1.功能定义
电子式过载继电器(电动机保护器)常用的保护功能可分为电流相关的保护功能和电压相关的保护功能。
(1)电流相关的保护功能
1)过载保护。过载是一种非正常运行状态,一定范围或一定时间内的过载是允许的,但长时间过载是不允许的。电动机长时间过载运行,将使电动机温升超过允许值,从而加速绕组绝缘介质老化,甚至将电动机烧坏,所以对电动机来说,需要合理设置过载保护功能。
2)断相保护。是多相电路的一相导线中电流的消失而断开被保护设备或多相电路中的一相或几相失去电压来防止将电源施加到被保护设备上的一种保护方式。对星形联结的电动机采用电流型断相保护,星形联结的电动机,当某相断相则该相无电流,而另两相中有某相电流比额定电流高,可通过电流判断断相故障。而三角形联结中情况就不一样,仍采用电流型断相保护,在断相情况下将会烧毁电动机,达不到断相保护的目的。所以,对三角形联结的电动机,采用电压型断相保护。
3)三相电流不平衡度。三相电流不平衡是指电动机在运行过程中,由于线路或电动机本身发生故障,造成流过电动机三相绕组的电流不完全相等,用三相电流不平衡度来衡量流过电动机三相绕组电流的差异程度(通常以百分数表示)。
4)接地故障保护。由于导体与地连接或对地绝缘电阻变得小于规定值而引起的故障称为接地故障。可利用零序电流、剩余电流来实现接地故障保护。
5)堵转保护。在起动过程中,电动机转子被卡住而停止转动。检测该故障时,可采用电流检测方式或转速检测方式或两者同时采用。目前市场上的电动机保护器以检测电流方式来实现堵转保护功能为主,较高端的电动机保护器可以通过外接转速传感器实现堵转保护。
6)阻塞保护。在起动过程结束后的运行过程中发生严重过载,此时电动机转子停止转动,阻塞保护装置动作,切断电路。
7)起动超时。在设定的起动时间内电流未降到额定电流的110%,则认为起动超时,保护器在设定的(延时)时间内发出停止指令,并报警。
8)欠载保护。负载小于额定负载的一种故障状态,这种故障通常是由于负载出现非正常情况的突变,如流水线输送带的突然断裂、水泵的空转等。使用中可以通过欠载保护实现节能,例如:一台55kW电动机,正常运行时电流为70~80A,没有负载时,电流只有15~25A,没有负载的电动机空转浪费电能,此时可以通过欠载保护将电动机停下来,需要重新使用时再起动。
(2)电压相关的保护功能
2)欠电压保护。对电动机主回路中欠电压故障进行保护。
3)相序保护。在规定的条件下,电动机电源侧出现不正确的相位顺序时,进行保护。该功能适用于非常重视相序正确与否的负载,如水泵电动机、自动三角起重架、电风扇等类似设备,反方向的运转有可能导致设备的损坏。(www.xing528.com)
4)欠(有功)功率。一种由于功率因数过小等原因而造成有功功率过低的非期望运行状况。欠功率保护也可以用于工厂节能,当检测到功率因数过低时停止电动机运行。
(3)其他相关的保护功能
1)温度保护。电子式过载继电器通过温度传感器采集电动机温度情况,根据实测温度对电动机实施保护。温度保护通过测量电动机实际温度进行保护,比通过数学模拟电动机的过载保护更接近实际,保护效果更好,但不是所有电动机都带有温度传感器,保护会因传感器位置的偏差而引起偏差。在电动机中常用的测温传感器有:Pt100、PtC、NTC、Cu50等。
2)联锁保护。联锁保护常用于生产工艺联锁,例如:和压力传感器信号配合使用,和转速传感器配合使用,或与跑偏开关配合使用,1级跑偏报警,2级跑偏脱扣等。
2.参数设定
为使电子式过载继电器能与电动机完美的配合,实现准确的保护、控制,需对电子式过载继电器内部的参数进行设定。通常所需设定的额定参数包括:电动机额定电参数、保护参数、控制参数和其他参数。
(1)额定电参数设定 额定电参数包括:电动机额定电流、额定电压、额定功率、额定频率等参数。电子式过载继电器的过载、断相、不平衡、堵转、阻塞、起动超时等故障都是通过实际运行电流与额定电流之间的数学模型进行分析处理的,所以额定电流的设定值直接关系到保护的准确性。使用双金属片式热继电器时,将额定电流设定为实际电流的1.2倍。在电子式过载继电器中不必如此设定,因为电子式过载继电器测量准确度、动作准确度、可重复性等远优于双金属片式热继电器,并且过载保护特性按GB14048.4标准中规定的从冷态开始通以额定电流在2h内不脱扣,在1.2倍额定电流时2h内脱扣的要求,在电子式过载继电器中,电动机额定电流应该直接设置为电动机实际额定电流。
额定电压主要用于过电压保护和欠电压保护的判断,同样直接设定为电动机额定电压即可,当然如果所需保护的电压基准不是额定电压,也可以根据实际情况调整。
额定功率主要用于欠功率保护判断,设定为电动机额定功率。
额定频率设定可以用于超频、欠频保护,但实际还可以通过测频、转速传感器与电子式过载继电器进行超频、欠频保护。
(2)保护参数设定 常用的保护参数包括热过载曲线的选取、堵转、阻塞、欠载、不平衡、起动超时、过电压、欠电压、欠功率阈值的设定。电子式过载继电器热过载曲线完全可以替代双金属片式热继电器的2、3、5、10A、10、20、30、40等曲线,使用时可根据原双金属式热继电器曲线进行设定。如果电动机厂商提供了完整的电动机热过载曲线,可以根据热过载曲线进行设定。堵转、阻塞、过电压、欠电压、欠功率等保护参数的阈值通常是以百分比给出的,对应的单位为额定电流、额定电压等电参数中设定的额定电参数单位,根据设计工艺进行调整,不需调整的可维持厂商出厂值。
(3)控制参数设定 电子式过载继电器通常为综合型电动机保护器,除带有测量、保护功能外,还带有控制功能。控制功能主要包括:保护起动、直接起动、星-三角起动、自耦减压起动、双向起动、双速起动等起动方式。实际使用时,根据设计的控制回路,将控制模块设置为对应的起动方式。
(4)其他参数设定 电子式过载继电器通常还带有通信功能、模拟量变送输出功能、测温保护、模拟量输入保护等功能。需要使用上述功能时,用户需要进行相应功能参数的设定。
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