【正文】 hzdU 為失壓保護整定值 ； shzdT 為失壓延時定值 ； ,a b cI I I 為各相相電流 ； shzdI 為最小電流整定值 。 在規(guī)定的 起動間隔保護時間內(nèi)，電動機不會被起動。本保護裝置 采用了三 階 低通 濾波器 [12]， 其截止頻率為 250Hz，響應曲線的不均勻度為 1db。 本系統(tǒng)采用了兩片 LF298 集廣西大學畢業(yè)生論文 單片機在電動機保護中的應用 23 成芯片構成采樣保持電路，其工作電路圖如圖 33 所示 。以使用片內(nèi)的 V 參考電壓為例， ADC 的分辨范圍在 0 V 與 V 之間 ， 而從 PT， CT來的 交流信號是雙極性信號， 因此在進行模數(shù)轉換之前，必須要 對輸入電平進行變換，以 獲得單片機能接收的信號 [13]。 傳感器全波整流電路輸 入 信 號采樣保持電路多路選擇開關A/D轉換單片機控制系統(tǒng)單 片 機 內(nèi) 部 系 統(tǒng)低通濾波 圖 36 電流采集工作原理圖 三相電壓的測量采用三個交流電壓互感器，再送給 A/D 轉換器采樣，由單片機對交流信號采樣、計算出電壓的有效值。電源電壓 從 4V到 6V變化，電流 IT 變化 1181。0 .3 C? 。 它的主要特性如下： ① AD590 的測溫范圍為 － 55 C? ～ +150 C? 。 輸出交流信號 經(jīng)過 精密整流電路整流 、低通 濾波 、 采樣保持、 運放后通過 CPU 的一路 ADC送入單片機，經(jīng)過程序運算，便可以得到電流 值 。其轉換結果為： RE FINVVA D C 102 4?? （ ） 其中， VIN 為被選中引腳的輸入電壓。 5V~177。 電動機啟動、空載和負荷很輕的時候差動電流中二次諧波分量可達基波分量的 50%以上，其會引起差動保護誤動作，但是電動機真正內(nèi)部故障時二次諧波分量卻很小。 起動時間 過長保護整定 ： ①起動保護 速斷電流整定值范圍 ： 2~60A， 級差 ； ② 起動保護 速斷動作時間整定范圍 ： ~， 級差 ； ③ 電動機起 動 時間整定范圍 ： 1~， 級差 。所以可以考慮切除一部分不重要的電動機，使電網(wǎng)電壓迅速恢復，以保證重要電動機的自起動； ② 防止在電動機起動時，由于反抗力矩大于起動力矩而使電動機過熱； ③ 切除在電壓恢復時不允許自起動的電動機。 39。 電動機啟動時； ?段零序電流保護判據(jù)： 000qzdzdIITt???????? () П段零序電流保護判據(jù)： 000qzdzdIITt??????????? () 0I 為電動機零序電流值； 0qzdI? 和 0qzdI?? 分別為電動機啟動時 I 段和 П段零序電流整值； 0zdt? 為 I 段零序電流保護時間整定值，為短延時； 0zdt?? 為 П段零序電流保護時整定值，為長延時。 廣西大學畢業(yè)生論文 單片機在電動機保護中的應用 17 負 序 電 流 保 護 投 入A 相 負 序 電 流C 相 負 序 電 流B 相 負 序 電 流≥大于П段整定值≥t 39。 針對電動機的各類非接地性不對稱故障 ，設置負序 過 電流保護。 其溫升變化過程如圖 28 所示 。 反時限保護是有效地防止電動機過負荷的一種方法。堵轉保護在電動機啟動過程中閉鎖，啟動結束后自動投入。根據(jù)對繼電保護速動性的要求，保護裝置動作切除故障的時間，必須滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和保證重要用戶供電可靠性。差 動 速 斷 保 護 動 作 圖 2－ 4 差動速斷保護邏輯框圖 廣西大學畢業(yè)生論文 單片機在電動機保護中的應用 10 根據(jù)對稱分量法，發(fā)生不對稱故障時，電動機電流可分解為正序、負序和零序分量。 CT 斷線只閉鎖比率制動差動保護，不閉鎖差動速斷保護。1d 圖 21 電動機差動保護原理 12 II n? ， 12 II n??? ， 22dI I I??? () 式中： 2I 、 2I? —— 電流互感器二次測電流； n—— 電流互感器變比； dI —— 差動電流。所以本裝置采用檢測過電流、正序電流、零序電流和負序電流分量為基礎，作為電動機故障的判據(jù)。 因此， 應設置低電壓保護。 電動機綜合保護分析 針對上述故障類型， 電動 機應裝設以下繼電保護裝置： 廣西大學畢業(yè)生論文 單片機在電動機保護中的應用 6 電動機的短路故障是比較嚴重的一種故障，其主要發(fā)生在定子繞組，當定子繞組出現(xiàn)短路時，不但使電動機嚴重損壞，釀成事故，而且可能導致電網(wǎng)電壓顯著下降，影響其它用電設備的正常運行。 廣西大學畢業(yè)生論文 單片機在電動機保護中的應用 5 第二章 電動機保護原理 本章首先列出 了電動 機常見的故障及針對這些狀況的各種保護方式，然后詳細介紹了 電動 機 微機 保護裝置所用到的保護原理和實現(xiàn)保護的邏輯關系圖 。 歸納來說，國外保護裝置的特點一般有：保護器自身溫度補償、檢測負荷率、提示報替、記憶故障原因和數(shù)據(jù)、通信、與計算機聯(lián)網(wǎng)，能同時監(jiān)測多臺電動機等。在電動機系統(tǒng)微機保護技術方面，德國、美國、日本 、英國發(fā)展最快。目前的微機保護由 32位單片機、數(shù)字信號處理器 DSP、可編程邏輯芯片、高速高精度的 14至 16位的 A/D轉換器構成。 但這類產(chǎn)品仍存在一些無法克服的缺陷。據(jù)有關部門統(tǒng)計，每年因電動機燒毀造成的耗電量高達數(shù)十億 kWh，因材料報廢所產(chǎn)生的間接損耗更是巨大。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫 2）工程設計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應符合國家技術標準規(guī)范。據(jù)我所知， 除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設計）不包含其他個人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。 I 摘 要 電動機是自動化生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)，對其進行可靠有效的保護尤為關鍵。 in hardware system, take the ATmega16L MCU as the core of processor system. Use the gather simulation signal likes voltage, electric current, temperature and so on, to transform after ADC for the digital quantity, and then signal sends in the MCU system to process, will judge the transformer through the processing result whether will include the breakdown , the breakdown type, and making the appropriate action to protect. Simultaneously, the system clot matrix liquid crystal display through an external keyboard and peripherals, such as its realtime monitor and control. In system software, utilizes the C language pilation software procedure, enables it to distinguish and to process the electrical signal which transmits from the sensor, and take the appropriate procedures to protect, then demonstrated through the LCD. Keywords： Motor protection， singlechip， differential motion protection ， electrical current protection III 畢業(yè)論文（設計）原創(chuàng)性聲明 本人所呈交的畢業(yè)論文（設計） 是我在導師的指導下進行的研究工作及取得的研究成果。 ：任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）。另外，電動機在燒毀過程中消耗的電量也是很大的。 這種裝置體積小，安裝方便；功能更為全面：可以保護缺相、過載、欠流、相失衡、逆相、接地、短路、過電壓、過電流等故障，還具有電流電壓顯示和聲光報警等功能。 [2]：采用微機處理器 (如單片機 ， DSP)組成的保護裝置。之后，世界各大繼電器制造商都先后推出了各種商業(yè)性微機保護裝置，微機保護逐步趨于實用。美國的其它產(chǎn)品還有電子型保護繼電器（ SMP、 CFFI）、熱敏電阻保護繼電器（ RT3）、電子型保護系統(tǒng)（ CFT4）、智能控制器（ SMC）等各種型號序列數(shù)十種規(guī)格 [21]。 本文僅在電動機保護上做了部分保護裝 置 ，有待更高的完 善。這類故障主要特征是除了嚴重的短路會造成故障相電流明顯增大外，大多數(shù)的不對稱故障一般不會出現(xiàn)明顯的過電流，電動機定子出 現(xiàn)負序電流和零序電流，對電動機的損害不僅僅是引起發(fā)熱，更重要的是不對稱引起的負序效應能造成電動機端部發(fā)熱、轉子振動及起動力矩降低等一系列問題，如果有過電流出現(xiàn)，還會使繞組發(fā)熱，甚至嚴重損壞。另外，如果供電電壓恢復的較慢，則電動機長 期處于起動狀態(tài)，長時間的大電流 會導致絕緣過熱甚至損壞。目前國內(nèi)外使用的各種異步電動機保護裝置對大型異步電動機啟動或自啟動過程中的繼電保護，采用的是給保護整定長延時或在啟動過程中閉鎖保護跳閘出口的方式，此時若電動機內(nèi)部存在故障隱患，或電動機啟動或自啟動過程中發(fā)生故障，會導致電動機損壞甚至 燒毀。且規(guī)定一次側電流(以 A 相位例 ) 1I 和 1I? 的正方向為由線路流向電動機，則二次測得電流為： MI 1 I 180。 為防止 CT 斷線時保護裝置誤動，本裝置采用了 CT 斷線閉鎖差動保護的方案。 A 相 差 動 速 斷 動 作B 相 差 動 速 斷 動 作C 相 差 動 速 斷 動 作差 動 速 斷 投 入1?amp。 由于短路故障將導致很大的故障電流，所以只要檢測到 A、 B、 C 三相電流中任一相或一相以上的電流值大于速斷的整定值，保護立即動作。 當保護裝置在電機運行過程中檢測到電流超過堵轉電流整定值，并達到整定時限時堵轉保護動作，出口跳閘。因而產(chǎn)生電動機的制動力矩，造成電 動機過熱； (4)周圍環(huán)境工況惡劣，通風不暢，環(huán)境溫度過高； (5)頻繁地起動 制動等 。 式 為一階段性微分方程，其通解為 ： s tCGQ Aes ?? ??? () 由初始條件 /( 0) 0t? ??， 代入 (211)解出常數(shù) A 為 ： 22()eI I rQA ss???? ? ? ? 再代入 (211)得解 為 ： 22() (1 )s te CGI I r es ?? ? ???? () 由 此得到電動機過負荷運行時的溫升特性表達式 。在本文中，采用的是集成溫度傳感器 AD590。 在整定負序電流定值時，需要注意 1%的電壓不平衡會引起 6%的電流不平衡，而實際供電電源總存在一定的不對稱，即使在正常運行時，電動機也會有一定的負序電流，所以整定時必須躲過這一不平衡因素。 本文采用兩段式零序電流保護， I 段零序電流保護用于跳閘 ，Ⅱ 段零序電流保護用于告警。 o z dt 39。當電壓消失或降低時，電動機的轉速將減小，而當電壓恢復時，電動機中就會流過超過其額定電流好幾倍的過電流，造成電網(wǎng)電壓降加大，增加了電動機起動時間，或者根本無法起動。 在起動期 間如最大起動電 流超出整定值，電流速斷保護也動作 ?？傮w設計如 圖 31 所示： T V 、 T A 二 次 電 流電 壓 輸 入電 壓形 成電 壓形 成低 通濾 波低 通濾 波采 樣保 持采 樣保 持模數(shù)轉換A T m e g a1 6 L溫 度 檢 測 模 數(shù) 轉 換鍵 盤 接 口L C D 界 面 顯 示L E D 報 警 信 號通 信 接 口光 電 隔 離 電 路