金智科技WDZ-5231电动机差动保护装置

1.1应用范围

WDZ-5231电动机差动保护装置主要用于10kV及以下2000kW及以上三相异步电动机的差动保护，与配套的WDZ-5232电动机保护测控装置共同构成大型电动机的全套保护。

1.2保护配置

（1）差动速断保护

（2）比率差动保护

（3）CT断线告警

（4）磁平衡差动保护

2保护功能及原理

2.1电动机状态

电动机按照运行状态，有停机态、起动态、运行态之分。

如果Imax<0.125Ie，电动机处于停机态；

电动机原本处于停机态，检测到Imax>0.125 Ie：如果Imax>1.125 Ie，认为电动机进入起动态；如果Imax≤1.125 Ie，则认为电动机起动结束，直接进入运行态。

如果电动机处于起动态，检测Imax，如果0.125 Ie 

其中Imax为电动机机端电流*大值。

WDZ-5231装置在电动机起动过程中会录波，且电动机起动录波数据较大，可能会覆盖以前的录波数据，因此，装置保护动作后需及时下载故障录波数据。

2.2差动起动元件

装置差动速断和比率差动采用突变量起动元件和过流起动元件，当差动电流发生突变或者差动电流的*大值大于相应的过流定值时，起动元件动作并展宽10s，开放起动继电器。

2.3差动电流制动电流计算公式

按照同名端同在一侧的原则，进行差动电流的计算，即为两侧电流的矢量和；制动电流按照两侧电流绝对值和的一半计算。

两侧CT可能存在变比不一致的情况，利用折算至本侧的平衡系数Kph来修正此影响。

2.5比率差动保护

装置采用三折线比率差动原理，其动作曲线如下图所示，第3折线斜率固定为1。比率差动保护必须在电动机不在停机态时，方才有效。

比率差动CT饱和判别。在短路电流中的暂态分量中，有偏于时间轴一侧的直流分量，使得磁通对励磁电流变化的磁滞回线不与坐标原点对称，因此励磁电流的正负半周波形不对称即有一定分量的偶次谐波分量。

在稳态短路电流中无直流分量，磁通对励磁电流变化的磁滞回线与坐标原点对称，因此励磁电流的正负半周波形对称此时偶次谐波分量较小但有一定的奇次谐波分量。

可以利用二次电流中的谐波含量来识别CT的暂态与稳态饱和。

当时分相闭锁比率差动，式中K2取0.15，K3取0.2。I1为基波差流，I2为差流二次谐波，I3为差流三次谐波。

2.6延时CT断线告警功能

延时CT断线判别逻辑为：电动机任一侧三相电流有一相或两相电流小于0.125倍额定电流，且其它两相或一相电流均大于0.2倍额定电流，则认为该侧发生CT断线。CT断线延时2秒，发出CT断线告警信号，但不闭锁任何保护。

2.7瞬时CT断线闭锁功能

CT断线判别是基于以下假设的：

(1)CT断线不是所有相同时发生的；

(2)CT断线与故障不是同时发生的。

满足下述任一条件不进行CT断线判别：

(1)起动前某侧*大相电流小于0.2Ie，则不进行该侧CT断线判别；

(2)起动后*大相电流大于1.2Ie；

(3)起动后任一侧电流比起动前增加；

只有在比率差动元件动作后，才进入瞬时CT断线判别程序，这也防止了瞬时CT断线的误闭锁。

某侧电流同时满足下列条件认为是CT断线：

(1)只有一相或二相电流为零；

(2)其它二相或一相电流与起动前电流相等；

满足下列条件，才解除CT断线闭锁：

(1)电流不满足单相断线或两相断线；

(2)对应保护元件返回。   

通过控制字投入或退出瞬时CT断线可闭锁比率差动。