專利名稱：大功率電動機差動保護系統(tǒng)及其差動保護方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電動機的差動保護系統(tǒng)及其差動保護方法，特別是涉及一種采用就地補償的大功率電動機的差動保護系統(tǒng)及其差動保護方法。
背景技術：
為了保護2000KW以上的大功率電動機運行的安全性，防止電動機繞組的相間及匝間短路故障，需要對電動機進行差動保護。差動保護的基本原理源自基爾霍夫電流定律，即把保護電力設備看成是一個節(jié)點，如果流入節(jié)點的電流等于流出節(jié)點的電流，則節(jié)點無泄露，這說明被保護設備無故障或無外部故障。如果流入節(jié)點的電流不等于流出節(jié)點的電流，則節(jié)點中存在其他電流通路，說明被保護設備發(fā)生了故障，用電動機的輸入電流與輸出電流的差作為動作量的保護就稱為電動機的差動保護。由于交流異步電動機的功率因數一般較低，所以如圖1所示，目前均是對大功率電動機I采用就地無功補償的方式，即通過一無功補償裝置2來減少線路損耗，提高大功率電動機I輸出側的功率因數。由于無功補償裝置2聯(lián)接于大功率電動機I的輸入側，當無功補償裝置2生成的補償電流的注入大功率電動機I輸入側后，大功率電動機I輸入側的電流比未補償前的電流減小了，但大功率電動機I的輸出側輸出的電流并未發(fā)生變化，這就使得電動機差動保護裝置3檢測到大功率電動機I輸入側的電流的測量值小于輸出側輸出電流的測量值，從而結果可能造成電動機差動保護裝置3誤動作，同時還增大了保護整定的難度。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是為了克服現有技術中大功率電動機采用無功補償時容易導致差動保護裝置的誤操作的缺陷，提供一種電動機的差動保護系統(tǒng)及其差動保護方法，通過在大功率電動機輸出側輸出的保護電流檢測中也注入無功補償電流來減少大功率電動機輸入側和輸出側的電流檢測差值，防止差動保護的誤動作。本發(fā)明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的:本發(fā)明提供了一種大功率電動機差動保護系統(tǒng)，包括一大功率電動機、一差動保護單元和一無功補償單元；其中所述大功率電動機包括用于接收外部電源輸入的工作電流的一輸入側和用于輸出電動機電流的一輸出側；所述無功補償單元通過一補償電流對所述輸入側接收的工作電流進行無功補償；其特點是，所述無功補償單元也通過所述補償電流對所述大功率電動機的輸出側的電動機電流進行無功補償；所述差動保護單元用于檢測經無功補償的所述輸入側的工作電流和經過無功補償的輸出側的電動機電流的差值是否超過一正常工作閾值，若超過所述正常工作閾值，則所述差動保護單元停止所述大功率電動機的運轉。較佳地，所述無功補償單元為一電容器。
較佳地，所述大功率電動機差動保護系統(tǒng)還包括第一電流互感器、第二電流互感器和第三電流互感器，其中所述第一電流互感器將所述外部電源輸入的電流轉化為所述工作電流，所述第二電流互感器將所述無功補償單元輸出的電流轉化為所述補償電流，所述第三電流互感器將所述大功率電動機的輸出側輸出的電流轉化為所述電動機電流。本發(fā)明還提供了一種大功率電動機差動保護的方法，其特點是使用如上所述的大功率電動機差動保護系統(tǒng)，并包括以下步驟=Sltll、所述大功率電動機的輸入側接收外部電源輸入的工作電流，所述大功率電動機的輸出側輸出電動機電流；s1(l2、所述無功補償單元的補償電流對所述輸入側接收的工作電流進行無功補償，同時所述無功補償單元將所述補償電流通過第二電流互感器分別注入至所述工作電流和所述電動機電流中路；s1(l3、所述差動保護單元計算注入所述補償電流后的所述工作電流和所述電動機電流之間的差值；s1(l4、所述差動保護單元檢測所述差值是否大于所述正常工作閾值，若大于所述正常工作閾值，則進入步驟Sltl5，否則返回步驟Sltl3 ;s1(l5、所述差動保護單元停止所述大功率電動機的運轉。
本發(fā)明的積極進步效果在于:本發(fā)明提供的電動機的差動保護系統(tǒng)通過在大功率電動機輸出側輸出的電流中也注入與所述大功率電動機輸入側注入的無功補償電流相同的補償電流來減少大功率電動機輸入側和輸出側的電流差值，從而防止由于采用了無功補償從而使得大功率電動機輸入側和輸出側的電流差值太大所導致的差動保護的誤動作。


圖1為現有技術中電動機差動保護的原理結構圖。圖2為本發(fā)明的電動機的差動保護系統(tǒng)的較佳實施例的系統(tǒng)結構框圖。圖3為本發(fā)明的電動機的差動保護系統(tǒng)的較佳實施例的差動保護方法的流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖給出本發(fā)明較佳實施例，以詳細說明本發(fā)明的技術方案。實施例:如圖2所示,本實施例的大功率電動機差動保護系統(tǒng)包括一大功率電動機1、一無功補償單元2、一差動保護單元3、一第一電流互感器4、一第二電流互感器5和一第三電流互感器6。其中所述大功率電動機I包括一輸入側和一輸出側，其中所述輸入側通過所述第一電流互感器4與外部的一電源7電連接。所述第一電流互感器4用于將所述電源7輸入的電流轉化為輸入至所述大功率電動機I的輸入側的工作電流L。所述第三電流互感器6連接于所述大功率電動機I的輸出側并將所述大功率電動機I輸出側輸出的電流轉化為電動機電流12。所述第二電流互感器5連接于所述無功補償單元2，并將所述無功補償單元2生成的電流轉化為補償電流I3，然后將所述補償電流I3也注入至所述大功率電動機I的輸入偵牝從而將所述補償電流I3與所述工作電流I1合并，因而對工作電流I1進行了無功補償，提高了大功率電動機的功率因數。本實施例中所述無功補償單元2可以采用大容量的電容器，此外本領域技術人員還可以根據實際電動機的功率等參數或設計的需要采用不同種類或容量的電容器或其他的無功補償電路。此外經第二電流互感器5轉化的補償電流I3還與所述第三電流互感器6轉化的電動機電流I2進行合并。所述差動保護單元3檢測經所述補償電流I3補償后的工作電流I1和電動機電流
I2,并計算經所述補償電流I3補償后的工作電流I1和電動機電流I2的差值△ I，并檢測所述差值Λ I是否超過預設的正常工作閾值Istd，若Λ I > Istd，則表明所述大功率電動機I中存在其他電流通路，即所述大功率電動機I存在故障，所以所述差動保護單元3停止所述大功率電動機I的運轉。另外，本實施例中所涉及的所有大功率電動機、無功補償單元、差動保護單元和電流互感器均可以在現有的硬件基礎上結合現有的軟件編程手段實現，故在此對其具體實現過程不做贅述。本實施例的工作原理如圖3所示，其中包括以下步驟:步驟101，所述大功率電動機I的輸入側通過所述第一電流互感器4接收外部的電源7輸入的工作電流I1，所述大功率電動機I的輸出側通過所述第二電流互感器5輸出所述電動機電流I2。步驟102，所述無功補償單元2生成的電流通過所述第三電流互感器6轉化為所述補償電流I3，并分別注入至所述工作電流I1和所述電動機電流I2中。步驟103，所述差 動保護單元3計算注入所述補償電流I3后的所述工作電流I1和所述電動機電流I2之間的差值Al。步驟104，所述差動保護單元3檢測所述差值Λ I是否大于所述正常工作閾值Istd,若大于所述正常工作閾值Istd，則進入步驟105，否則返回步驟103。步驟105，所述差動保護單元3停止所述大功率電動機I的運轉。本實施例的大功率電動機差動保護系統(tǒng)通過在大功率電動機I輸出的電動機電流I2中也注入補償電流I3來減少大功率電動機I輸入側和輸出側的電流差值，從而防止由于采用了無功補償從而使得大功率電動機I輸入側和輸出側的電流差值太大所導致的差動保護的誤動作。雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式
，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，本發(fā)明的保護范圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本發(fā)明的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種大功率電動機差動保護系統(tǒng)，包括一大功率電動機、一差動保護單兀和一無功補償單元；其中所述大功率電動機包括用于接收外部電源輸入的工作電流的一輸入側和用于輸出電動機電流的一輸出側；所述無功補償單元通過一補償電流對所述輸入側接收的工作電流進行無功補償； 其特征在于，所述無功補償單元也通過所述補償電流對所述大功率電動機的輸出側的電動機電流進行無功補償；所述差動保護單元用于檢測經無功補償的所述輸入側的工作電流和經過無功補償的輸出側的電動機電流的差值是否超過一正常工作閾值，若超過所述正常工作閾值，則所述差動保護單元停止所述大功率電動機的運轉。
2.如權利要求1所述的大功率電動機差動保護系統(tǒng)，其特征在于，所述無功補償單元為一電容器。
3.如權利要求1或2所述的大功率電動機差動保護系統(tǒng)，其特征在于，所述大功率電動機差動保護系統(tǒng)還包括一第一電流互感器、一第二電流互感器和一第三電流互感器，其中所述第一電流互感器將所述外部電源輸入的電流轉化為所述工作電流，所述第二電流互感器將所述無功補償單元輸出的電流轉化為所述補償電流，所述第三電流互感器將所述大功率電動機的輸出側輸出的電流轉化為所述電動機電流。
4.一種大功率電動機差動保護的方法，其特征在于，使用如權利要求1-3中任一項所述的大功率電動機差動保護系統(tǒng)，并包括以下步驟: Sltll、所述大功率電動機的輸入側接收外部電源輸入的工作電流，所述大功率電動機的輸出側輸出電動機電流； Sltl2、所述無功補償單元將所述補償電流分別注入至所述工作電流和所述電動機電流中； Slt 、所述差動保護單元 計算注入所述補償電流后的所述工作電流和所述電動機電流之間的差值； Sltl4、所述差動保護單元檢測所述差值是否大于所述正常工作閾值，若大于所述正常工作閾值，則進入步驟Sltl5，否則返回步驟Sltl3 ； Sltl5、所述差動保護單元停止所述大功率電動機的運轉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大功率電動機差動保護系統(tǒng)及其差動保護方法，包括一大功率電動機、一差動保護單元和一無功補償單元；所述大功率電動機包括用于接收外部電源輸入的工作電流的輸入側和用于輸出電動機電流的輸出側；所述無功補償單元的補償電流對所述輸入側接收的工作電流進行無功補償；同時所述無功補償單元將所述補償電流通過第二電流互感器分別注入至所述工作電流和所述電動機電流中；所述差動保護單元用于檢測工作電流和電動機電流的差值是否超過一正常工作閾值，若超過所述正常工作閾值，則所述差動保護單元停止所述大功率電動機的運轉。本發(fā)明防止由于采用了無功補償使得大功率電動機輸入側和輸出側的電流差值太大所導致的差動保護的誤動作。
文檔編號H02J3/18GK103208779SQ20121001632
公開日2013年7月17日 申請日期2012年1月17日 優(yōu)先權日2012年1月17日
發(fā)明者蒲紅梅, 陳建國 申請人:湖北追日電氣股份有限公司