電機(包括各種發(fā)電機和各類(lèi)電機)保護器已滲透所有發(fā)電、供電、用電系統等領(lǐng)域 ,是發(fā)電、供電、用電系統的重要組成部分,甚至關(guān)系到工業(yè)、農業(yè)和國防建設及人民生活等各個(gè)方面。它已成為節能降耗和自動(dòng)化保護控制系統不可缺少的重要裝置,是跨行業(yè)、量大面廣、節能效果顯著(zhù),符合國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策的節能機電產(chǎn)品和更新?lián)Q代產(chǎn)品,在國民經(jīng)濟和節約能源事業(yè)中有著(zhù)不可替代的重要地位和作用。
電機保護器的概況
我國電機保護器的發(fā)展,經(jīng)歷了全面仿蘇-->自行設計-->更新?lián)Q代-->引進(jìn)技術(shù)-->跟蹤國外新產(chǎn)品等幾個(gè)階段,從機械式的雙金屬熱繼電器發(fā)展到雙金屬溫度開(kāi)關(guān)和電子式保護控制等。
1.熱繼電器
熱繼電器是50年代初引進(jìn)蘇聯(lián)技術(shù)開(kāi)發(fā)的雙金屬片機械式電機過(guò)載保護器,它在保護電機過(guò)載方面具有反時(shí)限性能和結構簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。但是,由于其工作原理,必然存在功能少,對電機發(fā)生通風(fēng)不暢、掃膛、堵轉、長(cháng)期輕過(guò)載、頻繁啟動(dòng)等故障不起保護作用。這主要是因為熱繼電器的動(dòng)作曲線(xiàn)和電機實(shí)際保護曲線(xiàn)不一致,失去了保護作用。且重復性能差、大電流過(guò)載或短路故障后不能再次使用、調整誤差大、易受環(huán)境溫度的影響誤動(dòng)或拒動(dòng)、功耗大、耗材多、性能指標落后等缺陷。
2. 溫度繼電器和溫度開(kāi)關(guān)
溫度繼電器是采用雙金屬片制成的盤(pán)式繼電器,具有結構簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠、保護范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。但動(dòng)作緩慢,返回時(shí)間長(cháng),3KW以上的三角型接法電機不易使用。目前在電風(fēng)扇、電冰箱、空調壓縮機等方面大量使用的是雙金屬片制成的常閉觸點(diǎn)式溫度開(kāi)關(guān)。溫度繼電器與熱繼電器不同。溫度繼電器是裝電機內部溫度變化使其動(dòng)作的;而熱繼電器是裝在動(dòng)力線(xiàn)上,靠電流熱效應動(dòng)作的。
3. 電子式電機保護器
隨著(zhù)電子技術(shù)的迅速發(fā)展,電子式保護器應運而生。目前已由晶體管發(fā)展到集成電路、彈片計和數字信號處理器。這類(lèi)電子式保護器從功能上一般分為斷相保護、綜合保護(多功能保護)、溫度保護、智能保護(微機監測保護控制)和集中監測保護控制等。
(1)斷相保護。斷相保護是采用電壓檢測法或電流檢測法取樣和三相不平衡原理,由電子分離元件或集成電路構成的。但在實(shí)際應用中由于電壓的波動(dòng)或網(wǎng)絡(luò )負荷的不平衡,使電機的工作電壓難以平衡。因此很容易誤動(dòng),且只能在某種斷相故障發(fā)生時(shí)動(dòng)作,斷相保護范圍很小。
(2)綜合保護(多功能保護)。綜合保護是采取正序、負序、零序和過(guò)電流等方法監測線(xiàn)電流的變化原理,已由晶體管電路發(fā)展到集成電路、厚膜電路或專(zhuān)用集成電路。除具有斷相保護功能外,還具有過(guò)負荷、堵轉、三相不平衡保護功能。但只能在某種斷相和一定范圍內過(guò)負荷故障時(shí)動(dòng)作,它對通風(fēng)不暢、環(huán)溫過(guò)高、掃膛等故障無(wú)保護作用。有的綜合保護還具有漏(觸)電保護功能,以及故障指示和數碼管顯示等。
(3)溫度保護。當電機出現各種故障時(shí),都將導致繞組溫度升高,達到危險值之前,傳感器推動(dòng)繼電器動(dòng)作或可控硅截至,將溫度信號變?yōu)殡娦盘栞敵?,送至保護裝置中,經(jīng)晶體管或集成電路檢索放大,迅速切斷電機主控電源,使其得到保護控制。溫度保護可以實(shí)現過(guò)負荷起動(dòng)、頻繁起動(dòng)、受潮、各種斷相、過(guò)載、堵轉、調速電機轉速過(guò)低、通風(fēng)不暢、環(huán)溫過(guò)高、污垢嚴重、反響電流制動(dòng),由于電壓或頻率的增加引起鐵損增加、不對稱(chēng)電壓引起的過(guò)負荷、機械損耗增加故障等很多情況下的保護。此外,把傳感器安放在電機內部,可消除各種環(huán)境對傳感器的影響,動(dòng)作可靠。因此,不僅電動(dòng)機實(shí)現可靠保護,而且對發(fā)電機、變壓器、電焊機等均能實(shí)現可靠保護。國際上稱(chēng)之為電機全保護裝置。另外,有資料報道,此類(lèi)保護昂貴,只有大型電機使用,這是不符合實(shí)際的。
(4) 智能保護和集中監測保護控制。智能保護是采用微機處理器(包括單片機和數字信號處理器DSP等)組成的保護控制裝置。由于微處理器的智能和功能強大,,可實(shí)現以上保護控制裝置不能實(shí)現的保護控制功能。還具有能迅速處理采集的電機各種故障信號,將結果同各種設定參數進(jìn)行比較,當超過(guò)設定值時(shí)可發(fā)出控制動(dòng)作信號達到保護控制目的,并可隨時(shí)設定和顯示各種參數等優(yōu)點(diǎn)。
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