摘 要：叙述了GE469电机保护电流计算原理、比率差动保护特性及曲线，并对469保护中的差动保护试验方法进行探讨。
关键词：主机 差动保护 计算 试验
1差动保护原理
差动保护是自动计算电机定子绕组首尾电流幅值和相位一种保护。根据基尔霍夫定理，当电机在正常运行或外部故障时，流过差动回路的电流在理想情况下应为零，跳闸出口不动作；而在电机设备本身发生内部短路时，输入电流与输出电流之和将存在差流，差动保护将灵敏动作，保护跳闸出口动作，跳开电机电源侧的断路器。
为实现差动保护，就必须在主机电子绕组首尾装设电流互感器，如图一所示。为便于阐述说明原理和特性 ，定义电机A相绕组首端电流为iA、A相绕组尾端电流为ia ，(B相、C相与A相相同）如图2所示。
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图一 电机差动保护电流互感器首尾端一次接线图
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图二 电机差动保护电流互感器首尾端二次接线图
2校验差动保护试验注意事项
2.1 差动保护回路电流的相位问题
如果两侧电流存在相位差，这样即使电流互感器采集到的电流大小相等，差动回路中也会产生很大的不平衡电流造成高压电机的断路器误动作，如变压器的差动保护就需要对高低压侧两侧电流进行相位补偿。高压电机定子绕组首尾端电流相位相同，故不再考虑。
2.2 差动保护的首尾两侧电流互感器极性问题
通过在GE469微机保护首尾采集电流回路中施加相位相反、大小相等的试验电流IA 、Ia两组电流，观测469保护采集的首尾两端差动电流是否为零，从而判断高压电机定子绕组首尾差动电流互感器的二次绕组接线极性接法。具体接线方式参考电流互感器+极性、－极性判断方法，这里就不再赘述。
3差动量计算公式
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（1）
Idc=|IC+Ic|
式中Ida、Idb、Idc分别为电机A、B、C相定子绕组首尾端二次差动电流，IA、IB、IC为定子绕组首端二次电流（矢量），Ia、Ib、Ic为定子绕组尾端二次电流（矢量），以469保护要求首尾端采集电流相位相反为例。
4制动量计算公式
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式中Ira、Irb、Irc分别为电机A、B、C相定子绕组首尾端二次制动电流，IA、IB、IC为定子绕组首端二次电流（矢量），Ia、Ib、Ic为定子绕组尾端二次电流（矢量），同上以首尾端采集电流相位相反为例。
5 GE469差动电流动作曲线校验方法
以某大型泵站的主机组差动保护为例，差动动作曲线如图三所示。电机主要系统参数有：
电动机额定电压6000V、额定电流275A、功率因数0.8、首端电流互感器变比为300/5、尾端电流互感器变比为300/5。
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图三 比率制动差动保护动作曲线
以高低压侧输入A相电流为例：
高压侧差动启动门槛值Ida=0.5A
低压侧差动启动门槛值Ida=0.5A
在图五中曲线上取一点Ir=1，则
Ida=0.5A
由公式（1）（2）矢量转化成标量得：
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（4）
联立方程（3）、（4）得：IA=1.25A,Ia=0.75A
在图五中再取一点Ir=2，则
Ida=0.65A，同上得出标量方程组：
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（6）
联立方程（5）、（6）得：IA=2.325A,Ia=1.675A
其他取点及B、C相计算与之类似就不再赘述，在试验验证曲线理论值与实际值重合度时，需先计算出理论值，然后将首端电流与尾端电流相位设置成反相，即180°。将一侧计算值设置成常量，另一侧设置成变量，选择好适当得步长和步进时间即可做出 GE469微机保护得实际动作值，然后再与计算理论值做比较，检查其精度是否符合规程不大于5%的要求。
6结语
GE469电机保护管理继电器是美国GE公司UR系列保护装置，该保护装置具有通用的用户界面，强大的开关量输入输出模块，通过RJ45网口通讯为现代工业体系提供强大的网络和自动化支持，满足高压电机实际运行中的速断、过负荷、差动等各种故障的要求。在进行差动保护试验时，必须熟悉其差动电流和制动电流的计算方法和相位及互感器极性关系才能达到试验目的。