3 變頻器電動機差動保護

　　在使用變頻器拖動電動機的情況下，傳(chuan) 統電動機差動保護無法使用的原因為(wei) ：電動機機端CT為(wei) 圖1中開關(guan) 櫃處的CT1和電動機中性側(ce) CT即CT3這兩(liang) 處CT的電流頻率不相同。文獻提出采用磁平衡差動保護來實現，但實際中存在幾個(ge) 問題：

　　（1）目前發電廠使用的電動機基本上都無法提供磁平衡差動所需要的中性側(ce) 電纜引出。

　　（2）磁平衡差動的電流是在變頻器下方，非工頻電流。對於(yu) 微機保護，按照工頻50 Hz整定的定值不適用於(yu) 非工頻情況。

　　由於(yu) 差動保護的兩(liang) 側(ce) 電流必須為(wei) 同一頻率下電流。可考慮在變頻器下方、電動機上方加裝一組CT，即CT2，此組CT可安裝於(yu) 變頻器櫃中，由CT2和CT3兩(liang) 組電流構成差動保護。

　　常規差動保護為(wei) 相量差動，其原理是用傅裏葉算法，根據一個(ge) 周波的采樣點計算出流入和流出電流的實虛部，再計算出差動和製動電流的幅值、相位後用相量比較的方式構成判據。由於(yu) 電流非50 Hz工頻，因此在進行傅裏葉計算時需要通過頻率跟蹤保證計算結果的正確。由於(yu) 變頻器下方無電壓引入，因此通過常規的電壓跟蹤頻率方式無法實現。有廠家提出利用電流跟蹤頻率，但由於(yu) 電流跟蹤頻率存在較大的誤差，容易引起保護的誤動、拒動，在實際中並不采用。

　　對於(yu) 差動保護中采用的采樣值差動，為(wei) 微機保護中所有通道采樣為(wei) 電流在同一時刻的瞬時值：當被保護設備沒有橫向內(nei) 部故障時，各采樣電流值之和為(wei) 零；當發生內(nei) 部故障時，各采樣電流值之和不為(wei) 零。采樣值差動保護就是利用采樣值電流之和按一定的動作判據構成。

　　與(yu) 常規相量差動保護相比，采樣值差動具有動作速度快、計算量少等特點，是微機差動保護領域的一個(ge) 突破，己應用於(yu) 母差、變壓器等保護中。采樣值差動不涉及傅氏計算，變頻器所帶來的諧波也不會(hui) 影響其計算精度，因此，對工作於(yu) 25～50 Hz的高壓變頻電動機，其差動保護可以利用該算法實現。

　　江蘇金智科技股份有限公司基於(yu) 采樣值差動原理開發的變頻器電動機差動保護，已經在現場成功投運，運行一段時間以來，未出現保護誤動、拒動的情況，說明采樣值差動可以應用於(yu) 變頻器電動機的差動保護。該差動保護裝置電流輸入有3組CT，分別為(wei) 開關(guan) 側(ce) CT1、變頻器下方電動機上方增加的CT2、中性側(ce) CT3，同時引入工頻旁路開關(guan) 接點。當旁路開關(guan) 接點閉合時，此時為(wei) 常規相量差動，采用傅裏葉算法，差動電流為(wei) CT1和CT3電流；當旁路開關(guan) 接點斷開時，此時為(wei) 采樣值差動，采用采樣值差動算法，差動電流為(wei) CT2和CT3電流。

 　　4 變頻器電動機後備保護

　　目前一般變頻器電動機配置一台電動機保護測控裝置和一台變壓器保護測控裝置，兩(liang) 台裝置之間通過旁路開關(guan) 進行投退。由於(yu) 任意時刻，兩(liang) 台裝置隻有一台投入使用，降低了裝置的使用效率。

　　變壓器保護主要功能包括過流保護、負序保護、接地保護、過負荷保護等；電動機保護功能，主要包括過負荷保護、過流保護、負序保護、零序保護及低電壓保護等。

　　江蘇金智科技股份有限公司在此基礎上開發了一台全新的變頻器電動機後備保護裝置，裝置中包含有變壓器保護、電動機保護功能，其中的變壓器保護、電動機保護功能的投退通過旁路開關(guan) 接點所形成的硬壓板進行控製，這樣把原先兩(liang) 台裝置的功能集成到一台裝置中，提高現場裝置的使用率。此後備保護裝置在多個(ge) 現場得到了廣泛應用，受到了用戶的一致認可。

　　5 結束語

　　對於(yu) 目前發電廠用高壓變頻器帶電動機的保護，傳(chuan) 統地采用傅裏葉算法的相量差動不太適用，可以采用采樣值差動保算法實現差動保護；可以將現有的兩(liang) 台變壓器和電動機保護裝置的功能集成在一台裝置中，實現後備保護，這樣既滿足電動機保護的要求，又節省了成本。