淺論異步電動(dòng)機(jī)的各種保護(hù)

1、淺論異步電動(dòng)機(jī)的各種保護(hù)摘要：本文闡述了異步電動(dòng)機(jī)在發(fā)生過載、短路、斷相、欠電壓等故障時(shí)產(chǎn)生的后果以及它們的有效保護(hù)方法。關(guān)鍵詞：異步電動(dòng)機(jī)故障保護(hù)三、關(guān)于鼠籠型電動(dòng)機(jī)的斷相保護(hù)電動(dòng)機(jī)的斷相分為兩類，一是電動(dòng)機(jī)外部的電源線斷線；二是電動(dòng)機(jī)內(nèi)部定子繞組的斷線，而電動(dòng)機(jī)內(nèi)部接線又分為星形聯(lián)結(jié)和三角形連接兩種。因此提到斷相必須分清是那一種性質(zhì)，另外，所謂斷相保護(hù)，是指正在運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)。1.被保護(hù)的電動(dòng)機(jī)的定子繞組是星形聯(lián)結(jié)，斷相運(yùn)行時(shí)，一般說未斷的兩相電流會(huì)增大。由于電壓的不平衡，至少有一相電流增大。因是星形聯(lián)結(jié)，線電流等于相電流，所以對(duì)于星形聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)，選用一般的三極熱繼電器或三極保護(hù)電動(dòng)機(jī)型

2、的斷路器，是可以起到有效保護(hù)的。2.被保護(hù)的電動(dòng)機(jī)的定子繞組是三角形聯(lián)結(jié)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生斷相時(shí)會(huì)有兩種情況產(chǎn)生：a.電動(dòng)機(jī)外部的電源線斷線(如熔斷器相熔斷)，I2ph=2Iph，I2=I3=I1phI2ph=1.5I2ph此時(shí)線電流與相電流之間已不是的關(guān)系，線電流已經(jīng)不能正確反映相電流的大小，即不能有效地反映電動(dòng)機(jī)繞組是否已處于過載狀態(tài)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下斷相運(yùn)行時(shí)，I1ph=I3ph=0.58In(In為電動(dòng)機(jī)的額定電流)，I2ph=2Iph=1.16In，I2=I3=1.5I2ph=1.51.6In=1.73In。此時(shí)假設(shè)選用一般的三極熱繼電器(或斷路器)，勉強(qiáng)可以起保護(hù)作用但是當(dāng)負(fù)載在額

3、定負(fù)載的65下斷線運(yùn)行時(shí)會(huì)動(dòng)作，時(shí)間長了可能燒毀電動(dòng)機(jī)。為解決保護(hù)問題，應(yīng)采用帶斷相保護(hù)的熱繼電器，如JR20、T系列、3UA系列等。b.電動(dòng)機(jī)的定子繞組為三角形聯(lián)結(jié)，繞組斷了一相，此時(shí)就出現(xiàn)：I2=I3=IphI1=Iph可以看到，有一相線電流與未斷線前是一樣的，因此，可以選用一般的三極熱繼電器來保護(hù)。四、關(guān)于電動(dòng)機(jī)的欠電壓保當(dāng)?shù)蛪号潆姾陀秒婋娐芬虬l(fā)生故障而使網(wǎng)絡(luò)電壓大幅度降低時(shí)，就會(huì)使正常運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)疲倒、堵轉(zhuǎn)、使大批電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生幾倍的過電流甚至短路。此時(shí)必須使用保護(hù)電器將故障電壓切斷，以便保護(hù)電動(dòng)機(jī)(特別是功率為30kV及以上的電動(dòng)機(jī))及其線路。電壓降低到足以使電動(dòng)機(jī)疲倒、堵轉(zhuǎn)的電壓，

4、稱為臨界電壓。在臨界電壓出現(xiàn)時(shí)，低壓保護(hù)電器恰好會(huì)動(dòng)作就稱為欠電壓保護(hù)。當(dāng)電網(wǎng)電壓低于電動(dòng)機(jī)的臨界電壓，保護(hù)裝置方始動(dòng)作，稱為失壓保護(hù)，失壓保護(hù)是欠電壓保護(hù)的一種。根據(jù)理論計(jì)算，在額定負(fù)載(滿負(fù)荷)時(shí)，鼠籠型電動(dòng)機(jī)的臨界電壓Uk=0.67Ue；(Ue為電動(dòng)機(jī)的額定電壓)；繞線型電動(dòng)機(jī)的臨界電壓Uk=0.71Ue。假設(shè)負(fù)載率是50，那么鼠籠型電動(dòng)機(jī)的臨界電壓Uk=0.5Ue；繞線型電動(dòng)機(jī)的臨界電壓Uk=0.525Ue。因此從理論值上看(理想的情況)，無論是鼠籠型或繞線型電動(dòng)機(jī)的欠電壓保護(hù)值，其上限為0.70Ue，下限值為0.5Ue，而考慮各種誤差因素，GB14048.2?低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備低

5、壓斷路器?標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，欠電壓動(dòng)作電壓值為(7035)Ue。我們知道，在電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)瞬間(或在全電壓下電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí))其電流變得很大，此時(shí)的電動(dòng)機(jī)電流I2(折合到定子的轉(zhuǎn)子電流)，由于剛起動(dòng)或堵轉(zhuǎn)，n0，S1，I12很大，一般可達(dá)57倍的In。假設(shè)電路的電壓下降到臨界電壓的上限值造成堵轉(zhuǎn)時(shí),電動(dòng)機(jī)的電流最大可達(dá)5In，時(shí)間略長就要燒毀電動(dòng)機(jī)。前者有剩余電壓，故有剩余電磁轉(zhuǎn)矩的作用，這就是電動(dòng)機(jī)到達(dá)停機(jī)的惰行時(shí)間較長。還可能帶來本身的短路，且此時(shí)假設(shè)電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常，再起動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊電流，擴(kuò)大故障范圍；而在電壓完全消失時(shí)，或者僅有2030額定電壓下，到達(dá)停機(jī)的時(shí)間僅為純機(jī)

6、械的較短惰行時(shí)間而已，此時(shí)(電動(dòng)機(jī)尚未全停下)即使電壓恢復(fù)正常，所造成的沖擊電流也不大。失壓保護(hù)的意義在于防止自起動(dòng)。瞬時(shí)動(dòng)作對(duì)于不重要的，不影響消費(fèi)工藝流程的電動(dòng)機(jī)，一旦有低于臨界電壓者立即動(dòng)作；一般短延時(shí)0.5s左右，短延時(shí)動(dòng)作主要針對(duì)欠電壓對(duì)象，用瞬時(shí)動(dòng)作甩掉一批次要的電動(dòng)機(jī)，而用短延時(shí)動(dòng)作來保住一些主要的電動(dòng)機(jī)。長延時(shí)動(dòng)作適用于重要的，起動(dòng)條件不困難的繞線型電動(dòng)機(jī)；可以自起動(dòng)但技術(shù)保安條例不允許自起動(dòng)的鼠籠型電動(dòng)機(jī)，延時(shí)大約510s，通常它的整定時(shí)間大于5s而小于電動(dòng)機(jī)的全部惰行時(shí)間。長延時(shí)動(dòng)作主要針對(duì)失壓保護(hù)，其目的是爭取一部分比較重要，而其起動(dòng)條件又不困難的電動(dòng)機(jī)盡可能不退出運(yùn)轉(zhuǎn)。

7、五、電動(dòng)機(jī)保護(hù)線路及其保護(hù)電器的選擇電動(dòng)機(jī)保護(hù)的線路大致有以下四種1.由熱繼電器FR，接觸器k和僅有瞬動(dòng)保護(hù)的斷路器QF組成，如圖4所示。接觸器用來起動(dòng)、停頓電動(dòng)機(jī)，熱繼電器用來保護(hù)電動(dòng)機(jī)的過載，而僅有瞬動(dòng)保護(hù)的斷路器是保護(hù)電動(dòng)機(jī)的短路。2.由熱繼電器FR，接觸器k和熔斷器FS組成，如圖5所示。熱繼電器保護(hù)電動(dòng)機(jī)的過載，接觸器起動(dòng)和停頓電動(dòng)機(jī)，熔斷器作電動(dòng)機(jī)的短路故障保護(hù)。3.由一臺(tái)接觸器k和一臺(tái)電動(dòng)機(jī)保護(hù)型的斷路器QF組成，如圖6所示。接觸器作為電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和停頓之用，電動(dòng)機(jī)保護(hù)型斷路器作電動(dòng)機(jī)的過載和短路故障的保護(hù)。4.由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)保護(hù)型斷路器組成，電動(dòng)機(jī)保護(hù)型斷路器，既做電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和停

8、頓，又作電動(dòng)機(jī)的過載和短路故障的保護(hù)。以上四種中，1、2兩種適宜于比較頻繁的起動(dòng)停頓電動(dòng)機(jī)，第3種適宜一般頻繁起動(dòng)，而第4種只能適用于不頻繁起動(dòng)和停頓。從投資來看，1、2種最不經(jīng)濟(jì)，第4種最經(jīng)濟(jì)，因?yàn)樗缮儆靡慌_(tái)起動(dòng)、停頓用的接觸器(和熱繼電器)。但是采用電動(dòng)機(jī)保護(hù)型的斷路器作電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)和短路保護(hù)(如圖7所示)，也存在一個(gè)很難抑制的困難。這就是額定電流的匹配問題，例如Y型電動(dòng)機(jī)同是15k功率，因?yàn)闃O數(shù)等原因，額定電流就有29、30、31、34安培等規(guī)格。而斷路器的額定電流是嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)，以優(yōu)選系數(shù)=1.25的增減來選擇的，如10、13、16、20、25、32、40、50、63、80、100A這樣，15k電動(dòng)機(jī)選用的斷路器額定電流只能往上靠32A，它大于29A、30A、31A、規(guī)格而小于34A規(guī)格的電動(dòng)機(jī)。對(duì)于如今大量應(yīng)市的塑殼式斷路器，盡管有電動(dòng)機(jī)保護(hù)型，但是它的整定電流