淺談三相交流異步電動機的保護

2013-03-14

摘要：三相交流異步電動機的保護是個復雜的問題。在實際使用中，應按照電動機的容量、型式、控制方式和配電設備等不同來選擇相適應的保護裝置及起動設備。電動機的保護與控制關系。
　　
　　
　　三相交流異步電動機的保護往往與其控制方式有一定關系，即保護中有控制，控制中有保護。如電動機直接起動時，往往產生4-7倍額定電流的起動電流。若由接觸器或斷路器來控制，則電器的觸頭應能承受起動電流的接通和分斷考核，即使是可頻繁操作的接觸器也會引起觸頭磨損加劇，以致?lián)p壞電器；對塑料外殼式斷路器，即使是不頻繁操作，也很難達到要求。因此，使用中往往與起動器串聯(lián)在主回路中一起使用，此時由起動器中的接觸器來承載接通起動電流的考核，而其他電器只承載通常運轉中出現(xiàn)的電動機過載電流分斷的考核，至于保護功能，由配套的保護裝置來完成。
　　此外，對電動機的控制還可以采用無觸點方式，即采用軟起動控制系統(tǒng)。電動機主回路由晶閘管來接通和分斷。有的為了避免在這些元件上的持續(xù)損耗，正常運行中采用真空接觸器承載主回路(并聯(lián)在晶閘管上)負載。這種控制有程控或非程控；近控或遠控；慢速起動或快速起動等多種方式。另外，依賴電子線路，很容易做到如電子式繼電器那樣的各種保護功能。電動機保護裝置
　　電動機的損壞主要是繞組過熱或絕緣性能降低引起的，而繞組的過熱往往是流經繞組的電流過大引起的。對電動機的保護主要有電流、溫度檢測兩大類型。下面結合產品作些介紹。
　　
　　1 電流檢測型保護裝置
　　
　　熱繼電器利用負載電流流過經校準的電阻元件，使雙金屬熱元件加熱后產生彎曲，從而使繼電器的觸點在電動機繞組燒壞以前動作。其動作特性與電動機繞組的允許過載特性接近。熱繼電器雖則動作時間準確性一般，但對電動機可以實現(xiàn)有效的過載保護。隨著結構設計的不斷完善和改進，除有溫度補償外，它還具有斷相保護及負載不平衡保護功能等。例如從ABB公司引進的T系列雙金屬片式熱過載繼電器；從西門子引進的3UA5、3UA6系列雙金屬片式熱過載繼電器；JR20型、JR36型熱過載繼電器，其中Jn36型為二次開發(fā)產品，可取代淘汰產品JRl6型。
　　帶有熱-磁脫扣的電動機保護用斷路器熱式作過載保護用，結構及動作原理同熱繼電器，其雙金屬熱元件彎曲后有的直接頂脫扣裝置，有的使觸點接通，導致斷路器斷開。電磁鐵的整定值較高，僅在短路時動作。其結構簡單、體積小、價格低、動作特性符合現(xiàn)行標準、保護可靠，故日前仍被大量采用。特別是小容量斷路器尤為顯著。例如從ABB公司引進的M611型電動機保護用斷路器，國產DWl5低壓萬能斷路器(200-630A)、S系列塑殼斷路器(100、200、400入)。
　　電子式過電流繼電器通過內部各相電流互感器檢測故障電流信號，經電子電路處理后執(zhí)行相應的動作。電子電路變化靈活，動作功能多樣，能廣泛滿足各種類型的電動機的保護。其特點是：
　?、俣喾N保護功能。主要有三種：過載保護，過載保護十斷相保護，過載保護十斷相保護+反相保護。
　?、趧幼鲿r間可選擇(符合GBl4048．4-93標準)。
　　標準型(10級)：7．2In(In為電動機額定電流)，4-1Os動作，用于標準電動機過載保護，速動型(10A級)：7．2In時，2-1Os動作，用于潛水電動機或壓縮電動機過載保護。慢動型(30級)：7．2In時，9-30s動作，用于如鼓風機電機等起動時間長的電動機過載保護。
　　③電流整定范圍廣。其大小值之比一般可達3-4倍，甚至更大倍數(shù)(熱繼電器為1．56倍)，特別適用于電動機容量經常變動的場合(例如礦井等)。
　　④有故障顯示。由發(fā)光二極管顯示故障類別，便于檢修。
　　固態(tài)繼電器它是一種從完成繼電器功能的簡單電子式裝置發(fā)展到具有各種功能的微處理器裝置。其成本和價格隨功能而異，復雜的繼電器實際上只能用于較大型、較昂貴的電動機或重要場合。它監(jiān)視、測量和保護的主要功能有：起動沖擊電流和時間；熱記憶；大慣性負載的長時間加速；斷相或不平衡相電流；相序；欠電壓或過電壓；過電流(過載)運行；堵轉；失載(機軸斷裂，傳送帶斷開或泵空吸造成工作電流下跌)；電動機繞組溫度和負載的軸承溫度；超速或失速。

　　上述每一種信息均可編程輸入微處理器，主要是加上需要的時限，以確保在電動機起動或運轉過程中產生損壞之前，將電源切斷。還可用發(fā)光二極管或數(shù)字顯示故障類別和原因，也可以對外向計算機輸出數(shù)據(jù)。
　　軟起動器軟起動器的主電路采用晶閘管，控制其分斷或接通的保護裝置一般做成故障檢測模塊，用來完成對電動機起動前后的異常故障檢測，如斷相、過熱、短路、漏電和不平衡負載等故障，并發(fā)出相應的動作指令。其特點是系統(tǒng)結構簡單，采用單片機即可完成，適用于工業(yè)控制。