高压变频器对电动机继电保护的影响及解决措施

高压变频器对电动机继电保护的影响及解决措施

李万伟

    山东泰开自动化有限公司   山东泰安  271000

摘要：变频器技术是节能降耗有效技术体系，尤其是在现代工业制造中，变频器技术的应用可以成为生产系统能效优化的基础。目前，一些制造商使用高压电动机变频来调节电机系统的性能。但是，结合实际情况，变频器增加后传统高压电动机装置的整体性能下降，因此无法进行全面保护。变频技术越来越多的企业使其够革新，提高继电保护的质量，从而为公司高质量生产线的创新奠定良好的基础。电机继电保护在高压变压器在中的应用主要采用差动法，该装置允许变压器和电机保护装置发挥作用。这不仅使高压变压器能够保护电机继电器，而且还能显着节约成本，分析了继电保护影响及解决。

关键词：高压变频；继电保护；差动保护

电力公司为了节约能源、降低能耗、提高电网的价格竞争力，通常采用变频调速。如果变频调速安装在高压电动机中，则常规保护装置不能差动，后备保护装置只能通过变频器提供。在电厂中，电动机高压变频调速在改变，使用程序进行电机保护配置和整定意义重要。

一、变频器的基本原理

在目前的生产中，电力和化工企业大量的机电设备，这意味着泵、引、送风机消耗的能源较多。变频调速系统基于节能环保，该系统的运行要求可以与流量控制和阀门的科学设置相结合，以便在需要时降低能耗。例如，在火电厂发电动机当前调试中，可以将现代通信技术与电气和电子相结合，将输出频率50Hz设置为直流运行，然后斩波、还原。降低的交流频率可与流体电流相结合，实现自动控制并控制电机转速，这提高了整个工厂的效率，节约了能源，减少了消耗。

二、变频器节能的基本原理

大型电源设备，如水泵、锅炉引风机、一次二次风机等，负担很重。这些风机与水泵系统通常需要不断调整流量以满足操作要求。该组的输出功率和负载不得在电机频率下变化，因此必须在系统的入口挡板中进行调整，这可能会导致能量损失。比如年负荷率低中高负荷分别是（50～60）、（80～90）%，这就需要更多的时间。电机调节时，可以通过改变工作频率，调节电机转速来调节电流，减少电机故障，优化电机效率，使改造变频后消除了冲击电流、电机启动，电机、电缆、开关等原因。是由于使用寿命和电源故障而延长使用。同时软启动的目标实现了，电流小且稳定，可以实现软启动。所以在运转时低负荷，发动机很好控制，频率和转矩都比改装前低很多。操作的影响也大大降低，从而延长了电机寿命，消除磨损，供电的可靠性提高。

三、电动机保护配置的要求

高压异步电动机应配备纵联差动保护，对于6.3 MVA或更高，必须安装保护机制来保护短时绕组和引出线之间的短路。保护装置应配备三相继电器电缆，该电缆应立即压在变压器两侧的断路器上。如果高压开关未打开，将触发电机的主输出继电器、双侧断路器和灭磁开关跳闸。对于不满足至少2 MW电源保护灵敏度的变压器，也应安装保护装置。火力发电厂中的高压电机目前被设计为至少配备有如上所述的继电保护，电动机通常配有微机保护机构，安装电动机6kV的开关柜内，来自6KV电动机差动保护电流的存电流互感器。

四、应用变频器后电动机保护的问题

如果需要故障或操作，将通过可编程逻辑变频器控制器切换自动或手动到变频器状态。如果变频器需要重新调试，可以自动或手动将工作频率状态切换。当电机运行在工频时，可以完成对电机的整体保护，满足现场使用的要求。在变频运行时，加入变频器装置导致频率/相位输入输出关系不大。如果保护配置也以原来的方式实现，则可以防止保护功能的实现。因此，在具有高电压变频器的电机中，只有电机的保护就足够了，变频器不得关闭在差动保护范围内。电机在变频器中运行时，输出频率范围通常为0.5~120hz，现场实际工作范围通常为15~50hz。如今，微机械的广泛应用是基于行业标准，即固定频率50Hz的数字采样。在变频器保护中必须对大范围的变频进行调整。

五、差动保护的具体原理

基于变频调控的差动保护主要通过时频率、频率跟踪和电流互感器补偿实现。频率控制和跟踪也应采用现代技术系统。在本项目中，傅氏滤波算法为电机提供差分频率保护。该算法具有强大的通用滤波功能，可根据系统状态在不同阶段逐步测量。实用准确。该系统的测量模式由电压和电流的组合控制。如果设备的外部电路无法吸收正常电压，请启用电流测量技术。还捕获设备上的频率，并用软件方法组合测量零电流和实时跟踪频率。这使可以考虑不同频率下的实际性能。该设计可以基于差分统计数据进行精确采样，确保保护装置的正确可靠运行，从而提高整体防护精度。

六、差动保护测试分析

电动机的运行对整个系统的稳定性有直接决定性的影响，因此也需要考虑其在电机保护配置中的应用，为系统有效运行奠定基础。本项目引入了一个基于当前信息技术的ARM+DSP集成仿真平台，并利用通用的多任务操作系统进行工业生产运行。，并建立了高精度仿真系统。它支持每周期24点的高速测试，并执行同步数据计算。PW40A中继保护测试用于系统测试。测试器可以专门针对变频过程的具体特点进行测试。测试日志将五种不同的频率定义为变量，用于分析实际电流值和电压采样值，以确定差分输出的准确中断时间。测量范围的数字电流采样范围从4.95到4.99符合参考电流5 A规范，电压降范围从52.8v到57.65v。

火力发电厂通过分析大型变频器在调速后时对电机保护的影响，为调速后保护提供了综合解决方案。事实证明，该系统为电机提供了快速可靠的保护，实现了节能，并确保了供电企业的安全运行。

参考文献：

[1]杜艳生．高压电动机变频器中继电保护的应用[J]．化工管理，2019(2)：170一172．

[2]段霁．继电保护对策在大容量高压电动机变频器的探讨[J]．电子世界，2019(4)：187—188．

[3]林建.微机型电动机保护装置通用技术条件[S].2020

[4]李伟健.高压变频器对电动机继电保护的影响及解决措施[J].广东电力，2019（08）.

[5]张睿．大容量变频器对电动机继电保护的影响EJ3．继电器，2020。35(17)：9—11．