电动机的欠电压保护

电动机的欠电压保护

当低压配电和用电电路因发生故障而使网络电压大幅度降低时，就会使正常运转的电动机出现疲倒、堵转、使大批电动机产生几倍的过电流甚至短路。此时必须使用保护电器将故障电压切断，以便保护电动机(特别是功率为30kV及以上的电动机)及其线路。

电压降低到足以使电动机疲倒、堵转的电压，称为临界电压。在临界电压出现时，低压保护电器恰好会动作就称为欠电压保护。当电网电压低于电动机的临界电压，保护装置方始动作，称为失压保护，失压保护是欠电压保护的一种。根据理论计算，在额定负载(满负荷)时，鼠笼型电动机的临界电压Uk=0.67Ue；(Ue为电动机的额定电压)；绕线型电动机的临界电压Uk=0.71Ue。如果负载率是50％，则鼠笼型电动机的临界电压Uk=0.5Ue；绕线型电动机的临界电压Uk=0.525Ue。因此从理论值上看(理想的情况)，无论是鼠笼型或绕线型电动机的欠电压保护值，其上限为0.70Ue，下限值为0.5Ue，而考虑各种误差因素，GB14048.2《低压开关设备和控制设备低压断路器》标准规定，欠电压动作电压值为(70％～35％)Ue。我们知道，在电动机的起动瞬间(或在全电压下电动机运转时的转矩小于负载转矩时)其电流变得很大，此时的电动机电流I2’’(折合到定子的转子电流)，由于刚起动或堵转，n≈0，S≈1，I12很大，一般可达5～7倍的In。如果电路的电压下降到临界电压的上限值造成堵转时,电动机的电流最大可达5In，时间略长就要烧毁电动机。前者有残余电压，故有残余电磁转矩的作用，这就是电动机达到停机的惰行时间较长。还可能带来本身的短路，且此时如果电网电压恢复正常，再起动时，会产生很大的冲击电流，扩大故障范围；而在电压完全消失时，或者仅有20％～30％额定电压下，达到停机的时间仅为纯机械的较短惰行时间而已，此时(电动机尚未全停下)即使电压恢复正常，所造成的冲击电流也不大。失压保护的意义在于防止自起动。瞬时动作—对于不重要的，不影响生产工艺流程的电动机，一旦有低于临界电压者立即动作；一般短延时0.5s左右，短延时动作主要针对欠电压对象，用瞬时动作甩掉一批次要的电动机，而用短延时动作来保住一些主要的电动机。长延时动作—适用于重要的，起动条件不困难的绕线型电动机；可以自起动但技术保安条例不允许自起动的鼠笼型电动机，延时大约5～10s，通常它的整定时间大于5s而小于电动机的全部惰行时间。长延时动作主要针对失压保护，其目的是争取一部分比较重要，而其起动条件又不困难的电动机尽可能不退出运转。