电动机保护器
 
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三相异步电动机保护技术探讨


电机绕组烧毁原因及保护措施
针对三相异步电动机定子绕组烧毁的原因,一般采用的保护技术有过热保护、过流保护和断相保护。
1、过热保护 部分观点认为无论什么原因造成的故障最终都将导致电机定子绕组过热而烧毁。因此,只要防止电机绕组过热,也就保护了电机。但事实上,电机本身有绝缘耐热等级不同的区别。最高允许温升A级105℃、E级120℃、B级130℃、F级155℃、H级180℃在同样的环境温度、工作条件、温升的情况下,有的电机会损坏,有的却不会损坏。同时对于造成电机过热原因中的轴承损坏、定转子相擦、通风不畅等该属电工定期检查和巡视检查必须发现解决的,不属保护技术主要的讨论范围。另外,电机升温、降温是个缓慢变化的过程,因此我们认为只有对大中型、重要岗位工作的电机加装温升监视和过热保护装置才是必要的。并应根据不同耐热等级,在电机内部设置超温报警而后跳闸的装置。至于小型电机采用过热保护装置并不一定合算。
2、过流保护 对于负载几乎恒定不变的电机,过流保护是没有必要的。但有的电机负载经常变化,经常发生过载、堵转以至烧毁电机绕组。对于这样运行的电机必须加装过流保护装置。三相异步电动机虽有较强的过载能力,但对电机过载实行反时限特性保护,是必要的,也是公众认可的。
3、断相保护 电动机损坏,大多数是断相运行造成的,而人们对断相运行给电机造成什么样的危害,应采取什么样的保护方式合适,至今尚没有比较一致的意见。很长一段时间比较普遍的观点认为;断相运行将导致电机绕组过热而损坏;认为“利用温度传感器监视电动机绕组温升,是当前最直接和最可靠的断相保护万案”。(见《电子报》1986年1观页《电动机断相保护讨论小结》入国际电工委员会IEC202-1低压电动机起动器)中规定之②在电动机两相由额定电流升至1、15倍额定电流,而第三相由0.9倍额定电流降至0时,起动器应在2h内动作。至于断相电流为数倍额定电流情况下动作时间,可以查具体起动器的断相特性曲线。例如,某一起动器,在一定条件下,2倍额定电流时,40s动作,3倍额定电流时   18s动作,6倍电流时,大于5s动作(见《电子报》1984年14页)。    另一种观点认为电机断相运行将导致断相瞬间在断相绕组两端产生高于额定电压数倍的反电势,极易使电机绕组间击穿而损坏(见《电世界》1991年第342页《三相异步电动机断相过电压分析》    实际调查中,不少维修电工抱怨电机质量欠佳,匝间短路造成电机损坏。于是,我们从电路原理上分析电感线圈断电后产生的反电势,结论是反电势很高。并在通化市电机厂实验室,对空载运行的电机做断相运行实验,实验中发生的多起电机损坏,经解剖证实系由匝间击穿短路引起的,而电机定于绕组根本没有发热。    由于对断相运行给电机造成的危害认识不同,因此在对电机实行断相保护时产生了两种不同的意见:认为断相给电机造成过热损坏的观点要对电机实行过热保护或过流反时限特性保护,由此产生了热继电器方案、热敏电阻方案、断相过流延时保护方案以及其他一些方案;认为断相给电机绕组造成高压反电势击穿的观点,对断相采取瞬时动作保护方案,于是一些电子式保护器问世。    我们认为断相瞬间在断相绕组两端产生高于额定电压数倍的反.电势给电机造成的危害远大于过热给电机造成的危害,况且断相故障又不能自动排除,因此对电机的断相保护应瞬时动作保护而不是反时限特性保护和过热保护。电动机保护器(电机保护器)应采取动作灵敏的电子式而不是动作缓慢的机电式。至于断相后延时几秒跳闸的做法是无积极意义的。
对电动机保护器(电机保护器)的要求
实践证明,结合用户的需求,在设计电动机保护器(电机保护器)时应符合下列要求:
1、采用电流取样 这既可兼顾过流和断相保护的不同特点,又可充分反映不管哪里断相都要在供电线路电流上反映出来的事实;避免了其它取样方案的缺点和局限性。采用电压取样虽造价低廉,但只能保护电源到取样接入处之间的断相,保护不了取样接入处到电机之间的断相。采用中性点或人造中性点对零线电流或电压取样,由于单相负载的投入或切除,必然会使中性点电压或零线电流变化,这将使保护整定值难以确定。
2、选用反应灵敏的电子式保护器方案 确保断相起动时拒绝合问,运行断相时瞬时跳闸。至于对断相实行延时保护和过热保护的观点是陈旧的、片面的。
3、用保护器的常闭触点动作实行保护 这就是要求保护器在主回路不工作和正常工作时执行继电器不动作,而在电机起动和工作中发生故障时动作。这样的保护器适宜于与计算机输出和逻辑群控电路、多速及正反转电机以及与各种主开关接口,使用无局限性。
4、有较宽的电流适应范围 电机空载电流约为额定电流的0.3倍,起动电流约为额定电流7倍。对于综合电动机保护器(电机保护器)应有从低到高起码20倍或30倍的电流容许范围,对于单一断相保护器,电流适应范围应更大。
5。不使用供电电源电动机保护器(电机保护器)不使用供电电源,可使其通用于任何场合。因世界各国供电电压不尽相同,同时可防止电动机保护器(电机保护器)一旦本身电源故障将导致电动机保护器(电机保护器)处于无电之状态,而造成继电器不会动作,起不到保护作用
6、电动机保护器(电机保护器)内对断相和过流应分别控制 以免互相牵扯拒动或误动。

[来源:原创] [作者:admin] [日期:09-01-06] [热度:]

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