1、毕毕 业业 论论 文文 第 1 页 共 22 页 1 1 前言前言 1.1 1.1 国内外研究的状况国内外研究的状况 随着微电子技术和单片机应用技术的发展，以微处理器为核心的智能型多功能电动 机保护器应运而生。基于微处理器的电动机保护装置具有优异的保护特性、完善的功能 扩展和智能化的监测与控制。经过多年的发展，国外一些著名的电器公司纷纷推出以微 处理器为核心的智能化电机保护器。 如： 德国SIEMENS公司的3UBI系列继电器、 日本FUJI 公司的QA系列继电器、美国ABB公司的SPEM继电器、英国GECALSHOW公司的GEMSTART智 能控制继电器。国内也有许多单位在进行研制(如上海电
2、器科学研究所，南京自动化研 究所等)。各类产品除基本的保护功能外，一般还具有自检、自诊断、故障参数(如故障 值、故障类型等)的记忆、保护参数的整定等多种功能。进入20世纪90年代以来，由于 微机通讯技术和网络技术的发展，国外一些公司又提出了兼有监控、保护功能的智能化 保护器。它能与中央控制系统进行双向通讯，形成监控、保护信息网络；也能监视电动 机各种运行参数，不但能测量当前数据，并能对过去的运行参数及故障情况做出统计， 帮助操作人员做出决策，以减少线路和设备的停机和维修时间，大大提高了整个系统的 可靠性。 1.2 1.2 以热继电器为主以热继电器为主的组合保护的组合保护 中小型电机保护采用熔断
3、器、接触器和断路器及热继电器的组合。采用熔断器及热 继电器的电机保护是较为经济、简单的一种方式。熔断器与刀开关是使用最早、最简单 的保护方式。熔断器主要是用于短路故障或严重过载时保护供电设备和供电网络的，际 上它对电机不起直接保护作用。当熔体熔断时，又往往会造成电机缺相运行而烧毁。许 多人把熔断器的作用看作是保护电机，是一个概念错误。现行的熔断器熔体截面选择按 电机额定电流1 52 5倍来选择是不符合实际的。 电动起动时受到57倍大电流冲击， 但因时间短，理论上是可以在熔体不熔断的情况下通过熔体，但由于熔体在制造工艺、 时效和安装上存在随机“缺陷”，在电机起动时很容易发生部分相首先熔断，而使电
4、机 处于缺相运行，造成烧毁事故。 过载热继电器在保护电机过载方面具有结构简单、安装方便等优点，但也有保护时 毕毕 业业 论论 文文 第 2 页 共 22 页 滞和对轻微过载与堵转保护欠佳的缺点，因而容易导致长期轻微过载运行使电机绕组产 热累计，而使绕组绝缘老化造成电机损坏。但是热继电器对起动过程中的电机不起保护 作用，且环境温度对热继电器参数影响较大，不稳定。双金属片整定方法粗糙，因为热 继电器安装在电机壳外，一旦发生通风受阻、堵转、长期轻微过载使电机绕组产生热积 累等，热继电器就无法保护电机。原因是热继电器串接在主电路中，与电机绕组温度无 直接关系。另外热继电器本身是一个耗能元件，在动作过程
5、中要消耗较多的电能。而当 热继电器真正起到保护作用动作几次， 其本身的电阻丝、 绝缘材料会因过热而迅速损坏， 不能继续使用，必须全套更换。 1 1.3 .3 传统的电磁型保护传统的电磁型保护 以反映故障发生后电流量的变化为判据的电磁型保护曾得到广泛应用。目前我国电 网中，有一部分电机保护仍采用电磁型继电器为主的保护。如运行中的保护，大多数为 电流速断或定时限过流，另有相当数量的电机采用一次过电流保护。根据异步电机的起 动特性，为了使保护在电机起动时可靠不动作，这些保护的定值都要躲过电机的启动电 流来整定，这样定值要比本身额定电流大许多倍，这对电机匝间故障、相间故障、堵转、 转子鼠笼断条等故障均
6、不能可靠动作，而只能保护电源电缆和定子入口的部分，这就加 重了电机的损坏程度，有不少电机在故障切除后，烧毁的己无法修复。可见电磁型电机 速断或定时限电流保护是牺牲保护的灵敏性来提高可靠性的。 1 1.4 .4 温度保护温度保护 决定绕组绝缘寿命的基本因素是温度。因此，任何规定的允许过负荷持续时间，都 应以绝缘发热为依据。而热保护(热继电器)，电流保护(电磁型、电子式的本质)，都是 按照电机定子电流的大小规定允许过负荷时间的长短。然而，往往有这样的情况，即电 流尽管没有超过额定值，而电机的温度却达到了危险的数值，需要把电机从电网断开。 由此看来，直接反映电机温度的保护具有一定的优越性。温度保护是利用安装在电机内 部的温度传感器米实现的。当电机达到一定温度时，继电器动作断开电机的供电电路。 此类保护的关键是在制造电机时，将传感器直接放在电机绕组罩，但究竟将其预埋于电 机的哪一部位才能最全面有效地检测电机绕组的温升，从而灵敏地切除故障，是不能确 定的。比如说，温度传感器预埋于A处，而在远离A处的B处发生故障，传感器就有可能 毕毕 业业 论论 文文 第 3
