一種兩臺互為備用變頻電動機的差動保護裝置與方法與流程

2023-08-05 19:55:11

本發明屬於電力系統繼電保護技術領域，實現兩臺互為備用的變頻器拖動電動機的差動保護。

背景技術：

隨著國家節能減排的要求，變頻器得到了極大的重視，在電廠及工業企業中，高壓(6kV/10kV)變頻器拖動高壓大容量電動機得到了越來越廣泛的應用。

按照現有規程要求，超過2000kW的高壓電動機需安裝差動保護，即使變頻器拖動的電動機也不例外，變頻電動機差動保護裝置應運而生，得到了一些現場應用。

實際工程有一些電動機由於可靠性的要求，需要互為備用，兩臺電動機參數完全相同，一臺電動機運行，另一臺電動機停機。這類電動機在進行變頻器改造時，一般採用一臺變頻器拖動兩臺電動機的方案，在配置差動保護時，採用兩臺獨立的變頻電動機差動保護裝置，通過旁路開關進行差動保護的投退，即一臺變頻電動機差動保護投入，另一臺變頻電動機差動保護退出，兩臺變頻電動機差動保護裝置同時刻只有一臺裝置投入使用。

技術實現要素：

本發明的目的是，採用一臺變頻電動機差動保護裝置，實現兩臺互為備用的變頻電動機,尤其是互為備用的大功率的變頻電動機的差動保護。

本發明採用的技術方案是：兩臺互為備用變頻電動機的差動保護裝置，包括變頻器和變頻電動機差動保護裝置，兩臺變頻電動機各串聯一旁路開關分別連接變頻器下端CT電流輸出端，變頻電動機差動保護裝置的輸入端連接接變頻器下端電流輸出端和兩臺變頻電動機中性點CT電流，變頻器和兩臺變頻電動機之間的旁路開關通斷的位置信號亦連接所述的變頻電動機差動保護裝置的信號輸入端；高壓母線(電源)通過分別設有電源開關和隔離開關接入到變頻器和兩臺變頻電動機。

所述的變頻電動機差動保護裝置根據採集到的旁路開關位置信號，進行變頻器中性點CT電流的選擇；運行控制上不會出現兩臺變頻電動機側隔離開關同時閉合的情況，因此當一臺變頻電動機側隔離開關閉合，則選擇該側變頻電動機中性點CT電流和變頻器下端CT電流進行差動保護。

兩臺互為備用變頻電動機的差動保護方法，包括變頻器和變頻電動機差動保護裝置，兩臺變頻電動機各串聯一旁路開關分別連接變頻器下端CT電流輸出端，變頻電動機差動保護裝置的輸入端連接接變頻器下端電流輸出端和兩臺變頻電動機中性點CT電流，變頻器和兩臺變頻電動機之間的旁路開關通斷的位置信號亦連接所述的變頻電動機差動保護裝置的信號輸入端；高壓母線(電源)通過分別設有電源開關和隔離開關接入到變頻器和兩臺變頻電動機；所述的變頻電動機差動保護裝置，利用採集到的旁路開關位置信號，進行變頻器中性點電流的選擇；由於運行方式的要求，不會出現兩側隔離開關同時閉合的情況，因此當一側隔離開關閉合，則選擇該側變頻電動機中性點CT電流和變頻器下端CT電流進行差動保護；所述的變頻電動機差動保護裝置，滿足差動保護的動作條件，則跳開變頻器電源開關和旁路，切斷故障。

變頻電動機差動保護裝置，利用採集到的旁路開關位置信號，進行變頻器中性點電流的選擇。選擇該側變頻電動機中性點電流和變頻器下端電流進行差動保護。所述的變頻電動機差動保護裝置按下述方式工作，差動保護裝置根據變頻器下端CT電流、兩臺變頻電動機之一的中性點CT電流的判決據信號決定。

本發明的有益效果是：採用一臺變頻電動機差動保護裝置實現原先需要兩臺裝置才能完成的互為備用兩臺變頻電動機的差動保護，降低現場使用成本；有利於現有的變頻電動機差動保護裝置聯網調試與控制、智能工作，只要滿足差動保護的動作條件，則跳開變頻器電源開關和旁路，切斷故障。並且只需要使用一臺高壓變頻器對兩臺變頻電動機進行控制。

附圖說明

圖1為本發明的電氣原理圖和接線示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進一步說明。

圖1為本發明的電氣原理圖和接線示意圖，變頻電動機差動保護裝置0為本申請所述的一種用於兩臺互為備用變頻電動機的差動保護裝置。圖中：

0–變頻電動機差動保護裝置；

1–變頻器下端CT電流(電流互感器CT)；

2–第一旁路開關；

3–第二旁路開關；

4–第一(高壓電動機)中性點CT電流(電流互感器CT)；

5–第二(高壓電動機)中性點CT電流(電流互感器CT)；

6–高壓母線(電源)；

7–第一開關；

8–第二開關；

9–第三開關；

10–被保護的第一高壓電動機；

11–被保護的第二高壓電動機；

12–高壓變頻器。

高壓電動機10和高壓電動機11為被保護設備，互為備用，同一時刻只有一臺高壓電動機投入使用。

高壓母線6、第一至第三開關7、8、9分別從電源(導通與切斷)為高壓電動機10和高壓電動機11以及高壓變頻器12提供電源；當採用高壓變頻器12拖動高壓電動機時，第一開關7打開，第二開關8閉合，第三開關9打開。

高壓變頻器12通過第一旁路開關2拖動高壓電動機10；高壓變頻器12通過第二旁路開關3拖動高壓電動機11。由於第一高壓電動機10和第二高壓電動機11同一時刻只有一臺高壓電動機投入使用，第一旁路開關2和第二旁路開關3同一時刻只有一個開關閉合。

變頻電動機差動保護裝置0根據採集到的第一旁路開關2和第二旁路開關3位置進行下列4種操作：

1、第一旁路開關2閉合，第二旁路開關3打開，變頻電動機差動保護裝置0選擇第一中性點CT電流4電流和變頻器下端CT電流1進行差動保護的計算和邏輯；一旦滿足差動保護的動作條件，變頻電動機差動保護裝置0發出指令，跳開第二開關8和第一旁路開關2，切除故障；

2、第二旁路開關3閉合，第一旁路開關2打開，變頻電動機差動保護裝置0選擇第二中性點CT電流5電流和變頻器下端CT電流1進行差動保護的計算和邏輯；一旦滿足差動保護的動作條件，變頻電動機差動保護裝置0發出指令，跳開第二開關8和第二旁路開關3，切除故障；

3、第一旁路開關2閉合，第二旁路開關3閉合，變頻電動機差動保護裝置0告警，閉鎖差動保護；

4、第一旁路開關2打開，第二旁路開關3打開，變頻電動機差動保護裝置0差動保護退出。