电机磁平衡式差动原理与定值整定 赵伦

(连云港沃利帕森工程技术有限公司天津分公司，天津)

[摘要]分析电机磁平衡式差动保护的工作原理及特征，给出磁平衡式差动保护的整定原则。实践表明,磁平衡式差动保护能够大幅提高电机保护的灵敏性和可靠性。

关键词电机 磁平衡式差动保护 定值整定 中性点不接地

0引言

依据规程规定，容量在2000kVA以下的电机应装设电流速断作为主保护，容量在2000kVA及以上的电机应装设差动保护作为主保护。传统的纵差保护是在配电柜及电机侧分别装设一组电流互感器，利用正常及外部故障时两侧电流矢量和为零的原理构成纵差保护。这种纵差保护由于受到两侧电流互感器饱和特性、二次侧负载及剩磁大小不定等因素的影响，极有可能出现故障时保护误动的情况。

随着进口电机的逐步增多，出现了一种新的电机差动保护--磁平衡式差动保护。由于这种技术在国内起步时间不长，常见的教材及技术资料对其介绍较少，为此笔者总结工作与实践相关经验，重点介绍磁平衡式差动保护的原理和整定方法，供同行参考。

1磁平衡差动保护原理

磁平衡式差动保护(也称自平衡差动保护)是将电机每相定子绕组始端和中性点端的引线分别进、出磁平衡电流互感器的环形铁心窗口一次，如图1所示。

图1磁平衡式差动保护原理图

由图1可知，电机起动及正常运行时流入各相始端的电流和流入中性点端的电流为同一电流。对于磁平衡电流互感器而言，该电流一进一出，通过互感器的磁通方向相反、大小相等，矢量和为零，即等效于一次侧无电流，一次绕组就处于磁平衡状态，二次侧不会产生电流，保护不动作。当电机内部发生故障时，故障电流破坏了电流互感器一次绕组磁通平衡，二次侧就会产生电流，在电流达到整定值时起动电流继电器，继而使电机配电柜内的断路器跳闸切除电机电源，达到保护电机的目的。磁平衡式差动保护动作逻辑如图2所示。

图2磁平衡式差动保护动作逻辑框图

在保护性能方面，与传统的纵差保护需要6只电流互感器相比，磁平衡式差动保护仅需在电机中性点侧安装3只电流互感器，彻底解决了差动保护要求考虑两侧电流互感器饱和特性一致的问题，无需考虑两侧电流互感器的特性差异，最大不平衡电流较小，具有更高的灵敏度;而且由于利用了磁平衡原理，电流互感器二次侧断线时也不会出现过电压现象。这些都是传统的电流纵差保护难以做到的。

需要指出的是，由于磁平衡式差动保护的电流互感器装设在电机入口处，保护范围仅仅是电机本体内部，而普通的电流纵差保护的电流互感器可以安装在供电电缆的开关柜出口处，因此使用磁平衡式差动保护时需要配置其它保护作为后备保护。

2磁平衡式差动保护的整定

磁平衡式差动保护继电器的整定原则为:

(1)躲过磁平衡式差动保护的最大不平衡电流;

(2)躲过供电系统中其它线路或设备发生单相接地故障时电机各相最大电容电流。

此时的电容电流不包括保护范围外的电机供电电缆的电容电流，因为磁平衡式差动电流互感器一般装设在电机入口处，供电电缆的对地电容电流不通过互感器的环形铁心窗口。

文章来源：《电工技术学报》 网址: http://www.dgjszzs.cn/zonghexinwen/2020/0910/470.html