金智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I_max<0.125I_e，电动机处于停机态；

电动机原本处于停机态，检测到I_max>0.125 I_e：如果I_max>1.125 I_e，认为电动机进入起动态；如果I_max≤1.125 I_e，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I_max，如果0.125 I_e <I_max≤1.125I_e，则电动机进入运行态；I_max<0.125 I_e，则电动机进入停机态。

其中I_max为电动机机端电流较大值。

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较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**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K_ph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，*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。

高低值比率差动。低值比率差动保护(低比值动作区)要经过TA饱和判据闭锁以防止在TA饱和时误动。为保区内故障的快速切除，以及区内短路CT饱和时差动保护也能快速切除故障，高值比率差动元件(高比值动作区，不灵敏）,不经CT饱和判据闭锁。针对内部的严重故障，有动作快速的差动速断元件。