简述低压电机的保护与控制

简述低压电机的保护与控制

王康

（陡河发电厂河北省唐山市063028）

摘要：随着工业化进程的加快以及工业化程度的加深，电机的使用几乎渗透到了各行各业。我国作为世界上最大的发展中国家，在国家政策的大力推动下，工业生产现在正呈现出一片繁荣的景象。近几十年，随着电机的广泛运用，其保护和控制问题成了目前电机行业主要的研究问题。

关键词：低压电机；保护；控制

一、电机保护和控制现状

电机设备是电力系统中的重要组成部分，近年来，电机设备的应用为我国的经济和工业发展做出了重大的贡献，农业的生产、石油开发以及采矿作业等方面对于电机的使用都比较频繁。由此可见，当前电机设备在工业生产中快速普及，但是随着使用范围的不断扩大，电机的保护与控制工作仍旧存在一些问题，尤其对于一些工作环境比较恶劣的区域，往往会因为电机的保护工作与控制工作遭到忽视，现场安全事故频发，经过统计，此类事故的发生使得电机维修的费用逐年增长，甚至高达十几亿。为了避免此种情况的发生，也为了给企业挽回经济损失，电力企业需要提高对于电机保护与控制工作的重视程度，保证电机处于安全的运行状态。

在电机设备的基本参数中，最为重要的两个参数分别为额定电流以及额定电压。目前，我国在工业生产中使用的电机额定电压主要由两种类型，一种是220V额定电压，一种是380V额定电压。由于220V的额定电压在生产中受到的限制因素较多，因此在工业生产的过程中，主要应用的还是380V的电机设备。而对于单向鼠笼式的小规模电机设备，一般会使用220V的额定电压，电网系统在运行的过程中，往往会伴随部分电压的波动，而这种波动会对电机造成一定的不良影响，使得其输出功率降低，为了规避这种现象，使得电机输出功率一直保持稳定的状态，首先要将电机的额定电压值控制在标准范围内，才能保证输出的功率不发生偏差。

当电机的额定电压值一直处于稳定状态的时候，电机的额定电流的变动主要与其电机的实际功率有关，通常情况下，如果电机的运行功率因数值为0.8，那么当电机的实际功率为1KW时，电机的额定电流值则为2A，在此种情况下，电机自身还存在部分电流损耗，因此，此时的实际额定电流要大于理论数值，按照3A进行估算。

目前，我国的电力企业对于电机保护与控制工作已经做出了相应的优化与改善，并且引进了相关的科学技术与设备，在控制设备的工作性能开发方面取得了显著的成就，但是与其它发达的国家相比，还存在一些不足，有待改进与创新。

二、电机设备基本电气参数

1、额定电压

我国的企业在工业生产时使用的通常都是380V的电压，只有较为特殊的低功率电机才会使用220V的额定电压。在生产中，要是想做好电机输出功率的维稳工作，技术人员要将额定电压值的数值波动控制在5%之内，才能实现功率维稳目标。

2、额定频率

对于我国的交流电网系统来说，通常使用的额定频率数值为50Hz，如果想要保证额定功率的稳定性，额定频率的偏差范围不得超过0.5Hz。在某些比较特殊的工程中，还可能会使用额定频率值为60Hz的电机，此种电机设备的额定功率值较大，转速较快，因而其是实际运行频率与额定频率的数值偏差较大。

3、额定电流

设计选择电机热保护继电器时，需要计算电机的额定电流。在额定电压下，电机额定电流受功率因数影响。

4、起动电流倍数

设计人员在设计电机设备中的启动回路时，同时还要注意设备中的母线电压降的设置。此时要先确定电机的电流启动倍数值，然后根据启动数值和电机的启动转矩来设置电机的额定电流，电机的启动电流倍数一般为6倍左右。

三、电机的保护措施

电机在处于正常运行状态的时候，除了要符合电机运转标准，还要具备电路自动切断功能，以防在运行时线路出现各种故障，及时断电保证电机设备的安全。这样一来，一方面能够延长电机设备的使用寿命，一方面还能避免危害周边工作人员的人身安全。因此，做好电机的控制保护工作尤为重要，通常情况下，技术人员所使用的保护措施一共分为几种，分别为短路保护措施，欠压保护措施，过载保护措施以及断相保护措施等，以下对这几种保护措施进行了进一步分析。

1、短路保护措施

在电机运行中一旦出现短路现象，往往可能是因为电机出现绕组现象，或者导线部分出现了故障。一旦发生短路，电机的运行线路中会出现较大的瞬时电流，将电机设备烧毁，导致电机的作用失效。因此，在进行短路保护的时候，要在电路中加设短路保护装置，一旦发生短路现象，短路保护装置会马上切断电源，阻碍电路中瞬时电流的出现，避免其对电机设备造成伤害。技术人员经常使用的短路保护装置通常有两种，一种为低压断路器，一种为熔断器装置。

2、过负荷保护措施

过电荷保护，也就是常说的过载保护，电机在运行过程中，一旦出现荷载量超标的情况，会使得电机内通过的电流量持续上升，使得电流数值逐渐超过额定电流值，从而导致绕组温度升高，随着这种现象的持续，电机的温度也会随之增长，使得其本身的绝缘作用大大下降，使用时间缩短，甚至损毁设备。为了防止这种情况出现，技术人员必须要在线路中加设过载保护元件，防止电机出现过载的运行状态。

3、欠压保护措施

电机设备在运行的时候如果电压值过低，便会处于在欠压运行的状态当中，此时，如果不改变线路的负载量，电机设备的转速会发生改变，逐渐降低，这样一来，电机设备的绕组电流会随之增大，技术人员在对电机设备进行欠压保护的时候，通常会使用接触式继电器，或者电磁式的继电器，这两种继电器可以感知到线路中的电流变化程度，从而实施控制与调整，避免电机温度升高，实现欠压保护目标。

4、断相保护措施

断相是电机设备的故障类型之一，在电机运行的过程中发生的频率较高。而究其原因，则比较复杂。在电机运行的线路中，如果某相出现断线的情况，电机仍旧会处于运行状态中，但是运行的方式为断相运行，在此期间，线路中会存在电流过低的情况，而这种情况一旦长久持续下去，会对电机造成不可逆转的伤害，严重甚至会烧毁设备。在对此种现象实施保护的时候，技术人员可以在电机的主回路当中加设安全保护设备，通常使用的设备是三项式热继电器，此种继电器带有热差动，在安装此种继电器之后，一旦电机回路中出现断相的情况，此时的继电器就会发挥作用，阻止电流通过，从而达到降温的目的，此时的两相回路中，电流流动加快，温度提升，使得三相回路中的形成热差值，一旦形成热差，便会热继电器感知到，启动继电器，使得接触器被迫停止，最终达到断相保护的目标。

四、低压电机的控制

对于工业生产活动来说，如果想要有效控制生产中的部分变量，可以借助电机中的控制元件对设备进行操控，在对电机设备进行设计规划的时候，要注意控制元件的配置，每台电机都应该配备一个与之对应的控制元件，但是对于较为特殊的情况，可以使用特殊的设计工艺，通过一个控制元件，实现对于多台电机的控制，例如，对于一些工业生产活动，其使用的小功率电机，都是通过一台控制元件，来操控两台以上的电机设备，通常情况下，对于普通的电机设备来说，电机控制元件主要包括设备的启动器和接触器。对于较为特殊的电机类型，其控制元件主要是由低压断路器组成。

结语：随着现代化工业脚步的加快，电机的运用也会变得越来越广泛，在现在这种局势下，应该加快电动机保护和控制技术研究的步伐，使电机的保护和控制技术与电机技术的发展保持一致。电力企业要最大程度上实现电机的有效保护和控制，保证电机安全、高效的工作，为工业化发展创造更多的有利条件。

参考文献：

[1]肖飞．基于总线的电机保护装置研究[J]．武汉科技，2015（09）．

[2]刘玲．低压电机的保护与控制[J]．技术交流，2015（13）．