國外某油田中壓電動機保護配置與整定計算

楊連殿

摘 要 中壓電動機作為油氣田負荷的重要組成部分，在油氣生產過程中發揮著重要的作用。本文通過比較國標與IEEE規范的差異與相同之處，確定了國外某油田中心處理站11kV異步電動機的保護配置，在此基礎上采用IEEE規范完成了整定計算，并利用ETAP計算軟件繪制了保護配合曲線。

關鍵詞 中壓電動機 保護配置 整定計算 保護配合曲線

中圖分類號：TM32 文獻標識碼：A

0引言

作為油氣田常見的負荷類型，電動機應用于各種場所，如壓縮機，外輸泵，增壓泵，提升泵，消防泵等等。國外某油田中心處理站，采用自發電系統，11kV發電廠裝機容量5x16MW，發電機出口變電所11kV母線采用單母線分段接線，兩段母線上有11kV電動機若干臺，最大的電動機負荷為壓縮機用異步電動機，額定功率7000kW，兩用一備，采用真空斷路器保護并配置微機綜合保護模塊，起動方式采用軟起動。

1保護配置

根據《工業與民用配電設計手冊》第三版表7-21[1]， 2MW及以上的異步電動機可能裝設的保護有：（1）差動保護；（2）過負荷保護（生產過程中易發生過負荷時，或起動、自起動條件嚴重時裝設）；（3）單相接地保護（單相接地電流>5A時裝設，≥10A時一般動作于跳閘，5-10A時可動作于跳閘或信號）；（3）低電壓保護（根據需要裝設）。

鑒于規范對保護的要求比較詳細，本文僅列出主要內容。通過對比手冊和規范的要求可以看出，規范的內容比手冊要詳盡的多，并且提出了宜裝設過電流保護作為縱聯差動保護的后備。

2整定計算

2.1縱聯差動保護

（1）啟動電流：根據IEEE C37.96-2000 啟動電流應為 10%到 20%的電動機額定電流， 差動保護電流互感器采用自平衡式，誤差小，因此，取啟動電流為10%的電動機滿負荷電流。計算如下：

其中：IM– 電動機額定電流， 423.5A；

則繼電器動作值為：

（2）動作時間：動作時間設為0.1s。

2.2速斷保護

（1）啟動電流：根據IEEE C37.96-2000 啟動電流可設為165%～250%的電動機起動電流，則有：

繼電器動作值為：

（2）靈敏度檢驗：

（3）動作時間：動作時間設為0s。

2.3過電流保護

（1）啟動電流：根據IEEE C37.96-2000 啟動電流可設為150%～175%的電動機額定電流，則有：

繼電器動作值為：

（2）動作時間：采用IEEE推薦的極端反時限曲線，根據保護模塊VAMP本身的公式設定動作時間，有：

因此，根據保護配合曲線，因數k的值取7。

2.4單相接地速斷保護

（1）啟動電流：

繼電器動作值為：

（2）動作時間：動作時間設為0s。

2.5過負荷保護

（1）啟動電流：根據IEEE C37.96-2000 啟動電流可設為115%～125%的電動機額定電流，當利用系數為1時，應乘以0.9的系數，則有：

繼電器動作值為：

（2）報警信號動作值設定為90%。（3）熱態時間常數，根據電動機數據表，設為58分鐘。（4）冷態時間常數系數采用默認值1。（5）40℃時允許帶負荷100%。環境溫度52℃。

3結論

綜上所述，本文結論如下：

（1）中壓電動機是油氣田負荷的重要組成部分，其保護配置根據負荷功能有所差異，例如用于消防水泵的電動機，不需要配置過負荷保護等。

（2）國內規范與國際規范對中壓電動機的保護配置規定大致相同，但國外規范的配置更直觀、全面。

（3）進行整定計算時，除了要遵循選定的規范中的公式外，要與微機保護模塊本身的性能相配合。

（4）利用軟件畫出保護配合曲線，更直觀，更有利于發現查找計算過程中的失誤。

參考文獻

[1] GB50062-2008，電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規范[S].