GE469继电保护在同步马达中的应用

我厂为满足生产需要, 先后引进4台同步电动机, 在GE469继电保护设置和马达的调试启动过程中遇到了一些小问题, 在此, 和大家一起讨论。

1 马达加速过程中继电保护跳闸。

其中一台马达在初次带负荷启动时, 运行14s后继电保护发生了加速时间跳闸, 本厂采用的是GE469的马达继电保护, 其中有一项功能保护为 (Acceleration timer) 加速时间, 其解释为, 如果在设定时间内, 马达的电流没有降到过载曲线检测点设置值 (overload curve pickup level) , 一般设置为1.05倍的马达额定电流, 则加速时间跳闸动作, 把马达电流的采样图调出一看, 在14秒时的电流为738A, 马达额定电流是675A, 期1.05倍的值是708.7A, 738A远超了708.7A, 所以发生了跳闸事故, 由于空载启动时间短, 所以空载时正常, 但是带负荷以后由于加速时间设定不合适, 造成启动失败。在继电保护中把加速时间调整到17秒, 后来启动几次均正常, 通过采集的数据显示, 马达在15s内完成了马达加速。

2 功率因数设定。

同步电机运行, 功率因数基本在1左右, 在实际应用中, 提高功率因数意味着。

(1) 提高用电质量, 改善设备运行条件, 可保证设备在正常条件下工作, 这就有利于安全生产。

(2) 可节约电能, 降低生产成本, 减少企业的电费开支。例如:当cosφ=0.5时的损耗是cosφ=1时的4倍。

(3) 能提高企业用电设备的利用率, 充分发挥企业的设备潜力。

(4) 可减少线路的功率损失, 提高电网输电效率。

在实际用电过程中, 提高负载的功率因数是最有效地提高电力资源利用率的方式。

469继电保护内的功率因数的设定项可选择警报, 跳闸, 马达启动阶段阻止时间, 功因滞后及超前值设定等。在实际应用时要认真选取。我厂的一台同步马达在运行期间偶尔发生跳闸事故, 给生产带来了严重的影响, 后经仔细检查, 是功率因数超前设置功能打开, 因为我厂的励磁系统采用的是励磁电流固定的运转方式, 电机运行时, 励磁电流固定为一值, 当负载由于工艺发生变化, 负荷减小, 因为励磁电流不变, 造成功率因数超前, 引起了功率因数超前保护跳车。所以当469在同步机中一般只要开通功率因数滞后停车功能, 避免马达运行在失励状态就行。或者把过励点调高, 避开运转区域, 如励磁方式采用自动控制励磁电流调励, 则不必关闭过励跳闸功能。

3 低电压保护功能的设置。

低电压容易引起电流的异常增大, 致使马达内部过热, 对马达的寿命产生影响。大功率马达启动时都会在电网上引起较大的压降, 如果压降过大, 就要考虑马达的启动方式了, 本厂的马达都是采用直接启动方式, 所以对电网的电压有一定影响, 能瞬间把电网电压降到额定的8 5%, 所以在GE469中需要根据现场的具体情况来设置压降保护, 本厂设定的最终跳闸值是额定电压的80%, 延时1s跳闸。这样既可避免启动时误动, 又可防止电网瞬间的波动引起工厂停车事故。初次设置时, 由于把跳闸值设置为额定的90%, 延时1s, 曾经引起启动失败。

4 马达重新启动阻断时间的设置。

大型马达对两次启动间隔以及24h内的启动次数都有严格的规定, 启动次数过多, 会给马达内部造成不可逆转的损伤, 大型马达出厂时都有一些测试曲线, 如热容曲线, 启动次数曲线等, 本厂的ABB同步马达允许冷启动3次, 每次间隔半小时, 第四次启动需要间隔两小时以上, 24h内允许启动6次。469继电保护器内部有一个叫Restart Block的选项, 可以设置时间, 以保护马达, 避免连续启动, 本厂设置为1小时, 意思是每次启动间隔是一小时, 以便对马达起到更好的保护作用。此时间设置如果过短, 会引起热容值计算增加, 容易引起启动时热容值过大跳闸事故的发生。

5 GE469马达保护继电器的在线更换

对大多数客户而言, 如果继电保护器本身发生了故障, 都不希望把设备停下来, 相对于我厂而言, 如果设备停下来再重新启动, 损失是相当巨大的, 我厂的高压马达额定功率是11500k W, 加上其余的附属高低压设备, 每小时的耗电量约为20000k W·h, 如果设备停止一次, 再重新启动调整到工艺满足客户的要求, 大概需要4h左右, 期间光电费的消耗就要80000度电, 这还不算停厂造成对客户的直接影响, 所以在线更换469继电保护器, 经济效益可观, GE469保护继电器在线更换要注意以下几点。

(1) 首先要小心断开跳闸回路的接线, 避免移动保护器过程中发生跳闸事故。

(2) 断开保护器供给电源, 不可以带电源插拔组件, 以免引起危险。

(3) 小心拿出继电保护器 (操作步骤可参考操作手册) , 电流互感器的引入端会自动短路, 避免发生电流互感器二次侧开路的情况。

(4) 装入新的继电保护器, 下装程序, 并检查后把线路恢复正常, 要确保下装到保护器的程序为最终程序。

以上只是GE469各项保护中的其中几项, 其余如过流, 差动, 逆相序, 接地等保护, 这里就不一一描述。

摘要：随着工业科技的发展, 各种综合马达保护继电器在工业中被广泛应用, 其对马达的保护以及设备的正常运行至关重要, GE469继电保护器, 在我厂的大型同步马达中被广泛采用, 在启动过程中一些功能保护的设置, 至关重要。

关键词：同步,功率因数,加速时间