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电动机保护辨析

电动机保护辨析
电动机保护其实很复杂!本文作者steelen用生动的语言对电动机保护的各种技术进行了分析。正如作者所言,如果要对电动机作优良可靠的保护,技术相当复杂,代价十分高昂贵。世界上很多事情都很无奈地需要折衷,所以我们还需要热继电器,因为它好用又便宜。同样的,维继也是这种折衷的产物。热继对电动机的保护,只能做到30%,而维继用差不多的代价(几十元),能做到90%以上!维继是真正的微机保护,因为懂得折衷,所以 —- 好用可靠又便宜。
在电动机保护中,特别是低压电动机保护中,典型的办法是热继电器+接触器+空开。

为什么用接触器:因为控制方便,空开跳闸容易合闸难。

为什么用空开:因为接触器本身不能分断短路电流,如果电动机短路了,用接触器分断,接触器根本分不断,只会烧死。空开可以分断几KA到几十KA的短路电流。

热继电器保护号称可以保护过载和缺相,实际上一般不是烧电动机就是烧热继电器。

因为热继电器的原理是用发热原理(倒是平方率反时限)来做的。热继电器中的发热元件的发热特性与那么大的一台电动机的发热特性和冷却特性根本不一样。所以如果灵敏度调得高了,容易误动,非常容易误跳,因为其温升时间远远小于电动机。灵敏度低了,在电动机过载时非常容易不动作,烧毁电动机。

而且在缺相时,电动机额定负载下,电流增大1.7倍,这时大家认为热继电器可以很好的保护电动机。实际上,缺相情况下,热继电器基本保护不了电动机。如果整定电流为额定电流,启动或者过载下非常容易误动,电动机偶尔过载一下没有问题的,而频繁停机耽误生产谁也受不了。于是热继电器电流一般调得偏大,在缺相时基本没有反映。

另外电动机缺相时其发热优良不是正常的3倍,而是6~8倍,主要不是定子发热而是转子发热,异步电动机的转子散热总是很差,转子热力,就会加热轴承,使得润滑变差,形成恶性循环。所以热继电器保护电动机时非常不完备的。能否把热继电器的参数和电动机参数做成一样啊??当然了,在电动机上在串连一台同样的电动机+温度开关(笑话)。即使一样也不能保护缺相的转子过热。

电子式保护怎么做的呢??拿几个运放和门电路+电阻电容+三极管+继电器。同样不能反映转子过热问题。而且在电动机过载问题上还不如热继电器。为什么??电动机发热跟电流平方成正比,而靠运放不可能构造一个平方运算,除非用模拟乘法器,但是模拟乘法器太贵太贵了。电子式保护其保护特性仅能实现线性反时限。缺相保护靠判定三相是否有电流,如果高压缺相,呵呵,也是聋子的耳朵--摆设。可以过虑负序电流吗??当然可以,需要精密的电阻和电容,要求互感器精度要高,还要复杂的调试。我见过德国的产品是这么做的,国内产品没有见到过。

当然在电动机绕组那里加几个热敏电阻,测量温度,超温度就跳闸是*为简单直接的方法,关键是电动机出厂时都没有测温电阻(小电动机,大电动机都有的)。有什么办法能比较好的保护电动机呢??

当然有,微机保护。

为什么不用完备保护呢??太贵,买不起。只有1MW以上的电机保护有时可以称上完备(有时也不完备)。

怎么判定缺相呢??电力系统有负序电流的量,平常负序电流为0,缺相或者不平衡,立即就有负序电流,是特征量。这样原理的保护不仅可以保护低压缺相还可以保护高压缺相。而靠判别电流大小的方法也是不可靠的,这就是为什么电子式保护器也不好用的原因。

怎么判别过载呢??*好的方法能够建立一个数学模型,描述转子温度、绕组温度和机体温度。转子温度要靠负序反时限模型,绕组温度要靠等效电流反时限模型,机体温度要靠发热散热模型。在突然过载时,可以认为绕组温度是绝热温升模型,缺相时是转子绝热温升模型,机体考虑温升和散热时间常数不等的升温散热模型。。。

怎么判定过压呢??可以用测量电压的办法,但是要接线啊。麻烦。怎么办?测量电流的三次谐波,如果三次谐波大,就说明系统过压,这也是电力系统常干的事。

匝间短路怎么办:靠纵差保护,不过小电动机上纵差保护太**了,需要六个互感器啊,还有一大堆接线,接不好可能误跳。

相间短路怎么办:靠差动保护,不过小电动机上纵差保护太**了,需要六个互感器啊,还有一大堆接线,接不好可能误跳。

能满足这样的要求的保护找找就很少了,一般价格在3000~20000左右。带差动的保护怎么都在10000以上了。

缺相、漏电、过载、堵转、过压保护还不能涵盖所有的电机损坏,但是能涵盖98%以上。因为还有匝间短路和相间短路,这种保护只能靠差动和纵差保护了,但是概率很低很低。

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