低压电机的保护与控制

低压电机的保护与控制

张清亮

华电江苏能源有限公司句容发电厂江苏句容212413

摘要：低压电动机广泛应用于诸多工业领域的380V系统中，生产效率和产品质量以及安全生产都与电动机的稳定运行息息相关。随着工业水平的提高，电动机的安全可靠性也亟待提高。目前，我国低压电动机主要靠电磁继电器保护，其功能也只是过流保护和热过载保护。但是却存在保护功能有局限性、保护的调试、监测较为困难、保护不够智能化、自动化水平差等问题，不能满足企业管理和运行的需要。本文主要介绍低压电机的故障，通过对其保护和控制方式进行探讨，以保证低压电机的有效保护和控制。

关键词：低压电机；保护；控制

引言

电机的高效再制造是指针对存量低效电机，通过重新设计，更换主要零部件，将电机改造成高效电机或适用于特殊负载和工况的系统节能电机。解决电机与负载设备特性和工况之间匹配不合理的现象，带动电机系统的节能改造，达到提升电机系统运行效率的目的。

1电机保护和控制现状

电机作为一种主要的电力设备，在我国的工业发展和国民经济发展中起着十分重要的作用，在农业、现代化的工业生产、采矿冶金以及石油化工方面都有着广泛的应用。就目前电机在我国的发展情况而言，其实用范围非常广，但其保护和控制问题却总是出现特别是在一些工作环境较为恶劣的情况下，因电机保护和控制不到位而发生许多生产事故，这些较为大型的生产事故往往会对人们的生命安全造成威胁，除此之外，针对电机保护和控制不到位的情况所产生的电机维修费用每年高达几十亿。因此，研究电机的保护和控制有利于保障生产过程中的安全性，同时对人们的生命安全和财产安全都具有非常重要的意义。

电机的基本参数包括了其额定电压、额定电流等。就参数额定电压而言，我国的生产用低压电机的额定电压有两种，一种是380V,另外一种是220V工业生产中多选用额定电压为380V的低压电机作为动力源或者动力输出装置，而普通的单相鼠笼式异步电机通常都是以220V作为其额定电压由于电网在运行时会产生一定幅度的电压波动，这种波动会对会电机的输出功率造成影响在这种情况下，为了保证电机在工作过程中的输出功率是其额定值，就要使电机电压的额定值在整个运行过程中电压保持一定的范围，否则就会造成电机的输出功率偏离额定值。就额定电流来看，电机电压保持在额定值时，低压电机的额定电流的大小与功率因素有关，一般情况下，电机的功率因数按0.8来计算，电机功率较大时也可按0.85来计算功率因素按这种方式计算的话，电机功率在lkV时，额定电流可以达到2A,此时，考虑电机自身的损耗较大，将每lkV的额定电流按3A估算。

近几年来，我过得电机保护和控制技术有了较快的发展，到目前，我国电机保护和控制装置在原理和性能这两方面已经实现了较高水平的发展，但是相对于其他一些发达国家而言，我国的电机保护和控制技术还存在一些落后的地方。

2低压电机的保护与控制措施

2.1局部更换零部件

对磨损程度不一致的零件，若零件结构允许，可从零件上去除严重磨损部分，对这一部分制造好后，将其与零件的余留部分再焊接在一起。实例:这种方法主要用在轴的修理上，转轴磨损严重的部位一般是键槽及轴承台尺寸变小，将零件需要修理轴伸和轴承台切去，然后用转轴相同的材料加工，重制这部分零件，再用对焊连接方式将新换上的部分与零件基体连在一起，然后消除应力、矫正轴，经最后加工恢复零件的原有性能和尺寸。

2.2电刷镀

电刷镀也是一种金属沉积的过程，基本原理同电镀，是用镀刷取代电镀阳极，使镀刷与零件表面保持接触并作相对运动的条件下完成电镀过程，从而获得镀层的表面涂层技术。

(1)电刷镀的优点:设备简单、工艺灵活、沉积速度快、镀层种类多、结合强度高、适用范围广，镀后一般不需要机械加工、费用低、对环境不污染、镀液无毒害、成本低、经济效益和技术效果好，具有广泛的适用性。

(2)电刷镀的工艺流程:镀前修磨、清洗出油、镀前准备、电净、一次活化、二次活化、镀打底层、镀尺寸层、镀后处理。

(3)电刷镀的应用:修复尺寸小的零部件，根据电刷镀单一镀层安全厚度的规定，一般相差0.2mm及以下的轴、端盖采用电刷镀工艺修复。

2.3电机保护器的功能

(1)系统保护功能

电机保护器可实现对电机的综合保护，具体功能有接地保护、断相保护、短路保护、过（轻）负荷保护、不平衡过负荷保护、堵转保护、低电压和过电压保护。当电机正常工作时，保护器通过面板上的液晶显示屏，实时显示电机的工作电流和电压。具有通讯功能的电机保护器定时将采集的信号通过CAN总线传至后台微机。当故障发生时，保护器能自动地、迅速地反应并发出跳闸信号。

(2)故障判断与记忆功能

电机保护器对电动机进行检测时，需正确

判断电动机正常、过载、短路、断相、过压、欠压、过热等工况并作相应的处理。当电动机出现某种故障时，保护器切断电动机的电源而处于保护状态，并且保存故障类型、时间以及电机运行参数。电机保护器通过识别与记忆电路对故障予以识别、记忆和指示，以便于维修。只有故障排除后，复位保护器，故障指示才消失，电动机才能再次启动。

(3)在线监测功能

带有通讯功能的电机保护器使控制室操作人员可在后台微机上，完成所有保护器的各种保护整定数据的调阅、修改和整定。同时，在线监测电机的运行负载和供电电源的质量，为及早发现过载和接地故障等创造了条件。此外，后台微机强大的信息管理功能，可有效记录各台电机的型号、运行方式和历史维护记录，为保证工艺系统的安全生产、减少事故停车提供了可靠依据。

2.4定值整定

（1）起动超时保护

该保护设置两种电动机从起动过渡到运行状态的判别方法，分别为时间和电流方式。时间方式从电机进入起动状态开始计时，经过用户设定时间后，电机进入运行状态；电流方式判断条件为，当电机起动时三相电流大于1.2倍额定电流后，又降低到用户设定的电流定值以下时，进入运行状态。

（2）热过载保护

该保护综合考虑电动机的正序、负序电流所产生的热效应，为电动机各种过负荷提供保护，也可作为起动时间过长、电动机短路、堵转过流等的后备保护。

（3）电流速断保护

为保证电动机起动过程中该保护不误动，电流速断保护设置高低两个定值，分别对应起动和运行两种状态的保护设定值。当发生故障时，控制器判据为任一一相电流超过定值，经延时后跳闸。

（4）过流保护

过流保护设起动延时时间，在电动机起动过程中过流保护不起动，经过设定的起动延时时间后，如果任一一相电流超过定值，且持续时间超过设定时间后跳闸。

（5）堵转保护

堵转保护液设置高低两个值，分别对应起动和运行两个状态，控制器保护判据为根据三相电流互感器的矢量和叠加计算得到的正序电流超过定值，则经延时跳闸。通过以上保护参数的设定，可保护电机正常运行，在故障时，能可靠切除电源，有效保护电机正常运行及故障时及时切除故障电流。

2.5抗干扰措施

为了减小互感器受到的干扰，装置内安置了有效的滤波和放大电路，应对共模和差模的干扰影响，获取有效的故障特征和信息，保障判据可用。装置内部的看门狗可以在系统异常时，帮助系统自动恢复到正常状态，还能够监测电源电压，出现异常值时发出警告。同时要合理布置低压开关柜内的各种原件，减小各种原件之间的信号干扰，还要占用更小的空间。最后在关键的回路和电路中还要增加磁珠等器件减小干扰信号的影响。

结束语

随着科学技术的发展，许多新型的技术先进的电机保护装置不断地被研制出来，极大地满足了电机的保护要求。

参考文献

[1]马东海.低压电机的保护和控制[J].电子技术与软件工程，2015，（17）：237.

[2]刘玲.低压电机的保护与控制[J].电工技术，2013，（5）：72-74.