大港电厂给水泵电动机启动时零序电流保护分
析
集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
大港电厂给水泵电动机启动时零序电流保护分析 一．保护动作经过
大港电厂1号机组厂用电系统在2007年3月机组大修期间进行了改造，更换了高厂变、高厂变中性点电阻柜、6kV开关柜、6kVCT、6kV电缆、零序CT等一次设备，一次系统接线方式不变，高厂变中性点接地电阻为200Ω。
2007年4月，1号机组给水泵启动时出现了给水泵电动机零序保护动作的情况，经将定值从改造前的1.5A调整到3.5A后，启动时零序保护未动作，但在下次启动时又出现零序保护动作的情况。电厂相关人员已对相关一次设备（包括电动机、开关、电缆、CT等）进行了电气预防性试验及检查，未发现一次设备的绝缘或性能有异常情况。
为了解一次电气设备是否有异常，我公司高压和系统专业共同对给水泵电动机启动时相关电压和电流量进行了测量。
1.电气系统情况
高厂变：额定容量40MVar、额定电流3849A
给水泵电动机：额定功率5000kW、额定电流550A
给水泵电动机零序CT：原变比：1500A/1A；后改为40/5A
零序电流保护型号及整定值：原型号AE-102A（1.5A0.2S）；现型号MPW-4A（启动4.8A0.5S、运行1.5A0.5S）
2.录波图
2.1给水泵电动机启动电流波形及放大波形
图1 三相启动电流包络线（注：毛刺为测量干扰所致）
图2 启动电流放大图
2.2给水泵电动机启动零序CT测得电流波形及三相CT计算求得电流包络线及波形
图3 三相启动电流包络线（注：毛刺为测量干扰和数值采样所致）
2.36kV母线相电压、开口三角电压包络线及放大波形
图3 6kV母线相电压、开口三角电压包络线及放大波形
二．保护动作分析
1.由电动机启动电流包络线（图１）及放大波形（图２）可见，Ist=3464A=6.3In，启动时间Tst=3.5S，波形正常，无谐波。
2.由图３可见，零序电流CT测得的启动时及稳态时零序电流波形正常，无谐波，3I0∣t=1S=2.75A，稳态测得的3I0＝0.22A；另外，由三相电流CT测得数值计算得到的3I0=Ia+Ib+Ic明显大于零序电流CT测得值，Ia+Ib+Ic∣t=1S=32.2A，稳态计算值Ia+Ib+Ic＝3.42A。可见由于三相电流CT间角差、比差的误差叠加，计算得到的零序电流的误差是很大、不可信的。
3.由图4可见，由于启动时负载电流峰值达到7600A，造成高厂变（低压侧额定电流3849A）铁心短时饱和，导致6kV母线电压中产生三次谐波分量，该现象为正常现象。
4.电动机零序电流保护是相对地保护方式之一。由于本系统为中性点中阻接地方式，当电缆或电动机本体发生相对地短路故障时，短路电流为:
Id=Un/√3/R0=6000/√3/200=17.3A,
同时，保护定值还应考虑避开启动时的零序CT的测量误差。如果未发生单相接地故障，理论上讲3I0=Ia+Ib+Ic＝0，于零序CT为穿心式CT，三根电缆应完全几何对称，若不完全对称，在一次电流Ia+Ib+Ic不为0时，二次绕组也将出现感应电流3I0，且一次电流越大3I0越大，这与图3中3I0的包络线可以吻合，启动时一次电流峰值达7600A，有效值达6.3In，而额定空载电流仅0.21In；零序CT二次电流在启动时偏差明显远大于稳定时偏差。
5.根据本次测量结果，为避开启动时零序CT的测量误差，避免误动，应将零序保护定值设在5A以上。同时考虑到保护灵敏度，该保护定值可设为5A、0.5S。
三．采取措施
根据测量和分析结果，1号机组给水泵电动机电气系统正常，启动时零序保护动作是因零序保护定值偏低、未避开启动时零序CT测量误差而引起，可将零序保护定值设在5A以上，同时考虑到保护灵敏度，该保护定值可设为5A、0.5S。
大港电厂给水泵电动机启动时零序电流保护分析
