P220电动机保护装置在石化企业的应用
引言 电动机是石化企业的主要用电设备，如何用综合保护装置在即确保平稳生产操作又要维护设备安全的基础上，对电动机的电气及机械部分进行全面地保护是电气技术人员需要认真解决的问题。MiCOM P220电动机保护装置采用数字技术完成电动机所需的各项保护、控制、监视和记录功能，可以通过编程将投入的保护和控制功能分配至输出继电器上。利用保护装置前面板上的LED指示灯、液晶显示屏或键盘，运行人员可以获取各序电流、发热状态、运行时间等各种数据。连接后部的RS485通讯端子，远方运行人员也能阅读存储在保护装置中的数据、分配给各个输出继电器不同的功能、修改定值及传输远端跳闸命令。在MiCOM S1软件的支持下，PC机可以通过位于前面板的RS232通讯端口直接与数字监控系统连接，在输入密码后完成数据的设置和修改，显示事件记录及故障波形。
该保护装置是近几年应用的电动机综合保护装置之一，与早期的SPAM 150C电动机综合保护装置相比，更适合作为石化企业2MW以下中压电动机的保护。
MiCOM P220电动机保护装置设计安装
在设计安装前必须认真阅读ALSTOM提供的《MiCOM P220电动机保护技术指南》。设计安装时应当注意：
[*]保护装置辅助电源的电压范围；
[*]由于保护装置的辅助电源丧失可引起部分运行数据丢失，因此保护装置的辅助电源应与电动机控制电源分开控制，采用独立的辅助电源控制小母线为保护装置供电，便于在直流电源系统接地时的故障查找，而且各电源控制元件应分别布置在端子排的两端，以防误操作；
[*]各相电流和零序电流输入的极性，如极性错误将引起保护装置误动；
[*]保护装置的外壳及29端子必须可靠接地；
[*]断路器的常开辅助接点必须接至L1（22 – 24）端子上；
[*]可编程的输入端必须接入辅助电源，并应注意辅助电源的极性；
[*]可编程跳闸输出应接到RL1（2 – 4或2 – 6）端子上；
[*]保护装置的安装高度不宜高于1.8米以便观察数据及整定检验； 安装时必须严格按设计图配线。
MiCOM P220电动机保护装置整定
[*]基础数据整定
[*]整定值组的整定
应当注意，在MiCOM S1软件中的整定值组与在MiCOM P220保护装置中的整定值组有不对应的现象，为确保电动机保护装置安全可靠地动作，在保护装置投入运行前必须对其进行检验。
[*]选择缺省显示值
由于电动机的发热状态难以从常规仪表中得到，因此，液晶显示屏上缺省显示的测量值宜整定为THERM_ST以便观察。
[*]电动机起动检测整定
从断路器检修及保护装置检验等方面考虑，电动机起动检测断路器闭合状态宜整定为52A方式。
[*]电流互感器变比输入
相电流互感器的变比应按实际值输入，而当零序电流输入是通过三个相电流互感器作零序接线完成时，则零序电流互感器的一次和二次侧的额定电流应与相电流互感器相同数值。当采用专用零序电流互感器时，则零序电流互感器的一次和二次侧的额定电流宜输入相同数值（例如1/1）。
[*]可编程LED指示灯整定
通常将可编程LED指示灯整定如下：
LED5 过负荷保护动作；
LED6 电流速断保护动作；
LED7 低电压保护动作；
LED8 接地保护动作。
将两个可编程LED指示灯同时使用指示其它保护的动作：
LED5和LED6 超时起动保护动作；
LED7和LED8 堵转保护动作；
LED5和LED7 不平衡保护动作；
LED6和LED8 起动次数保护动作。
[*]过负荷保护整定
与其他电动机综合保护装置不同，MiCOM P220保护装置的过负荷保护功能是基于电动机负荷电流的正序和负序分量计算得到一个热映像，该热映像的曲线分为三段，通过调整参数Te1、Te2及Tr可改变各段曲线参数，用这种方式可以计算定子和转子的热效应，定子绕组中的电流负序分量会在转子中感应出幅值很大的电流，这将在转子绕组中产生很高的温升。过负荷动作时间通过下式计算得到：
t = T ln [((Ieq / Iq)2 – qi) / [((Ieq / Iq)2 – qthresh)
= T ln [(K2 – qi) /(K2 – qthresh)]（1）
其中：
t—动作时间，秒；
T—热时间常数，秒；
Ieq—热等效电流值，=开平方，其中：
I1—正序电流分量；
I2—负序电流分量；
Ke—负序电流识别因子。
Iq—过负荷整定值；
K—Ieq / Iq的比值；
qi—初始热状态值；
qthresh—过负荷报警整定值或过负荷跳闸整定值。
[*]过负荷电流Iq的整定
过负荷电流整定值计算公式：
Iq = KrelIrM / IpIn（2）
式中：
Krel—可靠系数，通常取1.05～1.08，在石化企业中电动机多为防爆电动机，为确保生产装置的连续运行，参考其它电动机保护装置宜取1.05。
IrM—电动机额定电流值，A；
Ip—电流互感器一次电流，A；
In—电流互感器二次侧和继电保护装置的额定电流值，A。
[*]负序电流的识别因子Ke的整定
负序电流的识别因子通常取Ke = 3。
[*]热时间常数Te1的整定
当热等效电流Ieq位于0和2倍的Iq之间，电动机正常运行时采用该时间常数。参照其他形式电动机保护的曲线及整定值，不仅仅考虑定子线圈，还应顾及电动机的机械故障，可取Te1 = 6 mn。
[*]起动热时间常数Te2的整定
当热等效电流Ieq大于2倍的Iq时，电动机处于起动阶段或堵转时采用该时间常数。在石化企业中电动机多数均参加再起动，因此，整定该时间常数时必须考虑躲过电动机热态再起动时间。当电动机负载为普通机泵时通常取Te2 = 12 mn（热态允许再起动时间约4秒）。当电动机负载为风机时通常取Te2 = 18～48 mn（热态允许再起动时间约6～16秒）。
[*]冷却热时间常数Tr的整定
当电动机停止运行时采用该时间常数。根据防爆电动机的散热特性通常取Tr = 60 mn。
在石化企业中通常不采用过负荷报警功能、起动时闭锁过负荷跳闸功能、环境温度修正过负荷保护及热状态闭锁起动功能。
[*]电流速断保护整定
考虑非周期电流分量，参照其他形式电动机保护装置的整定方法，根据对多台电动机的实验摸索，石化企业中电动机电流速断保护功能适用的整定值为：
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