電動機的多種保護方式

3.3.1、電動機溫度保護

溫度保護是利用安裝在電動機內部的溫度繼電器或變換器來實現的。當電動機達到一定溫度時繼電器動作，通過控制電路斷開電動機的主電路。對于單相小容量電動機，可以用繼電器直接斷開動力電路。

根據溫度傳感器的不同可以分為：

（1）雙金屬盤式溫度繼電器：優點是簡單、便宜、方便；缺點：動作溫度不能調整，動作特性不穩定；

（2）PTC熱敏電阻：主要用在400V小容量電動機（400kW以下），優點體積小，放置靈活（定子或轉子），缺點動作時間滯后。

3.3.2、電動機熱保護

熱保護是利用熱繼電器，按照電機定子電流的大小規定允許過負荷時間的長短來對電動機進行保護。

（1）根據過負荷種類可分為：長時間過負荷（小電流）和短時間過負荷（大電流）。

從額定負荷狀態下，發生短時間過負荷的允許時間（基于同樣的絕緣老化程度）

在一定負荷條件下，允許過負荷時間由過負荷的倍數來決定。如，  ＝1.5時，允許過負荷 t＝3min即有（基于超過額定工況的溫升相等）

（2）不管是基于同樣的絕緣老化程度，還是基于超過額定工況的溫升相等，均有 I－t 反時限特性（特別反時限）。究竟什么樣的電動機及其保護的過負荷特性是合理的，至今尚無一致意見。不同工況下的反時限特性千變萬化，很難統一表達。

（3）幾種常用反時限特性曲線：特別反時限，非常反時限，一般反時限。

（1）電動機熱保護的優缺點：

 1）熱保護能很好的保護短時間大電流的過負荷；

 2）過負荷保護電流應反映各次諧波的均方根。

 3）電動機的發熱由損耗決定，其中一部分損耗與電流無關；

 4）除定子電流外，轉子電流，通風，堵轉等都與發熱有關；

 5）熱保護特性與電動機的散熱特性很難一致。

3.3.3、電動機溫度-電流保護

熱保護在短時間大電流過負荷時效果較好（由定子繞組的發熱時間常數決定），溫度保護在長時間小電流過負荷時效果較好（由電動機的綜合發熱時間常數決定）。將溫度保護和熱保護兩者結合，組成溫度-電流保護，是一種理想的電動機過負荷保護。

3.3.4、電動機電流保護

將保護電器檢測的信號，經過變換或放大后去控制被保護對象，當電流達到整定值時保護電器動作，這樣的保護稱為電流保護。

（1）電動機的電流保護類型： 相間短路保護（速斷保護和差動保護）、單相接地保護（帶方向和不帶方向）、堵轉保護、嚴重過負荷保護和相間電流不平衡保護（負序電流保護）。

（2）電動機的相間短路保護之一：電流速斷保護

條件：小于2000kW，相間短路電路遠大于啟動電流、堵轉電流和電動機外部短路時向短路點的反饋電流。

優點：快速、可靠、簡單、經濟。

速斷動作電流Iop應整定為                        

(電動機引線發生三相短路時，系統側供給的短路電路)

要求直接啟動的電動機容量應小于變壓器容量的一半。（變頻啟動和降壓啟動的電動機另議）

（3）電動機的相間短路保護之二：差動保護

條件：電動機容量在2000kW以上，或小于2000kW但電流速斷保護靈敏度不夠時，應裝設縱差保護。

自啟動過程中，差動保護易誤動原因分析：大型異步電動機自啟動過程延續幾秒，而兩側電流互感器的暫態傳輸特性很難保持一致，實際動模結果也證明了這一點。

解決方案：動模分析結果得知，不平衡差流中含有顯著的二次諧波成分，同時(I2/I1)并不隨著不平衡電流的衰減而減小。所以利用二次諧波制動原理可以抑制誤動，制動比可以30％～40％。或采用磁平衡式縱差保護 。

（4）磁平衡式縱差保護（自平衡式縱差保護）

磁平衡差動保護，俗稱“小差動保護"。當電動機安裝磁平衡式電流互感器時，“磁平衡差動保護"控制字投入。磁平衡差動保護的電流從裝置中性點側電流回路輸入，電流定值取自“差動，啟動電流定值"。

（5）單相接地保護

單相接地電流大于5A時，應裝設單相接地保護。接地電流小于10A時，保護可延時報警或跳閘。接地電流大于10A時，保護應延時跳閘。

如果接地電流足夠大，縱差保護可兼作單相接地保護。

如果供電網很小，零序電流不足以區分內外接地故障，需增加零序功率方向保護

（6）電動機堵轉保護

電動機帶負荷升速啟動時間為 ，允許堵轉時間為 。

當 時可以方便地使用反時限保護來實現。傳統做法，啟動時退出該保護，微機保護可以不退出，自動提高啟動電流，可以作為啟動時堵轉保護。（反時限兼做堵轉保護）

當 時，采用定時限過流保護。 可以長時間投入，作為啟動時堵轉保護。 （定時限兼做堵轉保護）

（7）嚴重過負荷保護

在電路中，當回路電流超過過負荷保護裝置預設值時，過負荷保護裝置自動斷開電流回路，起到保護有效負載的作用。

保護不足，多條曲線組合

（8）三相電流不平衡保護：負序電流保護

考慮外部供電系統不對稱短路時反饋負序電流引起不平衡保護誤動，應該延時躲開。