浅谈低压电动机综合保护器

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纯碱工业
浅谈低压电动机综合保护器
刘顺田 （大化集团大连化工股份有限公司，辽宁大连 １１６０３２） 摘要：通过对电动机传统保护器分析，介绍一种新型智能电动机保护器及对其前景展望。 关键词：电动机；智能型综合保护器；热继电器 中图分类号：ＴＭ ５８８ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００５—８３７０（２００８）０３—３０—０４
底同立会长在报告中，对２００７年纯碱行业的生产经营情况进行了深入的分析和总结，并对２００８年纯碱 和氯化铵的市场形势做了预测。他指出，２００７年我国纯碱和氯化铵产量均创历史新高，但是，企业要冷静面 对当前形式，防止纯碱产能过快增长，促进行业的健康和平稳发展。另外，他强调，。节能减排”是建设纯碱强 国的必由之路，是提高生产技术水平的契机，全行业要继续深入开展“节能减排”工作，促进行业技术进步。
运行电流８０ Ａ左右。在输送物料中有时掉有铁器 杂物，把刮板翅子成列挂坏，电流也就是９５ Ａ左右， 过流继电器不动作，操作员发现不及时及易造成设 备事故。原来解决办法就是电流继电器整定值小一 些，在按起动按钮时间长一点，把继电器短接掉。采 用综合保护器实现这种功能就容易多了。
５）通讯功能。通过串行接口与现场总线系统连 接，实现通讯组网，总线控制。
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２００８年第３期
刘顺田：浅谈低压电动机综合保护器
而这项技术成果也就没有被推广应用。 ２．１ 目前最先进智能型电动机综合保护器的原理 及逻辑框图（见图１）
综合保护器通过对三相交流电流、电压、零序电 流、热电阻值、４。２０ ｍＡ摸拟量和多路开关量等信 号的采集，并通过信号处理电路的抗干扰、数模转换 后，由ＣＰＵ进行运算、处理。按各种保护特性、测量 数据、控制逻辑和数据传输等要求，通过指示灯、显 示端口、控制与保护输出接口、４—２０ ｍＡ模拟量输 出等多种方式，实现电动机应用所需的智能保护测 控功能。
热继电器这种结构的物理特性，决定了它的灵 敏性较低，受环境影响大，调节准确度不高。通过我 们化工厂这些年使用情况来看，作为电动机过载、缺 相保护，其可靠性差，容易损坏。我们曾经制作电流 发生器对热继电器进行校验，结果同一规格器件，通 一定电流其动作时间都不一样，有的还拒动。作为 热继电器这种器件，更谈不上动作上逻辑判断性。
与会代表就以上三个报告进行了认真的讨论，审议并通过了三个报告。 最后，底同立会长就分组讨论中代表们关心的问题进行了总结。
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浅谈低压电动机综合保护器
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 引用次数：
刘顺田， LIU Shun-tian 大化集团,大连化工股份有限公司,辽宁,大连,116032
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一般规程规定 ＞１．２，ｒ．倍的整定电流动作； ＜１．０５，ｒＩ倍不动作。
实际值为１．１５倍的整定电流，过负荷特性曲线 公式为：
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Ｋ——曲线速率； ，——实际电流； ，ｒｌ——电动机额定电流。
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举例：当Ｋ取１０（一般来说）１．２，ｒＩ（Ｎ＝１．２，ｒｌ／ ，ｒ１．１．２）为例，则动作时间：
ｒ＝｛１０ ｌｏｇｅ［１．２２／（１．２２ １．１５２）］｝：１３．９ 那么综合保护器在过载保护参数设定时，根据 以上要求就有４个参数需要设定。 １）Ｋ系数 设置有如下方式：①电动机的过载能力曲线；② 电动机的过载保护级别；③一般常用电动机过载保 护动作速度。表Ｉ为Ｋ系数的设置方式。
表１ Ｋ系数的设置方式
对两相运行保护一般就是采用带差动导板的三
相热继电器。 对低电压保护装置，一般采用自动开关的低电
压脱扣器或起动器线圈。而对使用熔断器保护，就 不存在低电压保护问题。
可以说我国对中小功率电动机过载、二相运行 保护大部分采用的是热元件。
分析一下热继电器。热继电器是利用热元件即 两种不同热膨胀系数的双金属片紧密结合在一起， 当通过一定电流时产生热量使双金属片弯曲，从而 推动了弹簧瞬跳机构动作的过电流保护器。使电路 断开。调节整定电流是通过凸轮位置改变，来调整 推杆的起始位置和反力弹簧的弹力。
王锡岭秘书长在会上，总结了２００７年协会的主要工作，并对２００８年协会的工作计划作了安排。他指出，今 年，纯碱行业面临三大任务，即：一、正确分析预测今年市场走势，制定正确的营销策略；二、继续抓好“节能减 排”，促进行业技术进步；三、防止能力过快增长，促进行业健康、平稳发展。围绕以上任务，协会应重点抓好以 下几项工作：开好３个例会；关注市场趋势，研究经营策略；继续抓好“节能减排”工作，推动行业技术进步；防止 能力过快增长，促进行业健康、平稳发展；继续做好信息服务；做好名牌产品的评选工作；做好对外交流工作。
２）选配编程器可进行参数定值设置、性能测试、 故障查询等。
３）全面的保护功能。欠载、过载、缺相不平衡、 堵转、接地、起动加速超时等１０余项保护。
在以上所有的保护中过载保护是电动机最重要 保护，分析一下它是如何设置整定数值的。
综合保护器的过载保护是模拟电的发热特性， 根据热容量进行保护，具有反时限保护特性。
收稿日期：２００８—０３一０７
中国纯碱工业协会２００８年会员大会在广州召开
３月２５日至２８日，中国纯碱工业协会在广州召开了六届二次会员大会。协会会长底同立向大会做了 “２００７年纯碱行业生产经营情况及２００８年的形势和任务”；协会副会长兼秘书长王锡岭向大会做了“中国纯 碱工业协会２００７年工作总结及２００８年工作计划”的报告；秘书处办公室主任程霖向大会做了“２００７年会费 收支情况”的报告。会议由协会副会长肖庆周主持。
纯碱工业 SODA INDUSTRY 2008，(3) 1次
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引证文献(1条)
1.张兆东 电动机智能保护装置的研究[期刊论文]-江西科学 2009(2)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_cjgy200803009.aspx
２．３硬件原理及框图（见图２）
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对电动机短路保护一般采用熔短器或自动开关 瞬时过电流脱扣器。这种保护一旦动作，电动机基 本烧毁（定子线圈短路或接地）被从电网剔除掉了， 这对使用者来说是无能为力的。
而对于过负荷“两相运行”低电压这种不正常状 态运行，对使用者是有能力处理的，一是靠保护装置 自动切除掉。二是发现及时人工切除。对这种不正 常运行状态烧损电动机的，占电动机烧损率７０％一 ８０％左右。对使用者来说这正是要重视并一定要做 好的工作。但是由于技术部件其准确度达不到要 求，要做好这项工作的确难度挺大。绝大部分电动 机的过载保护采用热继电器或自动开关的长延时过 电流脱扣器，其整定电流按电动机额定电流１．０５一 １．２倍选择。对大功率电动机采用定时限或反时限 过电流继电器，其动作电流按电动机额定电流的 １２５％．１３０％整定，并要保证正常起动不动作。这 种保护安装繁琐，也存在灵敏度问题。过流继电器 每年得校验。
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２）冷热曲线比 主要影响电动机在没有过载情况下热容量计 算。热容量计算主要分为２个部分，没有过载（稳态 热容量）和过载下热容量（过载热容量）。过载后热 容量的计算是以稳态热容量为基础开始叠加，也就 是说冷热曲线比主要影响过载热容量的起点。不考 虑电动机在没有过载情况下的发热，该参数可设置 为１００％。一般冷热曲线比参数取２０％一１００％。 ３）冷却时间 主要影响电动机过载动作后复位时间。其数值 ５．１ ０５０ ｍｉｎ。类似热继电器的双金属片动作后，恢 复到初始位置的时间。最终目的保证电动机散热后 才能再起动。 ４）允许起动热容 主要决定电动机过载动作热容量降低到什么程 度再起动电动机。一般降低１５％即可。 通过以上参数设定可看出，如果电动机反复过 载在恢复起动时间上必须满足２—３个条件，而不是 象热继电器设定１个定值就可以了。 ４）综合保护器除正常起动、可逆起动、Ｙ—Ｘ起 动、降压起动等控制功能外，通过编程器可实现起 停、互锁逻辑电路，去掉繁琐二次线路及继电器。例 如我单位一斜坡输送埋刮板。电动机是５５ ｋＷ ６极， 起动时电流是额定电流５—６倍（尼＝１０５ Ａ），正常
３发展前景
现在工业自动化装置都依靠ＤＣＳ系统或ＰＬＣ 系统进行控制，它只能完成电动机的基本控制，对电 动机的保护、整定、参数测量和事故记录只能靠大量 的外围设备。这些年随着电动机综合保护器的发 展，建立ＭＯＯ马达控制中心，通过组网集中控制电 动机。如通过串行接口，实现与现场总线系统的连 接，经过通讯组网，控制中心可以采集到每台电动机 的当前运行参数，同时也可以通过上位机组态对所 有电动机实现逻辑操作控制，实现工程师工作站，做 到ＭＣＣ马达控制中心无人值守。通过无线网主要 工作人员的手机上可显示您所需要的数据。
它的进步是通过１６位工业级微处理器ＣＰＵ、网 络技术经控制软件对采集信号、输人信号进行智能 化处理比较。达到智能保护、故障维护、控制、测量于 一体的低压综合保护装置。
图１保护逻辑框图
２．２综合保护器的特点 １）配有显示模块。可以实时显示电动机的各种
运行参数；调整各种保护定值、系统参数；检查各种 故障（有记忆功能）；查询各种管理信息（如运行总时 间等）。
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智能化低压电动机综合保护器是采用先进工业 级芯片．使用表面贴装技术生产。带有液晶显示，汉 化菜单操作，人机界面友好的低压综合保护装置，愈 来愈广泛被使用，并受到用户好评。
１ 电动机传统保护器及存在的问题
我国工业与民用通用设备电力装置设计规范规 定：交流电动机应装设短路保护，并应根据具体情况 分别装设过负荷保wk.baidu.com、两相运行保护和低电压保护。
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２现代化智能型电动机综合保护器
电动机综合保护器我国最早从上个世纪８０年 代就开始使用了。当时是以电子元器件、集成电路 为主，它利用３个电流互感器检测出负载电流。在电 路中进行运算、差值比较和简单的逻辑判断。在发 生过载、缺相、断相和电源不平衡时使继电器动作， 保护电动机。由于元器件不可靠性。及电路中单一 定值比较，造成操作保护回路误动、拒动时常发生，