1北京四方继保自动化股份有限公司；2 金华市电力局调度所摘要：介绍了电动机过热保护的运行时间和电流关系动作特性及热保护中发热时间常数的估算方法。该整定方法已应用于电厂电动机保护中，实际应用中可灵活运用各估算方法以获得最佳整定值，具有较高的推广应用价值。CSL216M是四方公司研制生产的数字式电动机保护，主要用于2000KW以下不设纵差保护的高压异步电动机，亦可作2000kW以上的异步机或同步机的后备保护。CSL216M数字式电动机保护中的过热保护主要防止由过负荷、定子绕组断线等引起的电动机过热，也作为电动机短路、起动时间过长、堵转等其它故障的后备保护。当过负荷累加量大于75%时过热保护发告警信号；如投入过负荷跳闸压板，当过负荷累加量大于100%时，则发出口跳闸命令；跳闸成功后清除热积累值。过热保护采用反时限特性，它是动作时限与被保护对象中电流大小自然配合的保护元件。由于CSL216M的反时限过负荷保护功能与传统保护有差异，定值整定较复杂，所需参数较多，同时国内电机生产厂家又很难提供保护整定计算所需的必要参数，造成用户对CSL216M反时限过负荷保护定值整定及维护均有困难。长期以来，如何整定过热保护中发热时间常数!一直是继保整定人员的难题，现场应用中也在不断地积累运行经验。在各种运行工况建立电动机的热模型，对电动机提供准确的过热保护。考虑到正、负序电流的热效应不同，在发热模型中采用热等效电流Ieq，其表达式为：起动过程中K1等于0.5，是为了躲过起动电流以防止保护误动，电机运行过程中K1自动调整为1。 K2用于改变负序电流在发热模型中的热效应，由于负序电流在转子中的热效应比正序电流高很多，在比例上等于在两倍系统频率下转子交流阻抗对直流阻抗之比。K2可整定，一般取为 6。 
式中：θ为电动机热积累值，当发热使温度达到发信水平θalarm时，过热保护发信号；当达到跳闸水平θtrip时，保护作用于跳闸。电动机的运行时间/电流大小动作特性可用下式表示： 
式（3）中，等效电流以电动机整定电流Iset（额定电流I1n除以互感器变比na）为基值，当Ieq*≤1.05 时，t=∝，即保护不动作。τ为发热时间常数，一般应由制造厂提供，τ=150~2250s，级差150s。实际上，用户在整定定值时，最难确定的就是发热时间系数τ，因为国内的电机生产厂家很难提供这个参数。为此，本文整理了几种计算方法以供参考。（1）由制造厂提供的一组过负荷能力数据进行估算。如在A倍过负荷时允许运行t秒，则按下式估算： 
（2）由允许堵转时间t估算。如堵转电流倍数ILR*，允许堵转时间t，则按下式估算： 
（3）由起动电流下的定子温升进行估算。其估算公式如下： 
（4）根据电动机运行规定估算。如电动机规定从冷态起动到额定转速的连续起动次数不超过2次，则 
某电厂电动机额定输出功率为1800kw，效率η=0.8，，电压为6.3kV，功率因数为0.86，TA 变比为300A/5A。则一次电流为： 
（1）按照这台电动机的运行要求，当负荷电流达到17A时允许运行12s，故按照方法（1）可得： 
（2）根据用户提供的参数，电动机堵转电流达到19A时允许运行6.5s后跳闸，按照方法（2），则： 
（3）根据用户提供的参数，电动机额定连续运行时的稳定温升TN=50℃，电动机起动电流倍数Ist*=6，电动机起动时间tst=7s，电动机起动时的定子绕组温升Tst=55℃。按照方法（4），则： 
（4）电机规定从冷态启动到满转速的连续启动次数不超过两次，启动电流为10A，启动时间tst=12s。按照方法（4）计算τ，则： 
一般认为，发热时间常数τ不宜整定过大，否则电动机在负荷电流较大时长时间运行，对电动机易造成损害。τ也不宜整定过小，否则电动机在起动期间极易跳闸，使电动机无法正常投入运行。以上估算方法得到的4个数值中，方法（2）与方法（4） ,得到的数值较小，低于发热时间系数τ的最低限值150，故可不考虑。这样，只有方法（1）和方法（3）得到的数值较符合要求。为可靠起见，选取方法（1）所计算的数值，此数值再乘以95%，即193.34s作为整定值。由于没有过热保护的负荷特性曲线，只能通过实验来验证装置是否正确动作。外加IA=2A，延时20~30s后（确保电机在运行状态）突加12A，计算延时t=9.72s动作，实际延时9.695s动作；外加IA=2A，延时20~30s后突加15A，计算延时t=6.10s动作，实际延时6.152s动作；外加IA=2A，延时20~30s后（确保电机在运行状态）突增至18A，计算延时t=4.19S动作，实际延时4.268s动作。经验证以上试验结果与现场传统反时限器负荷保护定值基本相符，说明按照本文的电动机过热保护整定方法是可靠的。
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