电动机保护装置的应用

电动机保护装置的应用

摘要：电动机在工业控制领域具有举足轻重的地位，堵转、重负载等故障会对

电动机造成不可逆转的损害。而传统的热继电器保护由于反应速度较慢，不适用

于对频繁起动、工作时间较短的电动机进行保护。随着微机继电保护的应用，其

快速准确的计算性能、强大的存储及网络功能，为电动机保护提供许多常规继电

保护无法完成的功能。

关键词：电动机；保护装置；应用

1引言

现在国内的电动机微机保护装置一般都采用高性能16位单片机作控制器，

计算速度快，保护功能齐全，动作可靠；所有定值均可通过面盘整定，中文液晶

显示，界面简洁友好；具有多种电动机启动控制方式，可以实现电动机就地/远方的启停控制。配有RS-485或CAN通讯接口，所有保护动作信息、测量信息等均

可通过RS-485通讯网或CAN网上传到后台计算机监控系统；综合管理单元还可

以选配4-20mA直流输出、漏电流保护以及电动机温度测量等功能，为电动机提

供更完善的测量手段和保护功能，并为增安型电动机提供可靠的tE时间保护。

2电动机微机保护装置的功能

2.1电动机的控制功能

国内的微机综合保护装置品牌很多，大多数用户可以通过面板上的“就地/远方”选择开关选择对电动机的控制方式。在“就地”控制方式下，通过面板上的“启

动Ⅰ”、“启动Ⅱ”和“停止”按键对电动机进行启停控制（必须在装置的主循环显示

界面下进行操作）。在“远方”控制方式下，面板“启动Ⅰ”、“启动Ⅱ”和“停止”按键操作无效，此时，可以选择综合管理单元菜单中的“远方控制方式”，分别通过DCS端子输入或通讯对电动机进行控制。综合管理单元若有保护动作或相关的保

护动作信号未复归，大多品牌的微机保护装置会禁止所有的控制功能。

2.1.1直接启动

控制交流接触器将交流电直接送入电动机进行启动。

2.1.2双向启动

通过两个交流接触器改变电动机交流电输入的相序，从而改变电动机的正转

和反转启动。

2.1.3双速启动

采用两个交流接触器控制，通过改变绕组的接法来改变电动机的极数，以实

现双速电动机高速和低速启动。

2.1.4降压启动

（1）电阻降压启动

（2）星-三角启动

（3）自耦变压器启动

（4）支持与软启动器配合启动电动机

（5）支持与变频器配合实现电动机多段速度控制

2.1.5上电自动重启动控制

（1）上电自启动模式设定为恢复，当电源从掉电到有电时，若掉电前电动

机处于运行状态，并且掉电时间没超过3秒（可根据用户需求设计，标准为3秒，最大可为10秒），则重新启动电动机，若掉电前电动机处于停车状态，则综合

管理单元通电后不启动电动机。

（2）上电自启动模式设定为启动，当电源从掉电到有电时，不管综合管理

单元掉电前电动机处于什么状态，都启动电动机。上电自动重启动控制功能的应

用场合较为严格，一般将该功能退出。当“就地/远方”选择开关在“就地”位置时，

上电自启动控制功能将被禁止。在综合管理单元失电后，如果用户需要综合管理

单元重新上电时不自动重启动电动机，可以将“就地/远方”拨到“就地”位置后再上电，此时综合管理单元放弃自动重启动。

2.1.6欠电压/失压重启动控制

电动机因欠电压保护停车或失压停车后，如果电压重新恢复正常，综合管理

单元将根据情况重新启动电动机，这个功能也不建议大面积应用，如果有需要的

话应该慎重使用。

2.2保护功能

2.2.1速断保护

A、B、C相保护电流中任何一相的幅值大于整定值并达到整定延时保护动作；电动机启动时间内与启动时间后的速断定值可分别整定。

2.2.2启动超时保护

电动机在允许的启动时间内若未完成启动，则保护动作。

2.2.3堵转保护

堵转保护在电动机的启动过程中自动闭锁，启动完成时自动投入，当实际电

流超过堵转整定电流并达到整定延时时，则保护动作。

2.2.4过电流保护

过电流保护在电动机的启动过程中自动闭锁，启动完成时自动投入，当实际

电流达到过电流整定值并达到整定延时时，则保护动作。

2.2.5tE保护

tE保护在电动机的启动过程中自动闭锁，启动完成时自动投入。tE保护是针

对增安型电动机设计的，符合《国家防爆电气标准》GB3836.3-2000中有关增安

型电动机保护的规定。在电动机的启动过程中自动闭锁，启动完成时自动投入。

电动机交流绕组到达额定运行稳定温度后，从开始通过堵转电流IA时计到上升到极限温度所需的时间为tE，为防止电动机到达极限温度，综合管理单元应在tE时间内切断电动机电源。电动机tE时间最小值与堵转电流比IA/IN的关系如图1所示。

图 1 IA/IN 特性曲线

2.2.6温度保护

当电动机预埋有热敏电阻时，综合管理单元测量到电动机温度高于整定值并达到整定延

时值时保护动作。

2.2.7过负荷保护

采用的过负荷判据为：

其中

—电动机的发热时间常数；

—电动机运行电流的正序分量；

—电动机运行电流的负序分量；

K1—正序电流发热系数，K1在电动机启动时间内可在0—1范围内整定，启动时间后自

动变为1；

K2—负序电流发热系数，K2可在0—10范围内整定，启动时间内与启动时间后此值相同。

该项保护必须接入三相电流进行测量，以保证保护判据计算的正确性。当电动机启动方

式为双向启动时，K2应设为零。