专利名称：大功率电动机差动保护系统及其差动保护方法
技术领域：
本发明涉及一种电动机的差动保护系统及其差动保护方法，特别是涉及一种采用就地补偿的大功率电动机的差动保护系统及其差动保护方法。
背景技术：
为了保护2000KW以上的大功率电动机运行的安全性，防止电动机绕组的相间及匝间短路故障，需要对电动机进行差动保护。差动保护的基本原理源自基尔霍夫电流定律，即把保护电力设备看成是一个节点，如果流入节点的电流等于流出节点的电流，则节点无泄露，这说明被保护设备无故障或无外部故障。如果流入节点的电流不等于流出节点的电流，则节点中存在其他电流通路，说明被保护设备发生了故障，用电动机的输入电流与输出电流的差作为动作量的保护就称为电动机的差动保护。由于交流异步电动机的功率因数一般较低，所以如图1所示，目前均是对大功率电动机I采用就地无功补偿的方式，即通过一无功补偿装置2来减少线路损耗，提高大功率电动机I输出侧的功率因数。由于无功补偿装置2联接于大功率电动机I的输入侧，当无功补偿装置2生成的补偿电流的注入大功率电动机I输入侧后，大功率电动机I输入侧的电流比未补偿前的电流减小了，但大功率电动机I的输出侧输出的电流并未发生变化，这就使得电动机差动保护装置3检测到大功率电动机I输入侧的电流的测量值小于输出侧输出电流的测量值，从而结果可能造成电动机差动保护装置3误动作，同时还增大了保护整定的难度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中大功率电动机采用无功补偿时容易导致差动保护装置的误操作的缺陷，提供一种电动机的差动保护系统及其差动保护方法，通过在大功率电动机输出侧输出的保护电流检测中也注入无功补偿电流来减少大功率电动机输入侧和输出侧的电流检测差值，防止差动保护的误动作。本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:本发明提供了一种大功率电动机差动保护系统，包括一大功率电动机、一差动保护单元和一无功补偿单元；其中所述大功率电动机包括用于接收外部电源输入的工作电流的一输入侧和用于输出电动机电流的一输出侧；所述无功补偿单元通过一补偿电流对所述输入侧接收的工作电流进行无功补偿；其特点是，所述无功补偿单元也通过所述补偿电流对所述大功率电动机的输出侧的电动机电流进行无功补偿；所述差动保护单元用于检测经无功补偿的所述输入侧的工作电流和经过无功补偿的输出侧的电动机电流的差值是否超过一正常工作阈值，若超过所述正常工作阈值，则所述差动保护单元停止所述大功率电动机的运转。较佳地，所述无功补偿单元为一电容器。
较佳地，所述大功率电动机差动保护系统还包括第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器，其中所述第一电流互感器将所述外部电源输入的电流转化为所述工作电流，所述第二电流互感器将所述无功补偿单元输出的电流转化为所述补偿电流，所述第三电流互感器将所述大功率电动机的输出侧输出的电流转化为所述电动机电流。本发明还提供了一种大功率电动机差动保护的方法，其特点是使用如上所述的大功率电动机差动保护系统，并包括以下步骤=Sltll、所述大功率电动机的输入侧接收外部电源输入的工作电流，所述大功率电动机的输出侧输出电动机电流；s1(l2、所述无功补偿单元的补偿电流对所述输入侧接收的工作电流进行无功补偿，同时所述无功补偿单元将所述补偿电流通过第二电流互感器分别注入至所述工作电流和所述电动机电流中路；s1(l3、所述差动保护单元计算注入所述补偿电流后的所述工作电流和所述电动机电流之间的差值；s1(l4、所述差动保护单元检测所述差值是否大于所述正常工作阈值，若大于所述正常工作阈值，则进入步骤Sltl5，否则返回步骤Sltl3 ;s1(l5、所述差动保护单元停止所述大功率电动机的运转。
本发明的积极进步效果在于:本发明提供的电动机的差动保护系统通过在大功率电动机输出侧输出的电流中也注入与所述大功率电动机输入侧注入的无功补偿电流相同的补偿电流来减少大功率电动机输入侧和输出侧的电流差值，从而防止由于采用了无功补偿从而使得大功率电动机输入侧和输出侧的电流差值太大所导致的差动保护的误动作。
图1为现有技术中电动机差动保护的原理结构图。图2为本发明的电动机的差动保护系统的较佳实施例的系统结构框图。图3为本发明的电动机的差动保护系统的较佳实施例的差动保护方法的流程图。
具体实施例方式下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。实施例:如图2所示,本实施例的大功率电动机差动保护系统包括一大功率电动机1、一无功补偿单元2、一差动保护单元3、一第一电流互感器4、一第二电流互感器5和一第三电流互感器6。其中所述大功率电动机I包括一输入侧和一输出侧，其中所述输入侧通过所述第一电流互感器4与外部的一电源7电连接。所述第一电流互感器4用于将所述电源7输入的电流转化为输入至所述大功率电动机I的输入侧的工作电流L。所述第三电流互感器6连接于所述大功率电动机I的输出侧并将所述大功率电动机I输出侧输出的电流转化为电动机电流12。所述第二电流互感器5连接于所述无功补偿单元2，并将所述无功补偿单元2生成的电流转化为补偿电流I3，然后将所述补偿电流I3也注入至所述大功率电动机I的输入侦牝从而将所述补偿电流I3与所述工作电流I1合并，因而对工作电流I1进行了无功补偿，提高了大功率电动机的功率因数。本实施例中所述无功补偿单元2可以采用大容量的电容器，此外本领域技术人员还可以根据实际电动机的功率等参数或设计的需要采用不同种类或容量的电容器或其他的无功补偿电路。此外经第二电流互感器5转化的补偿电流I3还与所述第三电流互感器6转化的电动机电流I2进行合并。所述差动保护单元3检测经所述补偿电流I3补偿后的工作电流I1和电动机电流
I2,并计算经所述补偿电流I3补偿后的工作电流I1和电动机电流I2的差值△ I，并检测所述差值Λ I是否超过预设的正常工作阈值Istd，若Λ I > Istd，则表明所述大功率电动机I中存在其他电流通路，即所述大功率电动机I存在故障，所以所述差动保护单元3停止所述大功率电动机I的运转。另外，本实施例中所涉及的所有大功率电动机、无功补偿单元、差动保护单元和电流互感器均可以在现有的硬件基础上结合现有的软件编程手段实现，故在此对其具体实现过程不做赘述。本实施例的工作原理如图3所示，其中包括以下步骤:步骤101，所述大功率电动机I的输入侧通过所述第一电流互感器4接收外部的电源7输入的工作电流I1，所述大功率电动机I的输出侧通过所述第二电流互感器5输出所述电动机电流I2。步骤102，所述无功补偿单元2生成的电流通过所述第三电流互感器6转化为所述补偿电流I3，并分别注入至所述工作电流I1和所述电动机电流I2中。步骤103，所述差 动保护单元3计算注入所述补偿电流I3后的所述工作电流I1和所述电动机电流I2之间的差值Al。步骤104，所述差动保护单元3检测所述差值Λ I是否大于所述正常工作阈值Istd,若大于所述正常工作阈值Istd，则进入步骤105，否则返回步骤103。步骤105，所述差动保护单元3停止所述大功率电动机I的运转。本实施例的大功率电动机差动保护系统通过在大功率电动机I输出的电动机电流I2中也注入补偿电流I3来减少大功率电动机I输入侧和输出侧的电流差值，从而防止由于采用了无功补偿从而使得大功率电动机I输入侧和输出侧的电流差值太大所导致的差动保护的误动作。虽然以上描述了本发明的具体实施方式
，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种大功率电动机差动保护系统，包括一大功率电动机、一差动保护单兀和一无功补偿单元；其中所述大功率电动机包括用于接收外部电源输入的工作电流的一输入侧和用于输出电动机电流的一输出侧；所述无功补偿单元通过一补偿电流对所述输入侧接收的工作电流进行无功补偿； 其特征在于，所述无功补偿单元也通过所述补偿电流对所述大功率电动机的输出侧的电动机电流进行无功补偿；所述差动保护单元用于检测经无功补偿的所述输入侧的工作电流和经过无功补偿的输出侧的电动机电流的差值是否超过一正常工作阈值，若超过所述正常工作阈值，则所述差动保护单元停止所述大功率电动机的运转。
2.如权利要求1所述的大功率电动机差动保护系统，其特征在于，所述无功补偿单元为一电容器。
3.如权利要求1或2所述的大功率电动机差动保护系统，其特征在于，所述大功率电动机差动保护系统还包括一第一电流互感器、一第二电流互感器和一第三电流互感器，其中所述第一电流互感器将所述外部电源输入的电流转化为所述工作电流，所述第二电流互感器将所述无功补偿单元输出的电流转化为所述补偿电流，所述第三电流互感器将所述大功率电动机的输出侧输出的电流转化为所述电动机电流。
4.一种大功率电动机差动保护的方法，其特征在于，使用如权利要求1-3中任一项所述的大功率电动机差动保护系统，并包括以下步骤: Sltll、所述大功率电动机的输入侧接收外部电源输入的工作电流，所述大功率电动机的输出侧输出电动机电流； Sltl2、所述无功补偿单元将所述补偿电流分别注入至所述工作电流和所述电动机电流中； Slt 、所述差动保护单元 计算注入所述补偿电流后的所述工作电流和所述电动机电流之间的差值； Sltl4、所述差动保护单元检测所述差值是否大于所述正常工作阈值，若大于所述正常工作阈值，则进入步骤Sltl5，否则返回步骤Sltl3 ； Sltl5、所述差动保护单元停止所述大功率电动机的运转。
全文摘要
本发明公开了一种大功率电动机差动保护系统及其差动保护方法，包括一大功率电动机、一差动保护单元和一无功补偿单元；所述大功率电动机包括用于接收外部电源输入的工作电流的输入侧和用于输出电动机电流的输出侧；所述无功补偿单元的补偿电流对所述输入侧接收的工作电流进行无功补偿；同时所述无功补偿单元将所述补偿电流通过第二电流互感器分别注入至所述工作电流和所述电动机电流中；所述差动保护单元用于检测工作电流和电动机电流的差值是否超过一正常工作阈值，若超过所述正常工作阈值，则所述差动保护单元停止所述大功率电动机的运转。本发明防止由于采用了无功补偿使得大功率电动机输入侧和输出侧的电流差值太大所导致的差动保护的误动作。
文档编号H02J3/18GK103208779SQ20121001632
公开日2013年7月17日 申请日期2012年1月17日 优先权日2012年1月17日
发明者蒲红梅, 陈建国 申请人:湖北追日电气股份有限公司