淺談異步電動機的保護裝置

李蓮英

摘 要：介紹了電子式保護器、軟起動器、微機電動機保護裝置等異步電動機保護裝置的功能和新特點。電子式電動機保護器從功能上一般分為斷相保護、綜合保護（多功能保護）、溫度保護和智能保護。它的發展歷程是由晶體管發展到集成電路直到今天已經發展到微處理芯片厚模電路。電子式電動機保護器的軟起動器的主電路采用晶閘管，控制它的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。

關鍵詞：異步電動機 軟起動器 微機

中圖分類號：TM32 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（a）-0043-01

高壓大容量電動機是工礦企業和各發電廠的重要動力設備，由于電動機啟動頻繁、工作條件惡劣以及它本身的質量問題等各種原因，導致故障頻頻發生。而且傳統的甚至目前各用戶采用的保護裝置都有不盡完善之處。下面結合異步電動機保護的相關產品介紹電動機保護裝置具有的功能和新特點。

1 電子式電動機保護器

電子式電動機保護器的發展歷程是由晶體管發展到集成電路至今已發展到微處理芯片厚模電路，電子式電動機保護器從功能上一般分為斷相保護、綜合保護（多功能保護）、溫度保護和智能保護。這類保護器具有節能、精確度高、動作靈敏、耐沖擊振動，保護功能齊全、重復性好、功耗小等特點。

（1）電動機保護器的原則是檢測線電流的變化（包括采取、正序、負序、零序和過流），可檢測斷相或過載信號。除了具有斷相保護功能外，還具有過負荷、堵轉保護功能。

（2）智能保護是集保護、遙測、通訊、遙控于一體的電動機保護裝置，在電動機發生斷相、短路、過載、欠壓、過壓和漏電等故障時實現保護，同時它還能顯示電流電壓、控制時間、軟件自診斷、來電自恢復、故障記憶、自啟動順序、自鎖和遠傳報警、顯示故障時的電流、電壓故障前后用代號閃爍示警、配置RS485通訊接口、實現計算機聯網，還可以監測、監控上百臺電動機工作等功能。

2 軟起動器

軟起動器的主電路采用晶閘管，控制分斷或接通的保護裝置通常做成故障檢測模塊，通過它來完成對電動機起動前后的異常故障檢測。

（1）軟起動器有電壓斜坡起動、電流限幅起動、斜坡限流起動等多種啟動方式。并且可以在每種方式啟動方式下加可編程突跳起步轉矩。這種獨特的基礎算法使得電機啟動、停止更加準確、平滑。

（2）軟起動器還具有先進的通訊功能：配有通訊接口，方便用戶網絡連接控制，提高系統的可靠性及自動化水平。

（3）可通過輸入模擬信號實現軟起動器的控制功能，并可直接在面板上進行模擬量的上、下限設定，從而完成對電機的起、停控制及報警。還可通過軟起動器進行數據（壓力、溫度、流量等）傳輸。

（4）多種停車方式：可編程軟停車、自由停車、制動等。

軟起動的多能停車方式能實現無階躍地平穩起動/停止電機，避免因采用直接起動、自耦減壓起動、星/三角起動等傳統的起動方式起動電機而引起的機械與電氣沖擊等問題，并能有效地降低起動電流及配電容量，避免增容投資。使用軟起動器能有效減少設備的維修量，提高經濟效益，延長機械設備的使用壽命。

3 微機電動機保護裝置

隨著微機在繼電保護的應用，其快速的計算性能、良好的存儲及強大的網絡功能，為電動機的綜合保護提供許多常規繼電保護無法完成的技術和功能。

（1）電動機過熱和堵轉保護。

可提供堵轉轉子、運轉過載及負序電流不平衡保護等功能。當電動機運行或者加速時，可精確地跟蹤不平衡電流及負荷電流所引起的熱效應。對于簡單有效的保護，可以通過輸入電動機銘牌上額定值來獲得堵轉轉子電流，滿載電流，熱失速極限時間和電動機工作系數。可以從多種標準曲線中選擇合適的耐熱極限曲線讓繼電器模仿現有的電動機保護，如果電動機要求更為復雜的保護功能，還可以輸入測試點確定曲線從而得到自己所要的耐熱極限曲線。

（2）負載丟失、負載擠塞及頻繁啟動的保護。

在負載擠塞、負載丟失情況下提供跳閘保護功能。當繼電器檢測到電動機與驅動設備突然丟失負荷及傳動帶或軸斷裂時，會發出警告并跳閘。只有當電動機有功功率>5%IN且斷路器接通時保護裝置才投入。在啟動過程中及空載情況下，有時功率也達不到保護整定值，這時有必要在一定時間內閉鎖該保護。而在負載擠塞時保護功能可使電動機立即跳閘以防由停轉情況引起的過熱。此繼電器還可以使用可設置的每小時啟動次數和啟動最小間隔時間等保護功能，對電動機頻繁的啟動提供保護。此繼電器可將電動機啟動和熱數據存儲在其非易失性存儲器中以防止由頻繁啟動導致過熱而產生的電動機故障，甚至繼電器斷電時這些數據也不會丟失。

（3）低/過電壓保護新功能。

保護裝置的低電壓和過電壓保護均可具有兩段，通常I段具有反時限或定時限跳閘特性，Ⅱ段具有定時限跳閘特性，根據電壓變化的嚴重程度動作時間亦不同。

（4）不平衡保護。

保護裝置具有不平衡保護，其監測不平衡電流的方法分為負序分量法與差流法。保護裝置提供一個不平衡電流元件，當電動機出現缺相或嚴重的電流不平衡情況時，此元件會提供跳閘。同時，繼電器還可檢測電動機的相序，當相序不正確時會在一定的延時后跳閘。

（5）內置和外置RTD模塊。

當繼電器接有RTD輸入時，內部電阻測溫裝置（RTD）模塊，可提供過熱跳閘和報警、RTD開路或短路警告、熱模型偏置以及溫度測量。每個輸入可通過設置來選用多種類型的傳感器中的任意一種。同時，設置還可定義傳感器的位置：電動機繞組、電動機或負荷軸承、周圍空氣中及其它未列出的應用中。

（6）電動機過熱禁止再啟動保護。

在電動機因為過熱保護切除后，保護裝置就會檢查電動機的過熱比是否降低到整定的過熱閉鎖值以下，否則保護出口繼電器將不返回，禁止電動機再次啟動，這樣可以有效避免由于啟動電流引起過高溫升損壞電動機。在過熱比較高，需啟動電動機的緊急情況下，可以按裝置面板上的“復歸”鍵，把裝置記憶的過熱比值人為清除為零。

（7）磁平衡差動保護。

磁平衡差動保護是在電動機出線盒內配有專用磁平衡互感器，無論電動機容量如何，互感器的變比一直是50/5A，同相線圈的始端和末端同時穿過互感器，主要用于相間短路或匝間短路的主保護。

（8）同步電動機保護。

同步電動機除了一些常規的保護功能外還需要一些特殊的保護功能。如失步保護、失磁保護、逆功率保護、低頻率保護、轉子一點接地保護。

（9）可編程方案邏輯。

保護裝置可以實現豐富的可編程方案邏輯功能，用戶可以根據需要自己編程電動機起動次數限制、工藝聯鎖控制、緊急起動、跳閘輸出接點自保持、接點輸入、輸出參數、LED指示燈等定義保護和控制的邏輯功能，滿足獨特需要的特殊功能的保護。

（10）負荷終端保護。

將電動機、變壓器及線路等的各種保護綜合為統一的負荷終端保護是保護裝置方向的發展。利用模塊化技術，負荷終端保護裝置不但可完成上述各種電動機保護，而且可作為各種變壓器、線路及其他電器設備的保護。

參考文獻

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