[发明专利]一种高压变频器拖动电动机方式下电动机差动保护方法

说明书

技术领域

本发明属于电动机差动保护的技术领域，是一种应用于电厂及各类工矿企业的高压变频器(一般为6kV或10kV)拖动电动机运行方式下，电动机差动保护装置的实现方法，为一种高压变频器拖动电动机方式下的电动机差动保护装置及其保护方法。

背景技术

现有相关规程规定，超过2000kW的电动机必须配置差动保护，差动保护的电流互感器CT安装在机端侧和中性点侧，以保证电动机保护的可靠性和灵敏度。现有的电动机差动保护主要设计原则为：

1.根据电动机母线侧电流和中性侧电流构成电流差动保护。

2.电动机电流采样按照固定50Hz工频采样，对采样数据利用傅里叶算法进行各种计算。

现有的电动机差动保护装置未考虑高压变频器拖动电动机运行方式下差异，主要为：

电动机母线侧电流为50Hz工频电流，电动机中性侧电流为变频器输出电流，频率为变频器输出频率；两个不同频率之间的电流无法进行差动保护电流的计算，差动保护无法正常工作，所以目前的实际操作当中，常规电动机差动保护在变频器拖动电动机方式下是退出的，降低了电动机保护的可靠性和灵敏度。

发明内容

本发明要解决的问题是：常规的电动机差动保护在高压变频器拖动电动机方式下无法正常工作，在变频器拖动电动机方式下是退出的，降低了电动机保护的可靠性和灵敏度。

本发明的技术方案为：一种高压变频器拖动电动机方式下电动机差动保护方法，高压变频器为10kV/6kV，电动机设有差动保护装置，利用电压频率跟踪，保证在变频器输出频率为20Hz～50Hz情况下各相电流以及差动保护电流的正确计算，从而确保差动保护的正确动作，包括以下步骤：

1)在变频器柜中安装电子式电压电流组合式互感器，将电子式电压电流组合式互感器的电压、电流小信号接入差动保护装置；电动机中性侧设有电流互感器，电流互感器的二次大电流信号接入差动保护装置；

2)差动保护装置利用电子式电压电流组合式互感器的电压小信号，采用电压过零点软件测频技术，获取当前变频器输出频率；采用频率跟踪技术，调整差动保护装置的A/D采样芯片的采样间隔，保证差动保护装置对电子式电压电流组合式互感器和电流互感器的电压、电流在每一周波电流有相同的采样点数；

3)将差动保护装置通过A/D采样芯片获得的电子式电压电流组合式互感器的电流数据、电动机中性侧电流互感器二次电流数据，利用傅里叶算法进行计算，实现电流差动保护，从而实现高压变频器拖动电动机方式下电动机差动保护。

本发明在变频器柜中增加电子式电压电流组合式互感器，通过电压频率跟踪的方式使差动保护装置获取变频器的输出频率，进而保证在采集变频器输出电流和电动机中性侧电流时，每周波采样频率固定，也就是针对变频器的频率变化对采样频率进行跟踪控制，保证电流差动保护在变频器拖动电动机方式下也能够正常进行。

本发明具有以下有益效果：

1.现有传统差动保护无法在变频器拖动电动机的方式下对电动机提供差动保护，降低了电动机保护的可靠性和灵敏度；本发明增加变频器拖动电动机方式下的电动机差动保护，简便易行，是一种自适应的保护方法，可以提高电动机的可靠性和灵敏度；

2.本发明对变频器输出频率进行跟踪，差动保护装置在对电流采样时实现频率跟踪控制，保证电流差动保护在变频器拖动电动机方式下也能够正常进行；采用电子式电流电压组合互感器，可直接安装在变频器柜中，电子式电流电压组合互感器输出的电压信号供差动保护装置进行采样频率跟踪，电流信号用于差动保护计算，既保证了电流采样的正确，同时无需增加设备来采集变频器的输出电流，保证了差动保护的正确性、可靠性和灵敏度。

附图说明

图1是本发明中所涉及的变频器拖动电动机方式下差动保护一次示意图。

具体实施方式

以下结合图1对本发明做进一步的说明。图1是一种变频器拖动电动机方式下差动保护一次示意图。本发明适用的高压变频器为10kV/6kV，电动机设有差动保护装置，利用电压频率跟踪，保证在变频器输出频率为20Hz～50Hz情况下各相电流以及差动保护电流的正确计算，从而确保差动保护的正确动作，包括以下步骤：

1)在变频器柜中安装电子式电压电流组合式互感器，将电子式电压电流组合式互感器的电压、电流小信号接入差动保护装置；电动机中性侧设有电流互感器，电流互感器的二次大电流信号接入差动保护装置；