高压电动机保护配置清单：差动、负序过流与低电压的整定边界

高压电动机保护的配置，取决于三个条件：电机容量、负荷重要性、启动方式。实际项目中遇到过一个 6kV 循环水泵电机，2800kW，图纸上只画了电流速断和过流两段，没有电动机差动保护。运行到第二年，定子绕组相间短路，速断动作切掉了开关，但绕组已经烧穿，返厂修复四个月，整个水系统只能单泵运行。后来复盘，这台电机中性点侧六根引出线都在，加一套差动就能把故障切除时间压到几十毫秒，损失会小得多。

高压电动机保护和线路保护不是一套逻辑。高压电动机是旋转负荷，启动电流是额定的五到七倍，启动过程本身就是一个暂态；运行中又会出现堵转、断相、电压凹陷这类工况，高压电动机保护的难点不在判据本身，而在怎么把正常工况和异常工况分开。这篇按故障类型拆开，给每段保护的整定边界和一份能照着开的配置清单。

一、先定保护对象：七类故障对应哪几段保护

高压电动机保护的配置对象是两类故障：绕组内部的短路，和供电侧引起的异常运行。绕组内部包括相间短路、匝间短路、单相接地；异常运行包括过负荷、断相、堵转、电压过低或失压。两类故障的机理不同，前者要求速动，后者允许带延时，靠反时限和热容量配合。高压电动机保护配置时先按这张表对号，漏项基本都出在负序过流保护和堵转保护这两栏。

表里“差动灵敏度有限”这条要说明。匝间短路初期只涉及几匝，差流很小，三相式电动机差动保护的启动值一般取 0.2～0.5 倍额定电流，这个量级躲不过正常运行时 CT 误差造成的不平衡，所以匝间故障往往要靠零序或者负序过流先反映。现场真正能抓住早期匝间故障的，多数是磁平衡式接法，它的动作门槛可以做到 0.05～0.1 倍额定。

还有一段容易被整定单漏掉：单相接地。6kV 和 10kV 系统多是不接地或经消弧线圈接地，单相接地时故障电流只有几安，零序过流按躲过本段母线的电容电流取，一般 1～2A、延时 0.5～1s。这段在高压电动机保护里多数作用于信号，但要接进 SOE，否则接地发展成相间短路时查不出起因。

二、差动两种接法：三相式与磁平衡式怎么选

电动机差动保护有两种做法，选哪种取决于电机中性点侧引出几根线，不是看容量。三相式差动在机端和中性点各装三只 CT，比较同相电流，要求中性点侧有六个引出端子，二次电缆要从中性点接线盒引回开关柜，一般六芯加一根接地芯，穿管敷设。磁平衡式（也叫自平衡式）只在中性点侧装一只穿心式零序 CT，把三相电缆同时穿过去，利用三相电流矢量和为零的原理取差流，中性点侧只要三根引出线就能装。

三相式的整定，电动机差动保护的启动值取 0.2～0.5 倍额定，主要躲的是电机启动过程中两侧 CT 暂态特性不一致造成的不平衡电流。大容量电机直接启动时，非周期分量衰减慢，两侧 CT 如果一只饱和一只不饱和，差流能到额定电流的几倍，这时候只能靠比率制动压住，制动系数一般取 0.3～0.5。磁平衡式的整定简单一些，门槛直接按躲过正常运行的三相不平衡电流取，工程上 0.05～0.1 倍额定就能稳定运行。这种接法对施工的要求反而更高：三相电缆必须同路径、同孔穿，有一根从旁边绕过去，零序 CT 就永远有差流。

CT 的选择也归在电动机差动保护这一块。保护用 CT 按 5P10 或 5P20 取，一次额定电流按电机额定电流的 1.5 倍左右选，留出启动电流的余量又不至于让正常运行时的二次电流太小。两侧 CT 的变比必须一致，一侧 100/5、一侧 150/5 这种搭配，靠装置里的平衡系数去补，补偿之后的精度会掉，启动时的不平衡电流反而更大。

选型时还有个容易忽略的点，电机是同步还是异步，直接影响装置要不要带励磁相关功能。同步电动机需要失步、失磁这一类判据，异步电机只需要短路、过载、断相这几组。这类场合一般配同步电动机综合保护测控装置，测控和保护做在一套里；如果中性点只出三根线、又要做电动机差动保护，TYM8693A 磁平衡式差动保护装置是更省事的做法。

三、负序过流与堵转：定值卡在不平衡与热容量之间

负序过流保护是高压电动机保护里最容易整错的一段。电机断一相时，负序电流等于正序电流的一半左右，这个量已经远超电机转子表层允许的长期负序能力。中小型电机长期允许负序电流一般按额定电流的 8%～10% 考虑，超过这个值，转子表层发热会快速累积，表现出来的现象是电机温度不高、但转子端环开裂。

负序过流保护的整定口径分两级：定限部分按躲过正常运行时三相电压不平衡引起的负序电流取，一般 0.1～0.15 倍额定、延时 5～10s；反时限部分按 I²t 常数整定，常数取 30～60（二次值口径），按电机厂家给的热容量曲线核对。只配定时限不配反时限，断相运行时间稍长就会烧转子，这一点在风机、水泵这类连续运行的负荷上尤其明显。

堵转保护和负序过流是两回事，别混。堵转的特征是转速接近零、电流维持在启动电流量级不掉下来，判据用“电流大于 2～3 倍额定且持续时间超过整定值”，延时取 1～5s，容量大的电机延时可以放长一点，因为大电机启动本身就要十几秒。更稳妥的做法是配长启动保护：先实测这台电机从合闸到电流回落至额定附近的时间，按实测值的 1.2～1.5 倍整定，启动过程超过这个时间就直接跳闸，把“启动失败”和“运行中堵转”分开处理。长启动保护和堵转保护一起配，启动阶段的异常和运行阶段的异常才不会互相误判。

这里有个现场经常碰到的现象：电机启动时堵转保护报动作，实际上是启动时间偏长，根源可能是母线电压偏低、机械负荷偏重，保护本身没有整错。遇到这种情况先去量启动时的母线电压和启动电流峰值，别急着把堵转保护的延时往上加，加延时只是把问题往后推。

四、低电压保护与自启动：哪些电机必须退出跳闸

低电压保护的作用对象，是“电压消失后不该继续运行”的电机。母线电压跌到额定值的 60%～70% 时，电机转矩按电压平方下降，转差迅速增大、电流上升，如果电压迟迟不恢复，电机就会长时间处于堵转状态发热。这段低电压保护的典型整定是 0.6～0.7 倍额定电压、延时 0.5～1.0s，延时不能太短，要躲过母线上其它大电机启动造成的瞬时凹陷。

哪些电机必须退出低电压跳闸，这是配置时要说清楚的事。消防泵、事故风机、重要的循环水泵、引风机，这些属于保证机组或工艺安全的负荷，母线电压恢复后要求能自启动，不能一低电压就跳。工程上的处理有两种：一是根本不装低电压保护跳闸段，只留告警；二是把低电压保护的延时放到 9s 以上，等母线电压恢复、其它非重要负荷已经被切除之后，再判断是否真的失压。

还有一层容易漏：接触器。低压接触器的释放电压一般是线圈额定电压的 30%～50%，电压跌到这个区间，接触器自己就释放了，电机停了但低电压保护没有动作记录。所以排查“电机自己停了、保护没报”的问题，先看接触器保持回路，再看低电压保护，顺序反了会白查半天。

五、三档配置清单与定值单核对

高压电动机保护的配置清单按容量和重要性分三档，这是我公司做厂用电项目时的常规分法。三档之间的分界不是硬标准，具体以项目技术协议和所在行业的设计规程为准，这里给的是工程上普遍接受的口径。

这套清单落地时，200～2000kW 这一档最容易被简化。有些项目为了省一面柜子，把电动机差动保护省掉，只留速断和过流。速断按 1.8～2.5 倍启动电流整定，对靠近中性点的相间短路灵敏度往往不够，两相短路校验系数低于 2 就是不达标。这一段的责任要提前讲清楚，不然出了事故再补差动，返工量比当初加一套装置大得多。这一档常规配TYM8692 电动机保护测控装置做后备，电动机差动保护单独一套。

定值单核对抓四个位置：一是 CT 变比与极性，电动机差动保护两侧变比必须一致，磁平衡式的穿心方向要和装置说明书一致；二是出口矩阵，跳闸、信号、跳灭磁分别对应哪个继电器，同步电机还要确认跳励磁的顺序；三是软压板，差动、负序过流、低电压保护这三块压板的投退状态要写进定值单，不能只写数值；四是定值区，同一面屏上带几台电机时，定值区切错是最常见的低级错误，核对时逐台切换后回读一遍。

低压和高压的分界也值得说一句。400V 系统上的电机，保护一般做在马达保护器里，功能是全的但精度和整定粒度粗一些；6kV 和 10kV 的电机走独立的电动机保护测控装置，两套东西的定值口径不一样，不能互相套用。低压马达保护器的功能与选型那篇里对 400V 侧的配置讲得比较细，可以对照着看。

常见问题解答

高压电动机保护的配置顺序是：先按故障类型列全保护段，再按中性点引出方式定差动接法，然后按容量和重要性分档选装置，定值单核对时抓住变比、出口矩阵、软压板、定值区四个位置。整定上真正花时间的不在电动机差动保护，而在负序过流保护和堵转保护这两段，它们的边界卡在设备热容量和正常工况的暂态之间，照抄别的项目一定会出问题。