某工业园区内一家加工厂,采用一台S9 500/10型配电变压器供电。该配电变压器设置有电流速断保护和过电流保护,过电流保护主要用来对配电变压器外部供用电系统发生短路事故引起的过电流进行保护,也兼作电流速断保护的后备保护。
该加工厂因生产所需,要增加1台由45 kW异步电动机(Y225M-4型)拖动的加工设备。在试车时,将新增异步电动机一投人立即(时隔不到1s)引起配电变压器主控断路器自动跳闸,造成全厂停电的故障发生。对此,厂电工对全厂整个用电系统进行了认真细致地检查,未发现任何异常情况,只是配电变压器的过电流保护装置动作使配电变压器主控断路器自动跳闸。于是厂电工将配电变压器主控断路器重新合上,并将厂内原有生产设备逐一投人运行,待其正常运行数分钟,再次启动这台新增加的异步电动机,仍然是配电变压器的过电流保护装置动作,配电变压器主控断路器自动跳闸,全厂停电。
根据断路器两次跳闸情况可知,配电变压器外部的供、用电系统在新增加的45 kW异步电动机未投人,只承载厂内原有的生产设备负荷时能正常运行,这说明配电变压器外部的供、用电系统并未发生任何故障。难道是新增加的这台45 kW异步电动机或其供电回路中的某处发生了故障?于是对该电动机及其供电回路进行全面检测,未发现异常情况,各部分绝缘状况良好,均能满足有关规程的要求。为了进一步验证该新增异步电动机及其供电回路的完好状况,又一次将配电变压器的主控断路器合上,接着启动这台新增的45 kW异步电动机,电动机能正常启动。待电动机正常运行数分钟后,陆续将厂内其他生产设备一一投人运行,均能正常运行。如此,说明配电变压器在承载厂内原有生产设备负荷电流(约为350 A)和新增加的45kW异步电动机启动电流时,才会引起配电变压器的过电流保护装置动作,主控断路器自动跳闸。此时该配电变压器负荷电流IT值为:厂内原有生产设备负荷电流I1值为350 A;新增的45 kW异步电动机额定电流IN为84.2 A,启动电流与额定电流之比K值为7.0,该新增异步电动机在此采用直接(全压)启动方式启动。则该配电变压器负荷电流人值为
IT=IN+IN×K=350+84.2×7.0=939.4(A)
将配电变压器低压侧负荷电流IT值换算为高压侧负荷电流IT',则
式中K'----配电变压器的变压比。
查看配电变压器的继电保护资料得知,其过电流保护的整定电流IA值为2A,电流互感器的变流比凡为75/5。配电变压器过电流保护装置整定(动作)电流IA值,反映到配电变压器高压侧其值ID为
当新增的45 kW异步电动机在厂内所有生产设备已投运之后再启动,配电变压器此刻高压侧的负荷电流值高达37.6 A,远大于过电流保护装置整定(动作)电流ID(30 A)值,因而引起配电变压器过电流保护装置动作,促使主控断路器自动跳闸。
可见,配电变压器主控断路器在新增的45 kW异步电动机启动时自动跳闸,是因为配电变压器的过电流保护的整定电流IA值过低所造成的。因此,需对配电变压器的过电流保护重新进行整定,提高定值。通常配电变压器过电流保护的整定电流入值可按如下公式确定
式中IM----配电变压器高压侧额定电流,A;
K1----过电流保护的可靠系数,本例取1.2;
K2----保护装置的接线系数,本例取1;
K3----电动机的自启动系数,本例取3;
K4----过流继电器的返回系数,本例取0.85;
K5----电流互感器的变流比,本例K5=75/5=15.
即该配电变压器的过电流保护装置的整定电流IA值确定为8A较为合适,其反映到配电变压器高压侧的整定电流ID值为
ID=IA×K5=8×15=120(A)
经过将电流保护装置的整定电流IA值调整为8A后,在厂内原有生产设备全部投运后,这台新增加的45 kW异步电动机也能顺利启动投人正常运行,厂内生产一切正常。