式中K1為正序電流系數(shù)。在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)階段K1取0.5，是在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)把熱過載的動(dòng)作時(shí)間增大四倍，以防止因起動(dòng)電流而使熱過載保護(hù)誤動(dòng)；在電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行階段K1取1。

       式中K2為負(fù)序電流系數(shù)，模擬負(fù)序電流I2的增強(qiáng)發(fā)熱效應(yīng)，一般取值范圍為3~10。由于目前對電動(dòng)機(jī)的熱保護(hù)還沒有真正認(rèn)識清楚，所以沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，致使每個(gè)生產(chǎn)電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)器的廠家均按照自己的研究結(jié)果進(jìn)行建立熱模型，造成了K2系數(shù)選取的不一致。很多低壓電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)器中將K2固定為6。

4.2過熱保護(hù)動(dòng)作時(shí)間特性

       冷態(tài)下過熱保護(hù)動(dòng)作時(shí)間可按以下公式計(jì)算：

       式中：t—?jiǎng)幼鲿r(shí)間，s；

       τ—電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱時(shí)間常數(shù)，s；

       Ieq—等效電流，A；

       Ie—電動(dòng)機(jī)額定電流，A；

       K—電動(dòng)機(jī)過負(fù)荷系數(shù)

4.2.1電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱時(shí)間常數(shù)

       電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)內(nèi)部的功率損耗，都變成熱能，這會使電動(dòng)機(jī)溫度升高，溫升上升到穩(wěn)定溫升的63.2%（約2/3）所需時(shí)間就是電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱時(shí)間常數(shù)τ（s）。τ與電動(dòng)機(jī)極數(shù)、結(jié)構(gòu)形式和容量大小有關(guān)，τ與容量大小大約成正比變化。“發(fā)熱時(shí)間常數(shù)"應(yīng)由電動(dòng)機(jī)廠家提供，但實(shí)際上很少電動(dòng)機(jī)廠家提供此數(shù)據(jù)。根據(jù)UL標(biāo)準(zhǔn)的熱保護(hù)要求，可以使用以下規(guī)定：發(fā)熱時(shí)間常數(shù)等于35倍的t6，t6是電動(dòng)機(jī)廠家表明的允許運(yùn)行在6倍額定電流值時(shí)的時(shí)間。4.2.2電動(dòng)機(jī)過負(fù)荷系數(shù)低壓電動(dòng)機(jī)過負(fù)荷能力較差，過負(fù)荷系數(shù)較低，很多電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)器將過負(fù)荷系數(shù)固定為1.05。

4.2.3舉例

       上海華建公司LM500系列保護(hù)器的熱保護(hù)動(dòng)作時(shí)間公式為：

       其中TL為電動(dòng)機(jī)熱過載整定時(shí)間系數(shù)，TL的選擇應(yīng)低于電動(dòng)機(jī)在冷態(tài)6倍額定電流下所允許的過載時(shí)間TA（即3.2.1中提到的t6）

 

       《規(guī)范》2.3.10中規(guī)定：連續(xù)運(yùn)行的三相電動(dòng)機(jī)，當(dāng)采用熔斷器保護(hù)時(shí)，應(yīng)裝設(shè)斷相保護(hù)；當(dāng)采用低壓斷路器保護(hù)時(shí)，宜裝設(shè)斷相保護(hù)。

       石化行業(yè)現(xiàn)場電動(dòng)機(jī)基本上采用低壓斷路器保護(hù)，規(guī)范規(guī)定“宜"裝設(shè)斷相保護(hù)，但從目前公布的數(shù)據(jù)顯示，由于斷相故障引起低壓電動(dòng)機(jī)燒毀的比例非常大，為保護(hù)電動(dòng)機(jī)正常，應(yīng)裝設(shè)斷相保護(hù)。

       使用電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)器的回路，投入電動(dòng)機(jī)熱保護(hù)后，發(fā)生斷相故障時(shí)，由于存在負(fù)序電流，熱保護(hù)能跳閘切除故障。但如果需要快速切除斷相故障，需要投入專門的斷相故障。

       例如上海華建LM500系列保護(hù)器提供“斷相保護(hù)"，當(dāng)保護(hù)器檢測到三相電流中，一相電流小于0.1Im，另兩相電流大于0.25Im（Im為電動(dòng)機(jī)額定電流）時(shí)，認(rèn)為發(fā)生斷相故障，經(jīng)用戶設(shè)置的延時(shí)時(shí)間后保護(hù)器動(dòng)作，快速切除故障。

 

       《規(guī)范》2.3.12中規(guī)定：按工藝或安全條件不允許自起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)應(yīng)裝設(shè)低電壓保護(hù)；為保證重要電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)而需要切除的次要電動(dòng)機(jī)應(yīng)裝設(shè)低電壓保護(hù)。低電壓保護(hù)器件宜采用低壓斷路器的欠電壓脫扣器、接觸器或接觸器式繼電器的電磁線圈，亦可采用低電壓繼電器和時(shí)間繼電器。

       石化行業(yè)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生低電壓或失電時(shí)，為保證系統(tǒng)恢復(fù)電壓后重要電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)，多數(shù)非重要電動(dòng)機(jī)應(yīng)裝設(shè)低電壓保護(hù)。目前現(xiàn)場電動(dòng)機(jī)回路均采用接觸器作為控制元器件，當(dāng)系統(tǒng)低電壓時(shí)，接觸器線圈釋放，接觸器主觸點(diǎn)打開，切除電動(dòng)機(jī)。因此可不必設(shè)置單獨(dú)的低電壓保護(hù)裝置。

 

7.1產(chǎn)品介紹

       智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器(以下簡稱保護(hù)器)，采用單片機(jī)技術(shù)，具有抗干擾能力強(qiáng)、工作穩(wěn)定可靠、數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等特點(diǎn)。保護(hù)器能對電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的過載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉(zhuǎn)、阻塞、外部故障等多種情況進(jìn)行保護(hù)，并設(shè)有SOE故障事件記錄功能，方便現(xiàn)場維護(hù)人員查找故障原因。適用于煤礦、石化、冶煉、電力、以及民用建筑等領(lǐng)域。本保護(hù)器具有RS485遠(yuǎn)程通訊接口，DC4-20mA模擬量輸出，方便與PLC、PC等控制機(jī)組成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

7.2技術(shù)參數(shù)

7.2.1數(shù)字式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器

說明：“√"表示具備，“■"表示可選。

 

       以上為《GB50055-2011通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定的電動(dòng)機(jī)保護(hù)類型以及如何實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)今的低壓電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)器中除上述幾種保護(hù)外，還有啟動(dòng)時(shí)間過長保護(hù)、電流不平衡保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、欠電流保護(hù)等等，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可以根據(jù)需求投入某種保護(hù)，既能提高保護(hù)的準(zhǔn)確性，又為跳閘后查找故障提供方便。

 

[1]王維儉.電氣主設(shè)備繼電保護(hù)原理與應(yīng)用（二版）[M].中國電力出版社，2002.

[2]劉鑫.低壓電動(dòng)機(jī)的保護(hù)配置

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2020.06版

 

作者簡介：趙娜，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)供配電