如何衡量继电保护的好坏篇1

关键词：继电保护；基本原则；故障分析

中图分类号：U226.8+1文献标识码：A文章编号：

电力系统安全、可靠运行是非常重要的，从而要求继电保护及自动化装置必需具有很高的可靠性。对于继电保护及自动化装置的可靠性指标和标准，继电保护及自动化装置是电力系统二次回路的保护和控制部分。继电保护装置的功能是在电力系统出现异常现象时，及时准确地发现故障并发出各信号，迅速地切除，防止故障的扩大，保证电力系统安全运行。自动化装置的功能是对电力系统运行的各种设备的运行参数进行实时监测、控制，并实现遥测、遥信、遥调、遥控，保证电力系统的可靠运行。

1.继电保护的基本概念和组成

1.1继电保护

泛指继电保护的技术和由各种继电保护设备组成的保护系统。

具体包括:继电保护的设计、配置、整定、调试等技术；从获取电量信息的互感器二次回路、经过继电保护装置、至断路器跳闸线圈的一整套设备。

组成:

测量部分：测量从被保护对象输入的有关电气量，适当处理后并与已给定的整定值进行比较，根据比较结果，给出逻辑信号。判断保护装置是否应该动作。

逻辑部分：根据测量部分的输出，使保护装置按照一定的逻辑关系工作，最后确定是否应该使断路器跳闸或发出信号。

执行部分：根据逻辑部分传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。

1.2装置的工作特点

继电保护装置不是一种频繁动作电器。在系统发生故障时，如出现短路或者过载运行，继电保护装置必须要可靠动作,发出各种信号,并操作其它电气设备及时切除故障。由于电力系统出现故障的几率较低,继电保护装置动作的次数是不会太多的。继电保护装置的故障形式一般分为2类,一类故障称之为拒动故障,即当电力系统发生故障时,继电保护装置不能及时可靠动作,使电力系统的故障或不正常的运行状态得不到及时的切除或改，严重时会造成电力系统的崩溃和瓦解。另一类故障称之为误动,即当电力系统没有故障时。继电保护装置由于本身的动作特性欠佳或由于各种干扰信号的作用而发生误动作，当发生误动时，也会产生一定的经济损失。自动化装置是一种对电力系统运行的各种设备的运行参数进行实时监测、控制的设备，并能实现遥测、遥信、遥调、遥控，因此是一种长期带电工作的设备。它的故障形式就是不能正确地进行测量、传输、调节、控制电力系统的运行参数。

2.继电保护的基本原则

对作用于跳闸的继电保护，在技术上有5个基本原则:可靠性、灵敏性、选择性、速动性以及经济性。

2.1可靠性

可靠性指在该保护装置规定的保护范围内发生了它应该动作的故障时，它不应该拒绝动作，而在任何其他该保护不应该动作的情况下，则不应该误动作。可靠性主要指保护装置本身的质量和运行维护水平而言，可以用拒动率和误动率来衡量。当两者愈小，则保护的可靠性愈高。

为保证可靠性，应采用由可靠的硬件和软件构成的装置，并应具有必要的自动监测、闭锁、报警等措施。

2.2灵敏性

灵敏性是指保护装置对其保护区内发生故障或不正常运行状态的反应能力，用灵敏系数来衡量。如下图:

1.2(如满足此要求将使保护过分复杂或在技术上难以实现时，可仅按常见的运行方式和故障类型校验灵敏度)

变压器纵联差动保护2

3-10kV电缆线路中性点不直接接地电网零序电流保护

1.25

3-10kV架空线路1.5

2.3选择性

选择性是指当供电系统发生故障时，首先由故障设备或线路本身保护且出故障，当故障设备或线路的保护或断路器拒动时，应由相邻设备或线路的保护将故障切除。如下图所示，k处故障时QF2动作。

2.4速动性

速动性是指继电保护装置应能尽快地切除故障，以减少设备及用户在大电流、低电压运行的时间，降低设备的损坏程度，提高系统列并运行的稳定性，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。一般从装置速动保护、充分发挥零序瞬时段保护及相间速断保护的作用，减少继电器固有动作时间和断路器跳闸时间等方面入手来提高速动性。

故障切除时间=保护装置动作时间+断路器动作时间

不同电压等级和不同结构的电网切除故障最小时间如下表:

2.5经济性

经济性是指在经济上以最少的投资达到最高程度的保护原则。

3.电力系统继电保护的作用

继电保护在电力系统中在设备发生故障时,自动的,迅速的,有选择的将故障设备从系统中切除,保证无故障设备迅速恢复正常运行,并防止故障设备继续遭到破坏,当系统出现不正常的运行状态时,发出报警,以便使值班人员采取有效措施。电力系统在生产过程中，有可能发生各类故障和各种不正常情况。其中故障一般可分为两类：横向不对称故障和纵向不对称故障。横向不对称故障包括两相短路、单相接地短路、两相接地短路三种，纵向对称故障包括单相断相和两相断相，又称非全相运行。电网在发生故障后会造成很严重的后果。

3.1电力系统电压大幅度下降，广大用户负荷的正常工作遭到破坏。

3.2故障处有很大的短路电流，产生的电弧会烧坏电气设备。

3.3破坏发电机的并列运行的稳定性，引起电力系统震荡甚至使整个系统失去稳定而解列瓦解。

3.4电气设备中流过强大的电流产生的发热和电动力，使设备的寿命减少，甚至遭到破坏。不正常情况有过负荷、过电压、电力系统振荡等.电气设备的过负荷会发生发热现象，会使绝缘材料加速老化，影响寿命，容易引起短路故障。继电保护被称为是电力系统的卫士，它的基本任务有：

(1)当电力系统发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障设备从电力系统中切除，保证系统其余部分迅速恢复正常运行，防止故障进一步扩大。

（2)当发生不正常工作情况时，能自动、及时地选择信号上传给运行人员进行处理，或者切除那些继续运行会引起故障的电气设备。

可见继电保护是任何电力系统必不可少的组成部分，对保证系统安全运行、保证电能质量、防止故障的扩大和事故的发生，都有极其重要的作用。

4.继电保护系统的故障分析

4.1继电系统中常见的故障

（1）开关保护设备的选择出现的问题。开关保护设备的选择是非常重要的一项工作，现在的多数配电都在高负荷密集的地区建立起开关站，也就是采用变电所-开关站-配电变压器的供电输电的模式。在未实现继电保护自动化的开关站内，我们应当更多地采用负荷开关或与其组合的继电器设备系统作为开关保护的设备。

（2）电流互感饱和故障电流互感器的饱和对电力系统继电保护的影响是非常之大。随着配电系统设备终端负荷的不断增容，如果发生短路，则短路电流会很大。如果是系统在靠近终端设备区的位置发生短路时，电流可能会达到或者接近电流互感器单次额定电流的100倍以上。在常态短路情况下，越大电流互感器误差是随着一次短路电流倍数增大而增大，当电流速断保护使灵敏度降低时就可能阻止动作。

4.2继电系统常见故障的解决方法

（1）比较法：把稳定的设备与出现问题的设备的各种参数进行详细的比较，发现问题的关节所在，这个办法的实用性在接线发生失误、定值校验过程中测试值与预想值有比较大差异的故障。如果进行了修理和换新之后，二次接线不可正常使用，要根据相似装置的接线来尝试，继电器开展定值检查的时候，若出现某一继电装置的测试数字有疑问，这个时候不能断然做出判断，例如性能是否较差，建议更换继电器上方的刻度，也可以用同样一个表去和另外的回路相同的继电器对比来看。

（2）替换法：替换法简单的来讲就是用完好的元件代替被认定有故障的元件，来判断它的好与坏，可以快速缩小故障的查找范围，这是一种最常见而且也很有效的一种方法。

（3）短线连接法：将回路某一段或一部分用短接线短接，来进行判断故障是否存在短接线范围内或者其他地方，这样来确定故障范围。此法主要是用在电磁锁失灵、电流回路开路、切换继电器不动作、判断控制等转换开关的接点是否完好。

5.结束语

在电力系统中，除应采取各种积极措施消除或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，必须迅速而有选择地切除故障设备，以确保电力系统非故障部分继续安全运行，避免事故扩大，缩小事故的范围和影响，最大限度地保证向用户安全连续供电，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。电力系统继电保护装置就扮演着这一重要角色，是电力系统安全可靠运行不可或缺的技术措施。

参考文献：

如何衡量继电保护的好坏篇2

关键词：电动机电机启动故障

1、电机绕组局部烧毁的原因及对策

1.1由于电机本身密封不良，加之环境跑冒滴漏，使电机内部进水或进入其它带有腐蚀性液体或气体，电机绕组绝缘受到浸蚀，最严重部位或绝缘最薄弱点发生一点对地、相间短路或匝间短路现象，从而导致电机绕组局部烧坏。相应对策：①尽量消除工艺和机械设备的跑冒滴漏现象；②检修时注意搞好电机的每个部位的密封，例如在各法兰涂少量704密封胶，在螺栓上涂抹油脂，必要时在接线盒等处加装防滴溅盒，如电机暴漏在易侵入液体和污物的地方应做保护罩；③对在此环境中运行的电机要缩短小修和中修周期，严重时要及时进行中修。

1.2由于轴承损坏，轴弯曲等原因致使定、转子磨擦（俗称扫膛）引起铁心温度急剧上升，烧毁槽绝缘、匝间绝缘，从面造成绕组匝间短路或对地“放炮”。严重时会使定子铁心倒槽、错位、转轴磨损、端盖报废等。轴承损坏一般由下列原因造成：①轴承装配不当，如冷装时不均匀敲击轴承内圈使轴受到磨损，导致轴承内圈与轴承配合失去过盈量或过盈量变小，出现跑内圈现象，装电机端盖时不均匀敲击导致端盖轴承室与轴承外圈配合过松出现跑外圈现象。无论跑内圈还是跑外圈均会引起轴承运行温升急剧上升以致烧毁，特别是跑内圈故障会造成转轴严重磨损和弯曲。但间断性跑外圈一般情况下不会造成轴承温度急剧上升，只要轴承完好，允许间断性跑外圈现象存在。②轴承腔内未清洗干净或所加油脂不干净。例如轴承保持架内的微小刚性物质未彻底清理干净，运行时轴承滚道受损引起温升过高烧毁轴承。③轴承重新更换加工，电机端盖嵌套后过盈量大或椭圆度超标引起轴承滚珠游隙过小或不均匀导致轴承运行时磨擦力增加，温度急剧上升直至烧毁。④由于定、转子铁心轴向错位或重新对转轴机加工后精度不够，致使轴承内、外圈不在一个切面上而引起轴承运行“吃别劲”后温升高直至烧毁。⑤由于电机本体运行温升过高，且轴承补充加油脂不及时造成轴承缺油甚至烧毁。⑥由于不同型号油脂混用造成轴承损坏。⑦轴承本身存在制造质量问题，例如滚道锈斑、转动不灵活、游隙超标、保持架变形等。⑧备机长期不运行，油脂变质，轴承生锈而又未进行中修。相应对策：①卸装轴承时，一般要对轴承加热至80℃~100℃，如采用轴承加热器，变压器油煮等，只有这样，才能保证轴承的装配质量。②安装轴承前必须对其进行认真仔细的清洗，轴承腔内不能留有任何杂质，填加油脂时必须保证洁净。③尽量避免不必要的转轴机加工及电机端盖嵌套工作。④组装电机时一定要保证定、转子铁心对中，不得错位。⑤电机外壳洁净见本色，通风必须有保证，冷却装置不能有积垢，风叶要保持完好。⑥禁止多种油脂混用。⑦安装轴承前先要对轴承进行全面仔细的完好性检查。⑧对于长期不用的电机，使用前必须进行必要的解体检查，更新轴承油脂。

1.3由于绕组端部较长或局部受到损伤与端盖或其它附件相磨擦，导致绕组局部烧坏。相应对策：电机在更新绕组时，必须按原数据嵌线。检修电机时任何刚性物体不准碰及绕组，电机转子抽芯时必须将转子抬起，杜绝定、转子铁芯相互磨擦。动用明火时必须将绕组与明火隔离并保证有一定距离。电机回装前要对绕组的完好性进行认真仔细的检查确诊。

1.4由于长时间过载或过热运行，绕组绝缘老化加速，绝缘最薄弱点碳化引起匝间短路、相间短路或对地短路等现象使绕组局部烧毁。相应对策：①尽量避免电动机过载运行。②保证电动机洁净并通风散热良好。③避免电动机频繁启动，必要时需对电机转子做动平衡试验。

1.5电机绕组绝缘受机械振动（如启动时大电流冲击，所拖动设备振动，电机转子不平衡等）作用，使绕组出现匝间松驰、绝缘裂纹等不良现象，破坏效应不断积累，热胀冷缩使绕组受到磨擦，从而加速了绝缘老化，最终导致最先碳化的绝缘破坏直至烧毁绕组。

相应对策：①尽可能避免频繁启动，特别是高压电机。②保证被拖动设备和电机的振动值在规定范围内。

2、三相异步电动机一相或两相绕组烧毁（或过热）的原因及对策

如果出现电动机一相或两相绕组烧坏（或过热），一般都是因为缺相运行所致。当电机不论何种原因缺相后，电动机虽然尚能继续运行，但转速下降，滑差变大，其中B、C两相变为串联关系后与A相并联，在负荷不变的情况下，A相电流过大，长时间运行，该相绕组必然过热而烧毁。为三相异步电动机绕组为Y接法的情况：电源缺相后，电动机尚可继续运行，但同样转速明显下降，转差变大，磁场切割导体的速率加大，这时B相绕组被开路，A、C两相绕组变为串联关系且通过电流过大，长时间运行，将导致两相绕组同时烧坏。特殊情况下，如果停止的电动机缺一相电源合闸时，一般只会发生嗡嗡声而不能启动，这是因为电动机通入对称的三相交流电会在定子铁心中产生圆形旋转磁场，但当缺一相电源后，定子铁心中产生的是单相脉动磁场，它不能使电动机产生启动转矩。因此，电源缺相时电动机不能启动。但在运行中，电动机气隙中产生的是三相谐波成分较高的椭圆形旋转磁场，所以，正在运行中的电动机缺相后仍能运转，只是磁场发生畸变，有害电流成分急剧增大，最终导致绕组烧坏。相应对策：无论电动机是在静态还是动态，缺相运行带来的直接危害就是电机一相或两相绕组过热甚至烧坏。与此同时，由于动力电缆的过流运行加速了绝缘老化。特别是在静态时，缺相会在电机绕组中产生几倍于额定电流的堵转电流。其绕组烧坏的速度比运行中突然缺相更快更严重。所以在我们对电机进行日常维护和检修的同时，必须对电机相应的MCC功能单元进行全面的检修和试验。尤其是要认真检查负荷开关、动力线路、静动触点的可靠性。杜绝缺相运行。

3、结束语

总之，电机在工农业生产中发挥着越来越大的作用。无论是从事电气的工作人员或是管理人员，都要从实际出发，要保持电机的安全运行应做好平时的维护和保养，建立定期检查制度，以及时发现隐患做到万无一失，以保证生产的正常运行，促进国民经济的顺利发展。

参考文献：

[1]潘成林.电机检修手册[M].哈尔滨工业大学出版社.

如何衡量继电保护的好坏篇3

摘要火电厂380V交流电机（笼型）具有控制方便、维护简单的优点，在火力发电厂使用数量众多。但由于笼型电机存在绝缘等级较低（一般为B级）、设计安装不完善、维护不科学等原因，使笼型电机较易烧损。本文介绍了火电厂380V交流电机烧毁的一些防范措施，为从事低压电机检修维护工作的同行提供一点参考，以共同提高维护水平，减少电机烧毁故障事件的发生。

关键词交流电机；预防措施；火电厂

中图分类号TM7文献标识码A文章编号1674-6708（2012）61-0034-01

0引言

380V交流电机是发电厂数量众多用途广泛的电能动力设备。由于其存在控制元件质量不高、安装工艺不符合要求、保护系统不完善、工作环境较差，加之日常维护保养跟不上，使得低压电机烧毁故障频繁发生[1]。经统计，生产上使用的三相异步电动机，在运行中的故障属绕组烧坏的电气故障约85%，机构及其他故障约15%，绕组烧坏的原因多为缺相运行或过载运行、绕组接地及绕组相间或匝间短路。其次是定、转子摩擦、断条等机械方面的原因[2]。本文着重从电气运行与维护角度提出防止电机绕组烧损的注意事项及措施，抛砖引玉，以期减少设备损坏状况，提高企业运行的安全性。

1做好日常巡回检查工作

经常保持电动机的清洁，运行中的电动机，进风口周围至少3m内不允许有尘土、水渍和其他杂物，以防止吸入电机内部，形成短路介质，造成电流增大，温度升高而烧毁电动机。

确保电动机在额定电流下工作，电动机过载运行时间过长，电动机将从电网中吸收大量的有功功率，电流便急剧增大，温度也随之上升，在高温下电动机的绝缘便老化失效而烧毁。因此，电动机在运行中，要注意经常检查传动装置运转是否灵活、可靠；连轴器的同心度是否标准；齿轮传动的灵活性等，若发现有滞卡现象，应立即停机查明原因排除故障后再运行。

经常检查电动机三相电流是否平衡。三相异步电动机，其三相电流任何一相电流与其他两相电流平均值之差不允许超过10%，这样才能保证电动机安全运行。如果超过则表明电动机有故障，必须查明原因及时排除。

检查电动机的温度要经常检查电动机的轴承、定子、外壳等部位的温度有无异常变化，尤其对无电压、电流和频率监视及没有过载保护的电动机，对温升的监视更为重要。若发现轴承附近的温升过高，就应立即停机检查。轴承的滚动体、滚道表面有无裂纹、划伤或损缺，轴承间隙是否过大晃动，内环在轴上有无转动等。出现上述任何一种现象，都必须更新轴承后方可再行作业。

观察电动机有无振动、噪声和异常气味，电动机若出现振动，会引起与之相连的负载部分不同心度增高，形成电动机负载增大，出现超负荷运行，造成烧毁电动机。因此，电动机在大功率电动机运行中，更要经常检查地脚螺栓、电动机端盖、轴承压盖等是否松动，接地装置是否可靠，发现问题及时解决。

保证启动设备正常工作电动机启动设备技术状态的好坏，对电动机的正常启动起着决定性的作用。实践证明，绝大多数烧毁的电动机，其原因大都是启动设备工作不正常造成的[3]。如启动设备出现缺相启动，接触器触头拉弧、打火等。而启动设备的维护主要是清洁、紧固。如接触器触点不清洁会使接触电阻增大，引起发热烧毁触点，造成缺相而烧毁电动机；接触器吸合线圈的铁芯锈蚀和尘积，会使线圈吸合不严，并发生强烈噪声，增大线圈电流，烧毁线圈而引发故障。

2做好日常调整、试验和定期保养工作

1）当电压超过电动机额定电压10%以上，或低于电动机额定电压5%以上时，电动机在额定负载下容易发热，温升增高，应检查并调整电压；2）绕组接线有错，误将星形接成三角形，或误将三角形接成星形，在额定负载下运行，都会使电动机过热，应检查纠正；3）定子绕组匝间或相间短路或接地，使电流增大，调损增加而过热。若故障不严重，只需重新加包绝缘，严重的应更换绕组。定子一相绕组断路或并联绕组中某一支路断线，引起三相电流不平衡而使绕组过热，应修复或更换损坏的元件；4）笼型转子断条或绕线转子线圈接头松脱，引起电流过大而发热。可对铜条转子作焊补或更换，对铸铝转子应更换转子[4]；5）轴承损坏或磨损过大等，使定子和转子相碰擦，可检查轴承是否有松动，定子和转子是否装配不良；6）被带作业机械有故障而引起过载，应检查被带机械，排除故障；同时负载过大，应减轻负载或换用大功率的电动机；7）起动过于频繁，应减少起动次数；8）使用环境温度过高（超过40℃），使电动机进风太热，散热困难，应采取降温措施；9）电动机内外积尘和油污太多，影响散热，同事造成通风不畅，使进风量减小，应消除灰尘和油及风道口杂物；10）电动机内风扇损坏，装反或未装，应进行正确安装，损坏的风扇应修复或更换。

3重视电机保护装置的维护和技术管理

异步电动机的保护关系到电机和机械设备安全可靠稳定运行，可以最大限度避免电机烧损事故的发生。从目前情况来看，电机保护主要由电子式电动机综合保护器和热继电器两种保护方式[5]。1）电子式综合保护器能广泛满足各种类型的电动机的保护，具有保护功能全面、动作时间可选择、电流整定范围广等诸多优点，应用范围越来越广；2）热继电器由于价格低廉，动作机理简单、可靠，从实际使用情况看，目前仍在广泛使用。实际工作中由于热继电器使用不当造成电动机烧毁的事故比较普遍。因此必须根据现场电机实际情况，按要求设定热继电器动作值使热继电器能真正起到保护作用，至关重要。

4结论

保证电机安全运行，防止电机烧毁是一个较复杂的系统工程，关联诸多因素。我公司刚投运时发生电机烧毁故障及电机缺陷较多，但经过电气技术人员的长期研究和科学改造，逐渐减少了电机烧毁现象的发生。

参考文献

[1]王广惠.电机与拖动.2版.中国电力出版社.

[2]彭鸿才.电机原理及拖动.2版.机械工业出版社.

[3]倪涛.电机与电气控制.华中科技大学出版社.

如何衡量继电保护的好坏篇4

【关键词】同步电动机脉振失步励磁装置投励

齐大山选矿厂共有同步电动机25台，其中一选车间14台、400kW，二选车间9台，1100kW，拖动球磨机运行，是齐大山选矿厂的主体设备。原励磁柜采用分立元件，投励环节采用定时投励，没有强励功能，并且励磁柜老化严重，技术性能太差，保证不了同步电动机的运行稳定，烧损严重。针对老式励磁柜技术性能的缺陷，与厂家共同探讨，提出切实可行的改造方案，付诸实施后，效果良好。

1同步电动机运行中存在的问题

同步电动机损坏主要表现在：定子绕组端部绑线崩断。绝缘蹭坏，连接处开焊；导线在槽口处及端点断裂，进而引起短路；转子励磁绕组接头处产生裂纹，开焊，局部过热烤焦绝缘；转子磁极的燕尾楔松动，退出：转子线圈绝缘损伤，引起绕组笼条断裂；电刷滑环松动：风叶裂断；定子铁心松动，运行中噪声增大等故障。

按电机的正常使用寿命(指线圈)应在20年左右，若考虑到目前电机运行所带负载及温升等主要技术指标均在额定值以下，电机的正常使用寿命还应更长些。但统计所损坏的同步电动机，运行时间大多在5年以下，有的仅运行2-3年：有的电动机刚大修好，投入运行不到半年又再次严重损坏。不得不采用增加电机备品备件(如线圈等)的方法，一旦发生电机损坏，通过更换备件赶快修复，但是电机损坏事故仍不断发生。

电机损坏率高，一般认为是电动机修理质量问题，把问题归结到电机修理厂。为此多家电机修理厂，在修复时对某些部位进行种种加强措施，但效果并不显著，电机损坏事故仍不断出现，原因说不清楚。

几年来，我们通过对齐大山选矿厂同步电动机及励磁装置运行状况进行长期统计、分析和研究，对大量调查研究数据进行数理统计分析：对电机损坏现象作技术分析研究：对电机的起动过程、投励过程进行分析。上述各项分析研究结果表明：导致电机损坏的原因不在电机本身，不是电机修理质量问题所引起，其根本原因在电机外部，是电机所配励磁装置只能满足基本使用功能，技术性能不尽完善所致。

1.1目前所用的晶闸管励磁装置。电机每次起动均受损伤

对于主电路为桥式半控励磁装置，其主电路如图1所示。

电机在起动过程中，存在滑差，在转子线圈内将感应一交变电势，其正半波通过ZQ形成回路，产生＋if；而其负半波则通KQ及Rf回路，产生-if。由于电路的不对称，形成＋if与-if电流不对称，定子电流也因此而强烈脉动，电机将遭受脉振转矩强烈振动，甚至在整个厂房内都可以听到电机起动过程发出的强烈振动声。这种声音一直持续到电机起动结束才消失，电机起动过程所受强烈脉振是电机损伤的重要原因之一。电机起动过程中转子电流及定子电流变化波形图如图2及图3所示。

对于全控桥(图4)，随着电机起动过程滑差减小，转子线圈内感应电势逐步减小，当转速达到50％以上时，励磁回路感应电流负半波通路不畅，将处于时通时断，似通非通状态，同样形成＋if与-if电流不对称，由此同样形成脉振转矩，造成电机产生强烈振动，损伤电机。

无论是全控桥，还是半控桥，电机起动过程投磁时往往听到一声沉闷的冲击声，且起动投磁时投磁电流越大，声音越响。一般可用减小励磁的方法来减轻电机的冲击，待电机起动结束后，方将励磁调正常。这是由于目前所用的晶闸管励磁装置投励时所选择的“转子位置角”极不合理。这种冲击，同样使电机遭受损伤。

由于晶闸管励磁装置本身存在上述缺陷，使电机在每次起动过程中遭受强烈脉振，在投励时遭受冲击损伤，但并不是一次就使电机当场损坏，而是每次起动都使电机产生疲劳效应，造成电机内部暗伤，并逐步积累，发展成电机内部故障。

上述电机起动过程中所出现的脉振，投励时遭受冲击，是由于励磁装置起动回路及投励环节设计不合理所造成，通过改善起动回路和投励时合理选择转子位移角，起动过程中的脉振和投励冲击现象完全可以消除。

1.2原晶闸管励磁装置无可靠的失步保护装置，使电机不断受到失步危害损坏

原晶闸管励磁装置采用GL型反时限继电器“兼作失步保护”，而电机“过负荷”与“电机失步”是完全不同的两个概念，通过分析电机失步时的暂态过程，现场试验可以充分证明：用过负荷继电器兼作失步保护，当电机失步时，它不能动作，有的虽能动作，但动作时延大大加长，实际上起不到保护作用。

同步电机的失步事故分三类：失励失步、带励失步和断电失步。

失励失步是由于励磁系统的种种原因，使同步电动机的励磁绕组失去直流励磁或严重欠励磁，使同步电动机失去静态稳定，滑出同步。电机发生失励失步时，丢转不明显，负载基本不变，定子电流过流不大，电机无异常声音，GL型继电器往往拒动或动作时间大大加长。失励失步一般不能被值班人员及时发现。待发现电机冒烟时，电机已失步了相当长时间，并已造成了电机或励磁装置的损伤损坏。

应当指出的是。电机的失励失步，大多不当场损坏电机，而是造成电机设备的内部暗伤，经常出现电机冒烟后，停机检查，往往又查不出毛病，电机还能再投入运行。

失励失步主要会引起电机转子绕组，尤其是起动绕组(阻尼条)的过热、变形、开焊，甚至波及到定子绕组端部，电机失励失步时在转子回路还会产生高电压，造成励磁装置主回路元件损坏。引起灭磁电阻发热，严重时甚至造成整台励磁装置烧坏事故。

带励失步，是由于供电线路遭受雷击，避雷器动作；大机组或机组群起动，相邻母线短路等引起母线电压大幅度波动：负载突增；运行中电机短时间欠励磁或失励磁(如接插件接触不良)引起失励失步，从失励失步过渡到带励失步，电机起动过程中励磁系统过早投励等原因所引起。

电机在带励失步时，励磁系统虽有直流励磁，但励磁电流及定子电流(包络线)强烈脉动，电机亦遭受强烈脉振，有时甚至产生电气共振和机械共振。带励失步大多引起电机产生疲劳效应，引起电机的内部暗伤，并逐步积累和发展。带励失步所造成电机损伤主要表现在：定子绕组绑线崩断，导线变酥，线圈表面绝缘层被振伤(线圈两面呈不均匀的锯齿状，严重时会因绝缘损坏而造成定子铁心击穿而新线圈表面是平的)，并逐步由过热而烤焦、烧坏，甚至发展成短路；转子励磁绕组接头处产生裂纹，出现过热、开焊、绝缘烤焦；鼠笼条(起动绕组)断裂，与端环连接部位开焊变形；转子磁极的燕尾楔松动，退出：电刷滑环松动；定子铁心松动，运行中噪声增大：严重时甚至出现断轴事故。由于电机和主机是同轴运行，电机的强烈脉振，同样会波及到主机损伤，如紧固螺丝断裂等。

断电失步是由于供电系统自动重合闸ZCH装置或备用电源自动投入BZT装置动作，及人工切换电源，使交流电机供电电源输送渠道短暂中断而导致。它对电机的危害是非同期冲击。这种冲击的大小，与系统容量，线路阻抗、电源中断时间、负载性质，特别是与电源重新恢复瞬间的电气分离角有关。所以这种冲击有可能使电机当场损坏，也有可能根本感觉不到。

1.3原晶闸管励磁装置。控制部分技术性能太差，同样影响电机使用寿命

齐大山选矿厂在使用晶闸管励磁装置中感到，励磁装置故障率太高，经常出现起动晶闸管KQ误导通，接插件接触不良，脉冲丢失，三相电流失波缺相，不平衡，励磁不稳定，甚至直接引起电机失励等故障，这是由于该励磁装置在控制部分存在种种缺陷，电机运行的可靠性也因此得不到保障，它同样是引起电机损伤的重要原因。

2提高同步电动机运行可靠性所采取的技改措施

同步电动机故障率太高，统计并分析损坏的同步电动机，绝大部分都是励磁柜技术性能太差所导致。要提高同步电动机运行的可靠性，必须对老式励磁柜进行改造，消除电机起动时的脉振、投励的冲击，增装可靠的失步保护，解决运行中原控制插件经常出现接插件接触不良、欠励、缺相、丢波、三相不平衡、励磁不稳定、灭磁性能差等技术问题。鉴于上述情况，我们经分析、研究，针对造成电机损坏的根本原因，成功地对原励磁柜进行技术改造。

在制订对老式励磁柜改造的方案时，充分考虑齐大山选矿厂的现场实际应用情况，采用现代控制技术及理论，与厂商多次探讨，做到设计原理新颖成熟、功能齐全、控制手段先进、运行可靠，维修简便。

2.1改造后的励磁柜在技术上的主要特点

我们对原励磁柜进行改造时，保留原励磁柜上的整流变压器(部分变压器需要对其变比及接法作一些改动)。机芯采用先进的电脑控制技术，功能完善，面板采用新型薄膜按键，操作方便，性能稳定可靠，寿命长，信号显示系统直观，完善，有利于运行操作人员监控。改造后同步电动机励磁柜在技术上有以下特点：

(1)改造后电机在异步驱动过程中平滑、快速，完全消除采用老式励磁柜在电机异步暂态过程中所存在的脉振，满足带载起动及再整步的要求。

(2)投励按照“准角强励整步”的原则设计，并具有强励磁整步的功能，电机拉入同步的过程平滑、快速、可靠。

(3)具有先进完善可靠的带励失步，失励失步保护系统，保证电机发生带励失步和失励失步时，快速动作，保护电机，使电机免受损伤。

(4)在电机失步后，具有带载自动再整步的功能，整个过程平滑、快速(仅需数秒钟)。不损伤电机，不必减负载，并设有后备保护环节，以保证电机的安全运行。

(5)具有独立可靠的灭磁系统，使电机在遇到故障被迫跳闸停机时，明显减少其损伤程度。

(6)输出励磁电压和励磁电流的调节范围为电动机额定励磁电压和额定励磁电流的30％～120％，在调整范围内调整励磁参数，电动机不会失步，励磁装置不会失控。

(7)具有三相自动平衡系统，即在正常励磁范围内不需调试，励磁装置输出电压波形始终三相平衡，一旦出于外部原因造成丢波、失控(如断线、快速熔断等)。装置具有自动报警系统，

(8)能与防冲击保护配合，动作于灭磁再整步。

(9)所有控制过程均自动处理，且有完整的信号系统，当电机出现失步，再整步后备保护跳闸、励磁出现失控、装置是否运行正常等均有信号指示。

(10)采用分级整定灭磁晶闸管的开通电压，投励后正常运行时灭磁电阻处于“冷态”。当出现过电压情况开通。装置在过电压消失后有自动关断系统，

(11)核心部件同步电动机综合控制器能指示自身是否发生故障。有故障记忆功能。

2.2改造后的励磁柜工作原理

原理方框图如图5所示。

(1)主电路

改造后的励磁柜其主电路采用无续流二极管的新型三相桥式半控整流电路(图6所示)，线路简洁、可靠、通过合理选配灭磁电阻Rf，分级整定KQ的开通电压，当电机在异步驱动状态时，使KQ在较低电压下便开通，电动机具有良好的异步驱动特性，有效地消除了原励磁屏在电机异步暂态过程中所存在的脉振，满足带载起动及再整步的要求；而当电机在同步运行状态时，KQ在过电压情况下才开通。既起到保护元器件的作用，又使电机在正常同步运行时，KQ不易误导通。

(2)投励方式

电机在起动及再整步过程中，按照“准确强磁整步”的原则设计。所谓准确投磁，就物理概念而言，系指电机转速进入临界滑差(即原来所谓的“亚同步”)，按照电机投励瞬间在转子回路中产生的磁场与定子绕组产生的磁场互相吸引力最大(即定子磁场的N极与投励后转子绕组产生的S极相吸，定子磁场的S极与投励后转子绕组产生的N极相吸)。在准角时投入强磁，使吸力进一步加大。这样电机进入同步便轻松、快速、平滑、无冲击。投磁时的滑差大小，可通过数字式功能开关5K设定，改造后电机起动及投励过程的波形见图7。

(3)触发脉冲输出

脉冲输出是根据移相角a的换算值(即触发数字表)所确定的，当同步信号回路出现上升过零时，采用延时结束立即由硬件输出脉冲的方式，以提高输出脉冲的精度和可靠性。当满足投励条件后。电脑发出触发脉冲指令。由脉冲变压器输出一宽脉冲，触发晶闸管。

电路设计时，选用了8253专用定时器，使触发脉冲信号的精度大大提高。在同步信号及主回路处于正常情况下，电脑系统能保证主电路三相电压波形平衡，具有自动平衡系统。

为使电机运行中励磁电压不致过高、过低或失控，在控制电路中设有1K、2K、3K功能开关。其中1K用来设定励磁电压的上限，它既作为设定励磁屏输出直流电压的上限，又作为电机起动及再整步投强励的设定值：2K用来设定电机正常运行时的励磁电压：3K用来设定励磁电压的下限。投励时，首先按1K强励设定值运行1秒钟，然后自动移至正常励磁所设定的位置上。装置面板上有薄膜面板开关，按动上升键或下降键。可以在1K及3K所设定的范围内调整励磁电压大小。

由于全部采用数字化开关及电脑控制，使装置性能稳定。

(4)失步保护

失步保护装置用于对同步电动机的失步保护，其基本原理是利用同步电机失步时，具有会在其转子回路产生不衰减交变电流分量的特征，通过测取转子励磁回路交变电流信号，并对其波形特征进行智能分析，快速、准确判断电机是否失步。对于各类失步，不管其滑差大小，装置均能准确动作。根据具体情况，动作于灭磁―再整步，或起动后备保护环节动作于跳闸。而电机未失步，则不管其振荡多大，装置均不误动作。图8是同步电动机转子回路的几种典型波形。其中图8a、b、c励磁回路已出现不衰减交变电流信号，电机已失步，失步保护环节应快速及时动作：图8d是同步振荡，电机未失步，失步保护环节应不误动作。对某些旧电机或已受暗伤的电机，有时会出现转子回路开路，此时励磁回路电流突然下降至零，失步保护环节也应快速动作。本系统能根据励磁回路电流波形准确快速地分析电机已否失步。

失步保护所取信号，是从串接在励磁回路中的分流器上测取不失真的毫伏信号，此信号经放大变换后输入电脑系统，由电脑系统直接分析。

(5)失步后带载自动再整步过程

正常运行中的同步电动机，经装置检测，判断确认已失步后，立即动作于灭磁一异步驱动一带载再整步。

综合控制器中的灭磁环节，是采用断励续流灭磁。即电机失步后，立即停发触发脉冲，励磁控制继电器LCJ吸合，断开励磁接触器控制回路及励磁主回路。待整流主桥路晶闸管关断后，LCJ释放，电机进入异步驱动状态。

电机一旦失步进入异步运行，必须改善电机的异步驱动特性。在电机处于异步运行状态情况下，装置自动使KQJ继电器处于释放状态，通过KQJ的常闭接点，使KQ晶闸管在很低电压下便开通，以改善电机的异步驱动特性(图9所示)。

由于合理选配灭磁电阻RF，使电机异步驱动特性得到改善，电机转速将上升，待进入临界滑差后，装置自动控制励磁系统，按准角强励磁对电机实施整步，使电机恢复到同步状态。

当供电系统出现“自动重合闸”、或“人工切换电源”时，将出现电能输送渠道的短暂中断。为防止电源恢复瞬间可能造成的“非同期冲击”，由防冲击检测环节送给本装置一对接点FCJ。电脑接收到FCJ信号后，将同样动作于灭磁―异步驱动―再整步。

(6)后备保护环节

在同步电动机或励磁装置出现下列故障，使电机无法正常运行，为保证电机及励磁装置安全，装置设一后备保护环节，动作于跳闸停机：

(a)再整步不成功；

(b)电机起动后或失步后长时间不投励：

(c)电机在投励后拉不进同步：

(d)起动时间过长：

(e)励磁装置存在直接影响电机正常运行的永久性故障，如：熔断器、晶闸管、二极管、整流变压器损坏。

后备保护动作跳闸后，控制面板上留有“后备保护动作”信号，便于分析和记录。

(7)KO晶闸管误导通检测

本装置设计时采取对KQ晶闸管的开通电压实行分级整定，即电机在起动过程及失步后的异步驱动暂态过程中，为改善电机的异步驱动特性，使KQ在很低电压下便开通：而当电机进入同步后，KQ开通电压设定值较高。设计原则是为了保护电机，保护晶闸管、二极管，防止过电压，因此，仅在出现过电压情况下方开通。

由于采取对KQ晶闸管实施开通电压分级整定，当电机进入同步后，KQ晶闸管便处于阻断状态，RF上无电流流过，处于冷态：而当励磁回路出现过电压时，为防止电机及励磁柜上元件安全，KQ晶闸管又将及时开通。

为避免KQ晶闸管，因过电压设定值太低，或开通后关不断，造成灭磁电阻RF长时间通电而过热，装置内设有KQ误导通检测装置，若KQ未导通，在KQ与RF回路，直流励磁电压全部降落在KQ上，在灭磁电阻RF二端无电压，灭磁电阻RF处于冷态；一旦出现KQ导通后，直流电压降落在灭磁电阻上，装置内继电器RFJ线圈得电吸合(见图9)，其接点信号输入电脑系统，电脑接收到KQ导通信号(即RFJ接点信号)后，对于因过电压引起的导通，电脑系统指令其过电压消失后自动关断。对因电压设定值太低造成的KQ误导通，或导通。电脑系统指令其过电压消失后自动关断。对因电压设定值太低造成的KQ误导通，或导通后关不断，电脑指令控制报警继电器BXJ闭合，通过其接点接通报警回路，并控制面板上“KQ误导通”信号指示灯亮，发出声光信号提请操作人员检查处理。

(8)失控检测

正常运行中三相晶闸管具有自动平衡系统，不须任何调试，三相晶闸管导通角一致。

由于外部因素，如触发脉冲回路断线或接触不良，造成脉冲丢失，控制回路同步电源缺相或消失，主回路元件损坏(如熔断器熔断)造成主回路三相不平衡、缺相运行，但未造成电机失步(若失步，则由失步再整步回路或后备保护环节处理)，装置能及时检测到，若10秒钟后故障仍未消除，装置就控制报警继电器BXJ闭合，通过其接点，接通报警回路，并控制面板上的“失控”指示灯亮，发出声光信号。

失控或缺相检测，基本原理是利用电机进入同步后的正常运行情况下，对直流励磁电压波形特征进行分析，图10是几种典型的励磁电压波形，图10a、b为正常运行，图10c为缺相运行，图10d为失控运行。

(9)信号系统说明

装置具有完善直观的信号系统。

(a)电脑系统有自动诊断系统。能自动判断电脑系统的好坏。控制器通电后，运行指示灯将每秒闪一次，表示电脑系统运行正常。

(b)A、B、C三相触发脉冲在面板上有指示灯指示。

(c)当控制检测到电机出现失步、励磁装置出现KQ晶闸管导通、失控由控制器后备保护环节动作于电机跳闸时，控制器面板上分别有各自的指示灯。按复归按钮，指示灯复位。其中KQ晶闸管导通、失控，除有灯光信号外，电脑还控制报警继电器吸合，由B)(J接点接通音响报警回路。按复位按钮，报警继电器BXJ复位。

3励磁柜改造后同步电动机运行情况

2002年齐大山选矿厂对二选车间的11台励磁柜进行改造，无论是励磁柜的运行状况及同步机的运行状态，均得到了极大的改善。为齐大山选矿厂球磨机作业率的提高起到了重要作用，原球磨机的作业率在92％左右，现球磨机的作业率在95％以上。

以二选车间为例，2000年齐大山选矿厂二选车间同步机烧损13台次，2001年同步机烧损11台次。2002年同步机烧损6台次，而2003年实现了同步机烧损台数为零的目标。通过励磁装置的改进，极大地改善了齐大山选矿厂同步电动机的运行状态，为保证齐大山选矿厂生产任务的完成起到了重要作用。

4年经济效益计算

(1)原来同步机大修期为5年左右，励磁柜改造后大修期按10年计算

(a)1100kW同步机12台，每年节约大修费

9台×8.5万元/台÷5年＝15.3万元

(b)400kW同步机14台，每年节约大修费

14台×4.2万元/台÷5年＝11.76万元

(2)每年节约中修费

(a)1100kW同步机2000年、2001年、2002年3年平均每年烧10台，2台大修，8台中修。节约修理费

8台×1.9＝15.2万元

(b)400kW同步机2000年、2001年、2002年平均每年烧8台，4台中修，4台大修。节约修理费

4台×0.7＝2.8万元

(3)影响生产经济效益

(a)1100kW同步机烧损后更换备品的时间为6h，影响产量的效益为：6h×26t/h×230元/t＝15.5万元

如何衡量继电保护的好坏篇5

关键词；直流系统接地多点接地故障排除 

中图分类号：TM621文献标识码：A

发电厂、变电站的直流系统是由蓄电池组与浮充电装置并联供给直流负荷的运行系统，主要是为控制回路、信号回路、继电保护自动装置、断路器分合操作等提供可靠稳定的不间断电源。由于分支网络多、所接设备多等因素构成了庞大而复杂的直流电源网络，分为主母线、小母线、层层分布，回路复杂、单线交错、双线交错，客观上增加了查找直流接地故障的难度。

正常情况下正负对地均为绝缘的，系统中有一点发生接地时，一般情况下并不影响直流系统运行，但当出现两点及两点以上接地时，就会造成正负极短路，开关和保护回路误动、拒动现象。同时直流系统的故障可能会造成更大故障隐患。所以当发生接地时采用良好的仪器和准确的判定方法是十分重要的。

一、直流系统接地的产生

1、 何为直流系统接地

当直流系统的正极或负极与大地之间的绝缘水平降到某一整定值或低于某一规定值时，统称为直流系统接地；当正极绝缘水平低于某一规定值时称为正接地；当负极绝缘水平低于某一规定值时称为负接地。

2、 为什么会造成直流系统接地

直流系统是个不间断工作长期带电的系统,支路很多,负荷涉及面广，会由于环境改变、气候变化、污染、高温等引起电缆老化、接线端子老化,元件损坏以及设备本身等问题引起绝缘水平下降。一般来说，投运时间越长，其接地的概率越高，特别是发电厂比变电站接地更频繁。分析直流接地的原因有如下几个方面：

a)二次回路绝缘材料不合格、绝缘性能低，或年久失修、严重老化。或存在某些损伤缺陷、如磨伤、砸伤、压伤、扭伤或过流引起的烧伤等。

b)二次回路及设备严重污秽和受潮、接地盒进水，使直流对地绝缘严重下降。

c)小动物爬入或小金属零件掉落在元件上造成直流接地故障，如老鼠、蜈蚣等小动物爬入带电回路；某些元件有线头、未使用的螺丝、垫圈等零件，掉落在带电回路上。

3、 直流系统接地会造成哪些危害

直流接地故障中，危害较大的是两点接地，可能造成严重后果。直流系统发生两点接地故障，便可能构成接地短路，造成继电保护、信号、自动装置误动或拒动，或造成直流保险熔断，使保护及自动装置、控制回路失去电源。在复杂的保护回路中同极两点接地，还可能将某些继电器短接，不能动作于跳闸、致使越级跳闸。

直流系统接地故障，不仅对设备不利，而且对整个电力系统的安全构成威胁。因此，规程上规定直流接地达到下述情况时，应停止直流网络上的一切工作，并进行选择查找接地点，防止造成两点接地。①直流电源为220伏者，接地在50伏以上。②直流电源为24伏者，接地在6伏以上。

a)      接地的种类

从现实直流系统接地的构成上归纳起来有以下几种:按接地极性分为正接地和负接地；按接地类型上分为直接接地；有的称为金属性接地（也称完全接地）和间接接地，有的称非金属性接地（也称非完全接地、），有的人还称为半接地。此外还有按接地情况可分为单点接地、多点接地、环路接地、绝缘降低和交流半接地等。由于各地的直接接地情况不一样，所以产生了许多新名字，大体上是这几种名字。

b)      正接地的危害

由于断路器跳闸线圈均接负极电源，当发生系统正极接地时，正极经过大地，构成回路。如图1所示，当图中的A点和B点同时接地，相当于A、B两点通过大地相连接起来，中间继电器2J1动作生成断路器的跳闸。同理，当图中的A点和C点同时接地，和图中的A点、D点同时接地均可能生成断路器的跳闸。

图1

负极接地的危害

负极接地可能造成断路器的拒绝动作，如图1所示，当图中的B点，E点同时接地，B、E点通过地构成了回路，即B、E点相接将中间继电器2J1短接，此时，如果系统发生事故，保护动作由于中间继电器2J1被短接，2J1不工作，断路器不会动作，产生拒动现象，使事故越级扩大。同理，当图中的E点和C点同时接地和图中的E点和D点同时接地均可能生成断路器拒动现象。

二、如何查找接地点，排除故障危害

我们从以上的直流接地危害中，可以看出无论是正极接地还是负极接地，只要有一个接地，即对地构成了新的接地回路就要求迅速排除，否则一旦出现二点或多点接地就会发生故障，乃至发生事故。从目前现场实际中的情况和经验所得，大致有以下几种方法。

2.1拉路法

直流接地回路一旦从直流系统中脱离运行，直流母线的正负极对地电压就会出现平衡。所以人们通常从直流接地回路瞬间停电，确定直流接地点是否发生在该回路，这就是所谓的“拉路法”。直流系统是个不间断电源，基于它的特殊性，人们不能随意停电。近年来随计算机的大量使用，微机保护同样也不允许人们随意断开直流电源。现场排除故障中，经常发生非正常的闭环回路，采用双电源供电回路，以及变电站在现场施工、扩建、修试过程中遗留了直流负载的信号回路、控制回路和保护回路之间没有区分等等，使直流接地故障查找难度更加困难。“拉路法”往往造成了控制回路或保护回路跳闸等事故。

2.2“拉路法”查找的安全步骤

2.2.1自动接地巡检仪查找回路

目前市场上出现了众多厂家的直流接地选线装置。一般以“信号注入法”、“霍尔传感器监测法”、“磁饱和监测法”三种原理设计生产的，大致情况是在直流的各分支回路上安装一个穿心式的电流互感器，各互感器感应到的信号经过直流接地选线装置分析判断，确定直流接地的分支回路，其安装在支路回路上的传感器编号和接地检测仪显示部分回路对应编号。其优点是能在线监测实时监测各分支回路的接地状态，查巡接地回路时，如“全自动的逐路测试法”，如果仪器测量是准确性很高的话，是一种不可能缺少的自动化设备。但由于其测量精度不高、误报率较多、抗干扰能力差，各现场情况不一致等问题，在使用上出现了一些问题。

2.2.2便携式仪器查找定位方法

使用便携式的直流接地故障查找仪，查找直流接地不失为一种好方法，作为拉回路法的辅助测试仪，对接地故障的排除在时间上和安全上都是好帮手。其特点如人为拉路法，不需断开直流回路电源，移动式的采集互感器在各分布回路上测量。如果出现接地回路就报警。

这种设备在使用上是十分科学的。在原理上基本和在线装置的信号注入法原理相似。由于其采集传感器可以任意移动，利用其移动的优点还可以更具体地查找到各接地点。但由于目前产品和各直流系统的兼容性和抗干扰能力差的因素，误报率十分高，并没有大量采用和全面推广，仅为查找时作为参考使用。

2.2.3查找接地故障时的注意事项：

a)瞬停直流电源时，应经调度同意，时间不应超过3秒钟，动作应迅速，防止失去保护电源及带有重合闸电源的时间过长。

b)为防止误判断，观察接地现象是否消失时，应从信号、光字牌和绝缘监察表计指示情况综合判断。

c)尽量避免在高峰负荷时进行。

d)防止人为造成短路或另一点接地，导致误跳闸。

e)按符合实际的图纸进行，防止拆错端子线头，防止恢复接线时遗留或接错；所拆线头应做好记录和标记。

f)使用仪表检查时，表计内阻应不低于2000欧/伏。

g)查找故障，必须二人及以上进行，防止人身触电，做好安全监护。

h)防止保护误动作，必要时在顺断操作电源前，解除可能误动的保护，操作电源正常后再投入保护。

三、直流接地检测装置

1装置的构成

直流系统只能有一个接地点，即绝缘监察继电器的接地点。绝缘监察继电器是利用平衡电桥原理，当直流系统的正极或负极对地绝缘阻抗降低到某一规定值或设定值，即使正对地电压或负对地电压差使电桥失去了平衡，发生了变化就可判定绝缘。它是由信号回路和监察回路（直流绝缘监察继电器KVI，转移开关SM和电压表PV）组成。如图2所示。按其功能又可分为信号部分和测量部分。

A．信号部分

图2所示的右部为绝缘监察装置的信号部分，由绝缘监察继电器KVI及信号（音响和光字牌HL）组成，R+、R-分别为假设的正、负母线对地绝缘电阻，用虚线相连接。R1、R2及R+、R-组成电桥接线。KVI中的R1、R2的数值要求相等（通常选R1=R2=1000Ω），KD为高灵敏度的干簧管继电器，KC为中间继电器。正常情况下，正、负母线对地绝缘电阻R+、R-相等，继电器KD线圈中只有微小的不平衡电流流过，继电器不动作。当有一母线对地绝缘下降时，由于R+≠R-，所以电桥失去平衡，继电器KD线圈中只有微小的不平衡电流流过，当次电流达到其动作值时，继电器KVI动作：KD启动，其动合触点闭合启动KC继电器，KC的动合触点闭合，发出“母线对地绝缘电阻下降”的信号（但不能分清是正母线还是负母线电阻下降）。

B．测量部分

在图2的左半部画出了由转换开关SM和电压表PV组成的测量部分。当有母线对地绝缘降低时，信号部分先发出“母线绝缘降低”的音响和光字牌信号，值班人员将SM开关依次打至“+母线对地电压”和“-母线对地电压”，则SM的2-1、4-5接通和5-8、1-4接通，分别测出+母线对地的电压值和-母线对地的电压值，电压值低者即绝缘有损坏。然后根据已知的电压表内阻RV及直流母线工作电压U，用计算的方法求成正、负极母线的对地绝缘电阻。

C．对继电器KD的要求

在下图2中有一个人工接地点，是为测量母线对地电压用的，当直流回路中再有任一个短路接地点时，将会形成短路回路。为防止在直流回路中由此短路电流引起其他继电器发生误动作，则继电器KD的线圈必须具有足够大的电阻值，一般对220V直流系统选用RKD＝30kΩ的线圈，其启动电流为1.4mA。于是，为防止继电器发生误动作，回路中的其他继电器线圈的启动电流都应大于1.4mA。所以，在220V直流系统中，当任一母线的绝缘电阻下降至15～20kΩ时，绝缘监察继电器便会立即发出信号。

图2

四、人工故障排除方法

变电站的直流接地虽然是复杂的，无论是常规保护还是微机保护，其故障的排除法是一致的。采用拉路寻找分段处理的方法，以先信号和照明部分，后操作部分；先室外部分后室内的原则。根据现场的故障排除经验，笔者对其方法进行整理如下：

1.   首先确定是正极接地还是负极接地，测量正负极对地电压，有效区分是正极接地还是负极接地。

2.    两段母线之间的区分，使查找的接地不会大范围扩大，确定发生直流接地在哪一段。

3.   如果有直流接地选线的装置，不能准确确定，有误报的现象，请退出运行中的直流接地检测仪。

4. 如果站内二次回路有在施工的或有检修试验的应立即停止，拉开其工作电源，看信号是否消除。

5. 采用分段分部位拉路法，操作电源一定要由蓄电池供电，先停下重要的回路，如信号回路和照明回路等。

应按照下列顺序进行

①断合现场临时工作电源

②断合故障照明回路

③断合信号回路

④断合闸回路

⑤断合附助设备

⑥断合蓄电池回路

在进行上述各项检查选择后仍未查出故障点，则应考虑同极性两点接地。当发现接地在某一回路后，有环路的应先解环，再进一步采用取保险及拆端子的办法，直至找到故障点并消除。

五、目前国内监测仪器测量状态

直流监测装置都是采用电桥原理，无论是常规的电桥还是微机型的电桥，都是以对地电压为依据，监测装置往往以系统正负极对地绝缘阻抗到规定值或某一设定值确定为直流系统发生了接地。各个厂站都是各自按对地电压差（为不平衡状态）来设定，平衡电桥的回路选用电阻，目前无一流标准。国家DC/T724-2000标准中确定220V系统为25K，110V系统为7K，仅说明直流接地在等于某一数值时一定要进行故障排除。由于各直流屏生产厂家（监测装置厂家）均有不同的电桥取值，并没有相关的规定，从实际的各厂家情况看，平衡电桥电阻取值为1-40K不等，这样也正说明了以电压的变化来说明接地故障的程度是不十分准确。其实在国外的一些厂站主要是110V直流电源其接地阻抗是设定为50KΩ。目前我国大亚湾核电站就是引进国外的设备，其直流绝缘告警值还是以50KΩ为依据，实际上其电桥内阻为400K。事实上我国运行的直流系统接地报警都是设在25K以下（参考电力标准），其电桥值仅为1-40K之间。变电站的直流接地故障概率似乎不高的真正原因，无法准确体现实际的绝缘情况。一些运行几十年的变电站和电厂，一年也难得有接地报警，即使出现了接地故障误动事故，也无法查证说明其真正原因和机理。

六、结论

为了防止直流系统网络其他任何一点发生接地时而引起继电器的误动，减少不必要的故障，要求绝缘监测继电器的线圈具有足够大的电阻值，最好是采用光电原理或高阻（500KΩ以上）使直流系统的正式负极对地之间没有一个真正的接地点，假如直流系统一旦发生一点接地，只有一个接地点，监测装置就能及时发现也不会发生误动和拒动事故，同时两段监测上的绝缘继电器并列运行也不会造成任何事故，以适应电力系统和安全稳定。笔者认为开发一种高阻抗的直流接地监测装置是能大大提高直流系统安全运行，也是一件十分有益的事情。

[参考文献资料]

1、变电站直流电源系统技术管理规范及标准化作业指导书河南省电力公司编中国电力出版社2008。

如何衡量继电保护的好坏篇6

关键词：电动机电机启动故障

1电机绕组局部烧毁的原因及对策

1.1由于电机本身密封不良，加之环境跑冒滴漏，使电机内部进水或进入其它带有腐蚀性液体或气体，电机绕组绝缘受到浸蚀，最严重部位或绝缘最薄弱点发生一点对地、相间短路或匝间短路现象，从而导致电机绕组局部烧坏。

相应对策：①尽量消除工艺和机械设备的跑冒滴漏现象；②检修时注意搞好电机的每个部位的密封，例如在各法兰涂少量704密封胶，在螺栓上涂抹油脂，必要时在接线盒等处加装防滴溅盒，如电机暴漏在易侵入液体和污物的地方应做保护罩；③对在此环境中运行的电机要缩短小修和中修周期，严重时要及时进行中修。

1.2由于轴承损坏，轴弯曲等原因致使定、转子磨擦（俗称扫膛）引起铁心温度急剧上升，烧毁槽绝缘、匝间绝缘，从面造成绕组匝间短路或对地“放炮”。严重时会使定子铁心倒槽、错位、转轴磨损、端盖报废等。轴承损坏一般由下列原因造成：①轴承装配不当，如冷装时不均匀敲击轴承内圈使轴受到磨损，导致轴承内圈与轴承配合失去过盈量或过盈量变小，出现跑内圈现象，装电机端盖时不均匀敲击导致端盖轴承室与轴承外圈配合过松出现跑外圈现象。无论跑内圈还是跑外圈均会引起轴承运行温升急剧上升以致烧毁，特别是跑内圈故障会造成转轴严重磨损和弯曲。但间断性跑外圈一般情况下不会造成轴承温度急剧上升，只要轴承完好，允许间断性跑外圈现象存在。②轴承腔内未清洗干净或所加油脂不干净。例如轴承保持架内的微小刚性物质未彻底清理干净，运行时轴承滚道受损引起温升过高烧毁轴承。③轴承重新更换加工，电机端盖嵌套后过盈量大或椭圆度超标引起轴承滚珠游隙过小或不均匀导致轴承运行时磨擦力增加，温度急剧上升直至烧毁。④由于定、转子铁心轴向错位或重新对转轴机加工后精度不够，致使轴承内、外圈不在一个切面上而引起轴承运行“吃别劲”后温升高直至烧毁。⑤由于电机本体运行温升过高，且轴承补充加油脂不及时造成轴承缺油甚至烧毁。⑥由于不同型号油脂混用造成轴承损坏。⑦轴承本身存在制造质量问题，例如滚道锈斑、转动不灵活、游隙超标、保持架变形等。⑧备机长期不运行，油脂变质，轴承生锈而又未进行中修。

相应对策：①卸装轴承时，一般要对轴承加热至80℃~100℃，如采用轴承加热器，变压器油煮等，只有这样，才能保证轴承的装配质量。②安装轴承前必须对其进行认真仔细的清洗，轴承腔内不能留有任何杂质，填加油脂时必须保证洁净。③尽量避免不必要的转轴机加工及电机端盖嵌套工作。④组装电机时一定要保证定、转子铁心对中，不得错位。⑤电机外壳洁净见本色，通风必须有保证，冷却装置不能有积垢，风叶要保持完好。⑥禁止多种油脂混用。⑦安装轴承前先要对轴承进行全面仔细的完好性检查。⑧对于长期不用的电机，使用前必须进行必要的解体检查，更新轴承油脂。

1.3由于绕组端部较长或局部受到损伤与端盖或其它附件相磨擦，导致绕组局部烧坏。

相应对策：电机在更新绕组时，必须按原数据嵌线。检修电机时任何刚性物体不准碰及绕组，电机转子抽芯时必须将转子抬起，杜绝定、转子铁芯相互磨擦。动用明火时必须将绕组与明火隔离并保证有一定距离。电机回装前要对绕组的完好性进行认真仔细的检查确诊。

1.4由于长时间过载或过热运行，绕组绝缘老化加速，绝缘最薄弱点碳化引起匝间短路、相间短路或对地短路等现象使绕组局部烧毁。

相应对策：①尽量避免电动机过载运行。②保证电动机洁净并通风散热良好。③避免电动机频繁启动，必要时需对电机转子做动平衡试验。

1.5电机绕组绝缘受机械振动（如启动时大电流冲击，所拖动设备振动，电机转子不平衡等）作用，使绕组出现匝间松驰、绝缘裂纹等不良现象，破坏效应不断积累，热胀冷缩使绕组受到磨擦，从而加速了绝缘老化，最终导致最先碳化的绝缘破坏直至烧毁绕组。

相应对策：①尽可能避免频繁启动，特别是高压电机。②保证被拖动设备和电机的振动值在规定范围内。

2三相异步电动机一相或两相绕组烧毁（或过热）的原因及对策

如果出现电动机一相或两相绕组烧坏（或过热），一般都是因为缺相运行所致。当电机不论何种原因缺相后，电动机虽然尚能继续运行，但转速下降，滑差变大，其中B、C两相变为串联关系后与A相并联，在负荷不变的情况下，A相为三相异步电动机绕组为Y接法的情况：电源缺相后，电动机尚可继续运行，但同样转速明显下降，转差变大，磁场切割导体的速率加大，这时B相绕组被开路，A、C两相绕组变为串联关系且通过电流过大，长时间运行，将导致两相绕组同时烧坏。

特殊情况下，如果停止的电动机缺一相电源合闸时，一般只会发生嗡嗡声而不能启动，这是因为电动机通入对称的三相交流电会在定子铁心中产生圆形旋转磁场，但当缺一相电源后，定子铁心中产生的是单相脉动磁场，它不能使电动机产生启动转矩。因此，电源缺相时电动机不能启动。但在运行中，电动机气隙中产生的是三相谐波成分较高的椭圆形旋转磁场，所以，正在运行中的电动机缺相后仍能运转，只是磁场发生畸变，有害电流成分急剧增大，最终导致绕组烧坏。