【正文】 機。近年來，出現(xiàn)了以電流幅值、零序電流和負序電流等做為判據(jù)的保護方式。在新形勢下，對電動機的保護裝置提出了具有測試、自控、故障診斷、受控、智能化自處理和聯(lián)網(wǎng)等的要求。 電動機保護的發(fā)展狀況 電動機故障診斷和保護技術(shù)的發(fā)展可劃分為保護理論的發(fā)展和保護器的發(fā)展。 從時間上劃分，電動機保護器的發(fā) 展大致可劃分為三代： 第一代是以傳統(tǒng)的機電式繼電器為主，包括：熔斷器、熱繼電器、電動機保護用自動開關(guān)及雙金屬片式溫度繼電器等。 熔斷器是最古老、最簡單、最廉價的保護電器。它的主要缺點在于只適用于電動機的短路保護，而不能用于電動機的過載保護。 電動機繼電保護若干問題研究 2 熱繼電器是利用電流流過熱元件時的熱效應(yīng)引起雙金屬片彎曲使機構(gòu)動作的。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、使用方便、有較好的反時限特性。 電動機保護用自動開關(guān)是一種具有過載和短路保護等保護功能的電動機保護裝置，一定程度上可取代熔斷器和熱繼電器的組合。它最突出的特點 是在進行短路保護時不會造成異步電動機的斷相運行，并且分斷后的停機時間短。 雙金屬片式溫度繼電器是一種埋置在電動機繞組中，直接反映電動機溫度的保護裝置。從理論上講，溫度保護是提高電動機可靠性最直接、最有效的方法，對任何原因造成的繞組溫度過高均能實現(xiàn)有效的保護。因此，特別適用于由于通風(fēng)不良、環(huán)境溫度過高、起動次數(shù)過于頻繁、變動或沖擊性負載等原因引起的電動機過熱保護。但是，由于其體積較大，安裝工藝比較復(fù)雜，動作緩慢、返回時間長，不適合在小型電動機中使用。 第二代是采用電子元件和中小規(guī)模集成電路的電子式電動機保護器 。它包括電子式電動機綜合保護器及電子式溫度繼電器等等。電子式電動機保護裝置是隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展應(yīng)運而生。 電子式電動機綜合保護裝置是由電子元器件組成，基本上無可動部件（故稱靜止型），不存在機械誤差和磨損。因此，動作速度快、精度和靈敏度高，壽命較長，耐沖擊和振動，整定簡便。但仍存在著擴展功能不夠靈活，保護特性不易改變，靈敏度及電流的整定范圍受到硬件的限制和電動機運行狀態(tài)的監(jiān)控不夠完善等一些缺陷。 電子式溫度繼電器是一種將溫度傳感器埋置于電機繞組內(nèi)，借助于電子裝置對電機繞組溫度進行保護的一種電動機保護電器。 溫度傳感器多采用溫度系數(shù)大、靈敏度高、體積小和具有明顯的開關(guān)特性正溫度系數(shù)（ PTC）熱敏電阻。由于傳感器安置在電動機內(nèi)部溫升較高的部位，直接反映電動機內(nèi)部的溫度。因此，從理論上講，電子式溫度繼電器可以保護由各種原因引起的繞組溫度過高的電機。另外，安裝位置的復(fù)雜性（至今未見有繞組溫度最高點的確切描述）、保護溫度選擇的不確定性和傳感器維護的困難，使得其應(yīng)用受到一定的限制 [1]。 第三代是采用微處理器的智能型電動機保護器 [2]。進入 80 年代以來，微電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用對電動機保護在原理上的概念更新、裝置上的結(jié)構(gòu)變 革、性能上的完善、功能上的擴展等方面起著強大的推動作用。微處理器技術(shù)進入電動機保護領(lǐng)域后，使基于微處理器的電動機保護裝置具有了優(yōu)異的保護特性、完善的功能擴展和智能化的監(jiān)視與控制。進入 20 世紀 90 年代以來，由于微機通訊技術(shù)電動機繼電保護若干問題研究 3 和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，國外一些公司又提出了兼有監(jiān)控、保護功能的智能化保護器。它能與中央控制系統(tǒng)進行雙向通訊，形成監(jiān)控、保護與信息網(wǎng)絡(luò)；也能監(jiān)視電動機各種運行參數(shù)，不但能測量當(dāng)前數(shù)據(jù)，并能對過去的運行參數(shù)及故障情況做出統(tǒng)計，幫助操作人員做出決策定以減少線路和設(shè)備的停機和維修時間。大大提高了整個系統(tǒng) 的可靠性。 電動機繼電保護裝置的構(gòu)成 任何一套保護都是由三部分組成： (1)測量部分：對輸入量與整定值進行比較 ,根據(jù)比較結(jié)果，給出“是”、“非”性質(zhì)的邏輯信號，判斷保護是否應(yīng)該起動。 (2)邏輯部分：根據(jù)測量部分邏輯狀態(tài)，使保護按一定邏輯關(guān)系工作。 (3)執(zhí)行部分：根據(jù)邏輯部分傳送的信號，最后完成保護裝置承擔(dān)的任務(wù)。 對繼電保護的基本要求 選擇性 僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，保證停電范圍最小。 在下圖示網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)線路Ｌ 1 上Ｋ 1 點故障，保護 2 動 作跳開斷路器 QFQF2，動作有選擇性；當(dāng)線路Ｌ 4 上Ｋ 2 點發(fā)生短路時，保護 6 動作跳開斷路器 QF6，將Ｌ 4 切除，繼電保護的這種動作是有選擇性的，若保護 5 動作于將 QF5 斷開，這種動作是無選擇性的。 測量 部分 邏輯 部分 執(zhí)行 部分 輸入信號 整定值 輸出信號 電動機繼電保護若干問題研究 4 如果Ｋ 2 點故障，而保護６或斷路器 QF6 拒動，保護５動將斷路器 QF5 斷開，故障切除，這種情況雖然是越級跳閘，但卻是盡量縮小了停電范圍，限制了故障的發(fā)展，因而也認為是有選擇性動作。 可靠性 保護裝置在規(guī)定的保護區(qū)內(nèi)發(fā)生故障不拒動，區(qū)外故障不誤動。（該動作時不拒動、不該動作時不誤動） 靈敏性 保護裝置對其保護區(qū)內(nèi)發(fā)生故障或異常運行狀態(tài)的反應(yīng)能力。一般用靈敏系數(shù)來表示。 過量保護： Ksen=欠量保護： Ksen=保護的靈敏系數(shù)應(yīng)符合規(guī)程要求才能使用。 快速性 快速地切除故障。 電動機繼電保護若干問題研究 5 2 電動機繼電保護及其配置整定 電動機的故障及保護配置要求 電動機的故障及不正常工作狀態(tài)的類型： 電動機內(nèi)部常見的故障是： （ 1） 定子繞組相間短路。 （ 2） 定子繞組單相接地。 （ 3） 定子繞組匝間短路。 電動機常見的不正常工作狀態(tài)是： （ 1） 過負荷。 （ 2） 電壓消失或降低。 （ 3） 同步電動機的 異步狀態(tài)。 電動機的保護配置及其要求 （ 1） 相間短路裝設(shè)過電流保護和縱差保護。對 1000V 電壓以下的電動機，容量大的使用自動空氣開關(guān)，設(shè)專用保護或利用其脫扣器保護；容量小的用熔斷器保護。 （ 2） 為防止過負荷，裝設(shè)過電流保護和熱力保護。 （ 3） 為防止單相接地裝設(shè)零序電流保護。 （ 4） 欠電壓保護。 （ 5） 同步電動機的失步保護。 相間短路會引起電動機的嚴重損壞，并造成供電網(wǎng)絡(luò)電壓的嚴重降低和破壞其他用電設(shè)備的正常工作。因此，電動機應(yīng)配置相間短路的保護裝置，以便盡快地斷開故障電動機。 單相接地時對電動機的危害性取決于供電網(wǎng)絡(luò)中性點接地方式。在 380/220V三相四線制電網(wǎng)中，電源變壓器中性點通常是接地的，這時單相接地故障可由保護相間故障的三相式保護裝置來切除。對 3－ 10KV 供電網(wǎng)絡(luò)，一般均為不接地系統(tǒng)，因此單相接地時，只有全網(wǎng)絡(luò)的電容電流流過故障點。當(dāng)接地電容電流大于5A 時，在 20xxKW 及以上的電動機上應(yīng)配置接地保護；當(dāng)接地電容電流大于 10A時，在高壓電動機上應(yīng)配置接地保護，保護可以動作于跳閘。 電動機的不正常工作狀態(tài)主要是過負荷運行，引起過負荷的原因是： （ 1） 電動機所帶機械部分的過負荷。 電動機繼電保護若干問題研究 6 （ 2） 供電網(wǎng)絡(luò)的電壓或頻率降低。 （ 3） 熔斷器一相熔斷造成兩相運行。 （ 4） 延續(xù)時間很長起動和自起動等。 長時間的過負荷運行，將使電動機溫升超過允許值，從而造成絕緣老化，甚至將電動機燒毀。 通常使用的電動機大部分都是中小型的，因此它們的保護裝置應(yīng)力求簡單、可靠。一般在低壓、小容量電動機上廣泛采用熔斷器及自動空氣開關(guān)的過流脫扣器作為相間短路保護，磁力起動器中的熱繼電在及自動空氣開關(guān)中的熱脫扣作為過負荷保護。對容量較大的電動機才考慮裝設(shè)專用的保護裝置。 電動機的低電壓保護 低電壓保護的作用 （ 1）保護重要電動機的自起動 當(dāng)電源電壓降低時，系統(tǒng)中所有異步電動機的轉(zhuǎn)速都 要下降，同步電動機則可能失步，而當(dāng)電壓恢復(fù)正常時，大量電動機自起動并吸收較其額定電流大數(shù)倍的起動電流，以致供電電壓恢復(fù)時間增長，增加了不必要的自起動時間，甚至使自起動難以順利完成。在這種情況下，為保證重要電動機的自起動完成，可將一部分不重要的電動機切除，使用戶端供電電源電壓盡快恢復(fù)。為此，在一些不重要的電動機上裝設(shè)低電壓保護，其動作電壓為 － 倍的額定電壓。在上述情況下，以 時限將不重要的電動機切除，以保證重要電動機自起動的完成，延時 的目的是躲過同母線上速斷保護動作時間。 （ 2）將不允 許或不需要自起動的電動機跳閘 當(dāng)電源電壓短時降低或短時中斷后，根據(jù)要求對不允許或不需要自起動的電動機裝設(shè)低電壓保護，動作電壓為 － 倍的額定電壓，以 － 的時限作用于跳閘。