高了主控室电量报表的准确性和正确性，还节省了大量的工人工作量，为进行设备运行分析提供了数字依据。
参考文献
[1] 孟铁棪等《电力系统保护规定汇编》中国电力出版社，2003.
[2] 高景德张麟征电机过渡过程的基本理论及分析方法北京科学出版社1996.
[关键词]电动机保护 保护装置老化 电度表 通讯
中图分类号：TP273 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2017）27-0300-01
一、系统概述及现状
龙口矿业集团热电有限公司4#炉高压电动机保护测控系统自2003年投入运行，已运行10多年，装置元件均已发生不同程度的老化问题，以致在运行过程中出现保护装置液晶显示黑屏，看不到保护参数，误发开关动作信号等，给生产系统带来很大的安全隐患。同时，由于设计原因，4#炉高压电动机电度表长期采用人工就地抄表的方式，在电度表设备上读取电度表底数，然后到主控室报表电脑上将这些底数输入报表中，计算出电量数据。为了保证4#炉高压电动机的安全运行，通过现场实际考察，提出了对其保护装置进行升级改造，选用了DF3361EA电动机保护装置，同时为了解决长期人工抄表的问题，以便于对高压电动机的用电量进行分析，找出最佳运行方式，将4#炉高压电动机电度表纳入主控后台电度表系统。
二、保护装置原理
1、保护启动元件
本装置有两类启动元件：相电流突变量启动元件和辅助启动元件。其中辅助启动元件采用保护动作量（相电流、线电压、零序电流）的有效值作为辅助启动判别量，与相应的保护定值比较判别。任一个启动元件动作，保护启动，进入故障处理。
2、电流速断保护
电流速断保护反映电动机的定子绕组或引线的相间短路而动作。动作时限可整定为速断或带较短的时限。其整定值应躲过电动机的起动电流。任一相电流大于整定值，电流速断保护经整定延时跳闸。
3、电动机起动过程的判断
图3-1为电动机正常起动后的电流变化曲线。起动前电流为零，合上断路器后，电流瞬间增大，随着电动机转速的升高，电动机的电流逐渐减小。当电动机达到额定转速后，电动机的电流也稳定在额定电流附近。
装置根据电流特征自动判断电动机的状态。如图3-1，当电动机的电流<0.1时，认为电动机处于停止状态。从时刻t1开始，电动机电流从无到有，认为电动机进入了起动状态。当电流由大变小，并稳定在额定电流附近时（t2时刻），则认为电动机已进入稳定运行状态。
如图3-2，图中的Tst为整定值，整定时应使Tst稍大于电动机的最长起动时间。当电动机起动后，电流经过时间Tst依然不能降到额定电流附近时，仍然认为电动机已进入运行状态。
4、起动时间过长保护
起动时间过长保护在电动机起动过程中对电动机提供保护。在电动机运行过程中，起动时间过长保护自动退出。在电动机起动过程中，任一相电流大于整定值，起动时间过长保护经整定延时跳闸。
5、堵转保护
堵转保护在电动机运行过程中对电动机提供保护，在电动机起动过程中自动退出。在电动机运行过程中，任一相电流大于整定值，堵转保护经整定延时跳闸。
6、两段式负序过流保护
电动机三相电流不对称时，会产生负序电流，负序电流将在转子中产生2倍工频的电流，使转子发热增加。如果负序电流较大，会使转子过热，危及电动机的安全运行。
本装置设置了两段负序过流保护。第一段负序过流保护用来保护电动机的断相、反相、匝间短路等故障。第二段作为灵敏的不平衡电流保护。
7、低电压保护
当电源电压降低或短时中断，一些不允许或不需要自起动的电动机，须从电力网中断开，因此需要配置低电压保护。当三个线电压均小于低电压保护定值时，低电压保护经整定延时跳闸。
8、PT断线
检测到PT断线后，延时9s告警，面板告警灯点亮并输出异常告警接点。
9、装置故障检测
装置有完善的故障检测功能，当检测出有异常情况时，装置告警并同时生成报告，在液晶显示并将报告通过通讯上传。
三、改造方案及實施
1、图纸的变动及绘制
根据原有保护装置说明书，查找出新保护装置的更新内容及线路，对照就装置接线图纸，改动图纸的内容，绘制出新装置的接线图。
2、设备接线
保护装置柜内外部进线保持原先状态，将旧保护装置及接线全部拆除，将新装置配好线后，安装至4#炉高压电动机开关柜，再根据已经设计好的图纸进行接线。
3、参数的设置
根据电动机的参数定值，将这些参数输到装置内部，将规定的保护软压板、硬压板投入使用，做到与参数定值一一对应。
4、装置信号的上传
通过RS485通讯接口及数据线与后台链接，修改电脑内部设置，保证通讯通道的畅通，实现保护装置所采集的信号上传到后台。
5、设备调试
保护装置安装接线完毕后，对开关进行传动试验，确保无误后投入使用。
6、更换电度表
7、用通讯线将各电度表连接起来。
8、经通讯线缆连接到到5#机微保间3610通讯机。
9、东方电子微保后台组态，形成电度表电量显示页面。
四、结论
通过本次4#炉高压电动机保护测控系统升级改造从根本上解决了保护装置的老化问题，未出现误发动作信号，装置智能化，操作简单，界面清晰，降低了维修人员和运行人员的工作量，保证设备的安全稳定运行。同时，运行人员结束了要有专门人员到4#机炉配电室每台电度表设备上读数抄表的方式，完全的实现了在微保控制系统系统中的电度计量集中显示，即大大的提高了主控室电量报表的准确性和正确性，还节省了大量的工人工作量，为进行设备运行分析提供了数字依据。
参考文献
[1] 孟铁棪等《电力系统保护规定汇编》中国电力出版社，2003.
[2] 高景德张麟征电机过渡过程的基本理论及分析方法北京科学出版社1996.