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電動(dòng)機保護器

　　電動(dòng)機保護器的作用是給電機全面的保護控制，在電機出現過(guò)流、欠流、斷相、堵轉、短路、過(guò)壓、欠壓、漏電、三相不平衡、過(guò)熱、接地、軸承磨損、定轉子偏心時(shí)、繞組老化予以報警或保護控制。

　　主要種類(lèi)

　?。ㄒ唬崂^電器是五十年代初引進(jìn)蘇聯(lián)技術(shù)開(kāi)發(fā)的金屬片機械式電動(dòng)機過(guò)載保護器。它在保護電動(dòng)機過(guò)載方面具有反時(shí)限性能和結構簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。但存在功能少，無(wú)斷相保護，對電機發(fā)生通風(fēng)不暢，掃膛、堵轉、長(cháng)期過(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動(dòng)作曲線(xiàn)和電動(dòng)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。

　?。ǘ囟壤^電器是采用雙金屬片制成的盤(pán)式或其他形式的繼電器，具有結構簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠，保護范圍廣泛等優(yōu)點(diǎn)，但動(dòng)作緩慢，返回時(shí)間長(cháng)，3KW以上的三角形接法電動(dòng)機不宜使用。如今在電風(fēng)扇、電冰箱、空調壓縮機等方面大量使用。

　　溫度繼電器與熱繼電器不同。溫度繼電器是裝在電動(dòng)機內部，靠溫度變化時(shí)期動(dòng)作的。而熱繼電器裝在動(dòng)力線(xiàn)上，靠電流熱效應動(dòng)作的。

　?。ㄈ╇娮邮诫妱?dòng)機保護器已由晶體管發(fā)展到集成電路至今已發(fā)展到微處理芯片厚模電路，從功能上一般分為斷相保護、綜合保護（多功能保護）、溫度保護和智能保護。此類(lèi)保護器具有節能、動(dòng)作靈敏、精確度高、耐沖擊振動(dòng)，重復性好、保護功能齊全、功耗小等優(yōu)點(diǎn)。

　　1.電動(dòng)機保護器（電機保護器）是以檢測線(xiàn)電流的變化（包括采取、正序、負序、零序和過(guò)流）為原則，可檢測斷相或過(guò)載信號。除具有斷相保護功能外，還具有過(guò)負荷、堵轉保護功能。

　　2.智能保護：集保護、遙測、通訊、遙控與一體的電動(dòng)機保護裝置，對電動(dòng)機發(fā)生斷相、過(guò)載、短路、欠壓、過(guò)壓和漏電等故障時(shí)實(shí)現保護，還具有電流電壓顯示，時(shí)間控制，軟件自診斷，來(lái)電自恢復，自啟動(dòng)順序，故障記憶，自瑣和遠傳報警，顯示故障時(shí)的電流、電壓故障前后用代號閃爍示警，配置RS485通訊接口，實(shí)現計算機聯(lián)網(wǎng)。同時(shí)可監控、監測256臺電動(dòng)機工作等功能。

　?。ㄋ模╇妱?dòng)機保護器在國民經(jīng)濟和節能事業(yè)中的重要意義

　　電動(dòng)機保護器（電機保護器）是發(fā)電、供電、用電系統的重要器件。是跨行業(yè)、量大面廣、節能效果顯著(zhù)的節能機電產(chǎn)品。幾乎滲透到所有用電領(lǐng)域；是工業(yè)、農業(yè)和國防建設及人民生活正常生產(chǎn)和安全工作的重要保證，在國民經(jīng)濟和節能事業(yè)中有著(zhù)不可替代的重要地位和作用。

　　《中華人民共和國節約能源法》規定：“節能是指加強用能管理，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理以及環(huán)境和社會(huì )可以承受的措施，減少從能源生產(chǎn)到消費各個(gè)環(huán)節中的損失和浪費，更加有效、合理地利用能源”；“節能發(fā)展經(jīng)濟的一項長(cháng)遠戰略方針”。節能是系統工程。 據不完全統計，全國運行的1KW-320KW低壓電動(dòng)機數量為6000萬(wàn)臺，占電網(wǎng)用電量的70%以上，是工農業(yè)及商業(yè)系統中應用最為廣泛的動(dòng)力設備。全國每年燒毀電動(dòng)機數量約300萬(wàn)臺，容量為10億千瓦，每年僅電動(dòng)機在燒毀過(guò)程中就耗電為數億度，修理費高達數100億元左右，造成停工停產(chǎn)損失竟達數100億元。僅上述費用不算，還會(huì )造成電機修理后功率下降，耗電量大，性能變差直接影響企業(yè)正常生產(chǎn)。

　　注意事項

　　1．電機比過(guò)去更容易燒毀繞組，是由于絕緣技術(shù)的不斷發(fā)展，在電機的設計上既要求增加出力，又要求減小體積，使新型電動(dòng)機的熱容量越來(lái)越小，過(guò)負荷能力越來(lái)越弱；再由于生產(chǎn)自動(dòng)化程度的提高，要求電動(dòng)機經(jīng)常運行在頻繁的起動(dòng)、制動(dòng)、正反轉以及變負荷等多種方式，對電動(dòng)機保護裝置提出了更高的要求。另外，電動(dòng)機的應用面更廣。常工作于環(huán)境極為惡劣的場(chǎng)合，如潮濕、高溫、多塵、腐蝕等場(chǎng)合。再加上電動(dòng)機制造上的不規范，設備管理上的疏漏。所有這些，造成了如今的電動(dòng)機比過(guò)去更容易損壞，尤其是過(guò)載、短路、缺相、掃膛等故障出現頻率最高

　　2．傳統的保護裝置保護效果不甚理想，是傳統的電機保護裝置以熔斷器、熱繼電器為主。熔斷器主要用于短路保護，熔斷器電流的選擇需考慮電動(dòng)機的起動(dòng)電流，所以單獨使用熔斷器保護電動(dòng)機是不可取的。熱繼電器是應用最廣的電機過(guò)載保護裝置，但熱繼電器靈敏度低、誤差大、穩定性差，保護不可靠。事實(shí)也正是這樣，盡管許多設備安裝了熱繼電器，但電機損壞而影響正常生產(chǎn)的現象仍普遍存在。傳統的保護裝置還沒(méi)有能夠實(shí)現電動(dòng)機的機械磨損監測、定轉子偏心監測的產(chǎn)品。

　　3、電機保護器如今已由過(guò)去的機械式發(fā)展為電子式和智能型，靈敏度高，可靠性高，功能多，調試方便?？芍苯语@示電動(dòng)機的電流、電壓、溫度等參數，保護動(dòng)作后故障種類(lèi)一目了然，極大方便了故障的判斷，有利于生產(chǎn)現場(chǎng)的故障處理和縮短恢復生產(chǎn)時(shí)間。另外，根據電動(dòng)機氣隙磁場(chǎng)進(jìn)行電動(dòng)機偏心檢測技術(shù)使電動(dòng)機磨損狀態(tài)在線(xiàn)監測成為可能，通過(guò)曲線(xiàn)顯示反映電動(dòng)機偏心程度的值的變化趨勢，記錄兩年時(shí)間該值的變化情況，可早期發(fā)現軸承故障，做到早發(fā)現，早處理，避免掃膛事故發(fā)生。

　　3．選用電動(dòng)機保護裝置的目的，既能使電動(dòng)機充分發(fā)揮過(guò)載能力，又能免于損壞，而且還能提高電力拖動(dòng)系統的可靠性和生產(chǎn)的連續性。在能滿(mǎn)足保護要求的情況下首先考慮最簡(jiǎn)單保護裝置，當簡(jiǎn)單的保護裝置不能滿(mǎn)足要求時(shí)，或對保護功能和特性提出更高要求時(shí)，才考慮應用復雜的保護裝置，做到經(jīng)濟性和可靠性的統一。具體的功能選擇應根據綜合考慮電動(dòng)機的本身的價(jià)值、負載情況、環(huán)境好壞、電動(dòng)機的重要程度、退出運行是否對生產(chǎn)系統造成嚴重影響等因素，力爭做到經(jīng)濟合理。

　　4、 理想的電動(dòng)機保護器不是功能最多，也不是所謂最先進(jìn)的，而是應該最實(shí)用的。那么何為實(shí)用呢？實(shí)用應滿(mǎn)足可靠、經(jīng)濟、方便等要素，具有較高的性能價(jià)格比。那么何為可靠呢？可靠首先應滿(mǎn)足功能的可靠，如過(guò)電流、斷相功能必須對各種場(chǎng)合、各種過(guò)程、各種方式發(fā)生的過(guò)電流、斷相均能可靠的動(dòng)作。其次自身的可靠（既然保護器是保護別人的，尤其應具有很高的可靠性）必須具有對各種惡劣環(huán)境的適應性穩定性、耐久性。經(jīng)濟性：采用先進(jìn)的設計、合理的結構，專(zhuān)業(yè)化、規?；纳a(chǎn)，降低產(chǎn)品成本，給用戶(hù)帶來(lái)極高的經(jīng)濟效益。方便性：必須在安裝、使用、調整、接線(xiàn)等方面，盡可能的簡(jiǎn)易方便。

　　選型方法

　　一、 選型基本原則

　　如今，市場(chǎng)上電動(dòng)機保護產(chǎn)品沒(méi)有統一標準，型號規格五花八門(mén)。制造廠(chǎng)商為了滿(mǎn)足用戶(hù)不同的使用需求派生出很多的系列產(chǎn)品，種類(lèi)繁多給廣大用戶(hù)選型帶來(lái)諸多不便，用戶(hù)在選型時(shí)應充分考慮電動(dòng)機保護實(shí)際需求，合理選擇保護功能和保護方式，才能達到良好的保護效果，達到提高設備運行可靠性，減少非計劃停車(chē)，減少事故損失的目的。

　　二、選型的基本方法

　?。ㄒ唬┡c選型有關(guān)的條件：

　　電機保護的選型存在著(zhù)電動(dòng)機與保護器二者怎樣合理配用關(guān)系，以下提供幾個(gè)與保護有關(guān)的條件、因素，為用戶(hù)選型時(shí)提供參考。

　　1、電機方面：要先了解的型號規格、電動(dòng)機功能特性、防護型式、額定電壓、額定電流、額定功率、電源頻率、絕緣等級等。這些內容基本能給用戶(hù)如何正確使用和維護及選型保護器提供了參考依據。

　　2、環(huán)境條件：主要指常溫、高溫、高寒、腐蝕度、震動(dòng)度、風(fēng)沙、海拔、電磁污染等。

　　3、電動(dòng)機用途：主要指拖動(dòng)機械設備要求特點(diǎn)，如風(fēng)機、水泵、空壓機、車(chē)床、油田抽油機等不同負載機械特性。

　　4、控制系統方面：控制模式有手動(dòng)、自動(dòng)、就地控制、遠程控制、單機獨立運行、生產(chǎn)線(xiàn)集中控制等情況。啟動(dòng)方式有直接、降壓、星三角、頻敏變阻器、變頻器、軟起動(dòng)等啟動(dòng)方式。

　　5、其他方面：用戶(hù)對現場(chǎng)生產(chǎn)監護管理是比較隨意還是嚴謹，非正常性的停機對生產(chǎn)影響的嚴重程度等。

　　與保護器的選用有一定相關(guān)因素的還有很多，如安裝位置、電源情況、與配電系統的配合等；還要考慮是對新購電動(dòng)機保護配置，還是對電動(dòng)機保護升級，還是對事故電動(dòng)機保護的完善等；還要考慮電動(dòng)機保護方式改變的難度和對生產(chǎn)影響程度；需根據現場(chǎng)實(shí)際工作條件綜合考慮保護器的選型和調整。

　?。ǘ╇妱?dòng)機保護器的常見(jiàn)類(lèi)型

　　1、熱繼電器：普通小容量交流電機，良好工作條件，不存在頻繁啟動(dòng)等惡劣工況，由于精度差，可靠性不能保證，不推薦使用。

　　2、電子型：檢測三相電流值，整定電流值采用電位器旋鈕或拔碼開(kāi)關(guān)操作，電路一般采用模擬式，采用反時(shí)限或定時(shí)限工作特性。保護功能包括過(guò)載、缺相、堵轉等故障保護，故障類(lèi)型采用指示燈顯示，運行電量采用數碼管顯示。

　　3、智能型：檢測三相電流值，保護器使用單片機，實(shí)現電動(dòng)機智能化綜合保護，集保護、測量、通訊、顯示為一體。整定電流采用數字設定，通過(guò)操作面板按鈕來(lái)操作，用戶(hù)可以根據自己實(shí)際使用要求和保護情況在現場(chǎng)自行對各種參數修正設定，采用數碼管作為顯示窗口，或采用大屏幕液晶顯示，能支持多種通訊協(xié)議，如ModBUS、ProfiBUS等，價(jià)格相對高些，用于較重要場(chǎng)合，如今高壓電動(dòng)機保護均采用智能型。

　　4、熱保護型：在電動(dòng)機中埋入熱元件，根據電動(dòng)機的溫度進(jìn)行保護，保護效果好，但電動(dòng)機容量較大時(shí)，需與電流監測型配合使用，避免電動(dòng)機堵轉時(shí)溫度急劇上升，由于測溫元件的滯后性，導致電動(dòng)機繞組受損。

　　5、磁場(chǎng)溫度檢測型：在電動(dòng)機中埋入磁場(chǎng)檢測線(xiàn)圈和溫度探頭，根據電動(dòng)機內部旋轉磁場(chǎng)的變化和溫度的變化進(jìn)行保護，主要功能包括過(guò)載、堵轉、缺相、過(guò)熱保護和磨損監測，保護功能完善，缺點(diǎn)是需在電動(dòng)機內部安裝磁場(chǎng)檢測線(xiàn)圈和溫度傳感器。

　?。ㄈ?保護器類(lèi)型在電動(dòng)機工作條件下的選擇

　　1、對于工作條件要求不高、操作控制簡(jiǎn)單，監護、管理比較隨意，停機對生產(chǎn)影響不大的單機獨立運行電動(dòng)機，可選用普通型保護器，因普通型保護器結構簡(jiǎn)單，在現場(chǎng)安裝接線(xiàn)、替換、操作簡(jiǎn)單、方便，具有性?xún)r(jià)比高等特點(diǎn)。

　　2、對于工作條件要求很高，安全性和連續性又很關(guān)鍵的，而自動(dòng)化程度高，且需要專(zhuān)人控制、監護、管理，需組網(wǎng)監控的MCC系統中，應選用中高檔、功能較全的保護器。

　　3、對于防爆電機，由于軸承磨損造成偏心，可能導致防爆間隙處摩擦出現高溫，產(chǎn)生爆炸危險，應選擇磨損狀態(tài)監測功能。對于大容量高壓潛水泵，由于檢查維護困難，也應選擇磨損狀態(tài)監測功能，避免發(fā)生掃膛事故造成重大經(jīng)濟損失。

　　4、應用于有防爆要求場(chǎng)所的保護器，要根據應用現場(chǎng)的具體要求，選用相應的防爆型保護器，避免安全事故發(fā)生。

　　電機保護常識

　　1．為什么現在的電機比過(guò)去 更容易燒毀？ 由于絕緣技術(shù)的不斷發(fā)展，在電機的設計上既要求增加出力，又要求減小體積，使新型電機的熱容量越來(lái)越小，過(guò)負荷能力越來(lái)越弱；再由于生產(chǎn)自動(dòng)化程度的提高，要求電機經(jīng)常運行在頻繁的起動(dòng)、制動(dòng)、正反轉以及變負荷等多種方式，對電機保護裝置提出了更高的要求。另外，電機的應用面更廣，常工作于環(huán)境極為惡劣的場(chǎng)合，如潮濕、高溫、多塵、腐蝕等場(chǎng)合。所有這些，造成了現在的電機比過(guò)去更容易損壞，尤其是過(guò)載、短路、缺相、掃膛等故障出現頻率最高。

　　2．為什么傳統的保護裝置保護效果不甚理想？ 傳統的電機保護裝置以熱繼電器為主，但熱繼電器靈敏度低、誤差大、穩定性差，保護不可靠。事實(shí)也是這樣，盡管許多設備安裝了熱繼電器，但電機損壞而影響正常生產(chǎn)的現象仍普遍存在。

　　3、電機保護的發(fā)展現狀？ 目前電機保護器已由過(guò)去的機械式發(fā)展為電子式和智能型，可直接顯示電機的電流、電壓、溫度等參數，靈敏度高，可靠性高，功能多，調試方便，保護動(dòng)作后故障種類(lèi)一目了然，既減少了電機的損壞，又極大方便了故障的判斷，有利于生產(chǎn)現場(chǎng)的故障處理和縮短恢復生產(chǎn)時(shí)間。另外，利用電機氣隙磁場(chǎng)進(jìn)行電機偏心檢測技術(shù)，使電機磨損狀態(tài)在線(xiàn)監測成為可能，通過(guò)曲線(xiàn)顯示電機偏心程度的變化趨勢，可早期發(fā)現軸承磨損和走內圓、走外圓等故障，做到早發(fā)現，早處理，避免掃膛事故發(fā)生。

　　3．保護器選擇的原則？ 合理選用電機保護裝置，實(shí)現既能充分發(fā)揮電機的過(guò)載能力，又能免于損壞，從而提高電力拖動(dòng)系統的可靠性和生產(chǎn)的連續性。具體的功能選擇應綜合考慮電機的本身的價(jià)值、負載類(lèi)型、使用環(huán)境、電機主體設備的重要程度、電機退出運行是否對生產(chǎn)系統造成嚴重影響等因素，力爭做到經(jīng)濟合理。

　　4、理想的電機保護器？ 理想的電機保護器不是功能最多，也不是所謂最先進(jìn)的，而是應該滿(mǎn)足現場(chǎng)實(shí)際需求，做到經(jīng)濟性和可靠性的統一，具有較高的性能價(jià)格比。根據現場(chǎng)的實(shí)際情況合理地選擇保護器的種類(lèi)、功能，同時(shí)考慮保護器安裝、調整、使用簡(jiǎn)單方便，更重要的是要選擇高質(zhì)量的保護器。

　　電機保護器的選型

　　一、 選型基本原則 目前，市場(chǎng)上電機保護產(chǎn)品未有統一標準，型號規格五花八門(mén)。制造廠(chǎng)商為了滿(mǎn)足用戶(hù)不同的使用需求派生出很多的系列產(chǎn)品，種類(lèi)繁多，給廣大用戶(hù)選型帶來(lái)諸多不便；用戶(hù)在選型時(shí)應充分考慮電機保護實(shí)際需求，合理選擇保護功能和保護方式，才能達到良好的保護效果，達到提高設備運行可靠性，減少非計劃停車(chē)，減少事故損失的目的。

　　二、選型的基本方法

　?。ㄒ唬┡c選型有關(guān)的條件

　　1、電機參數：要先了解電機的規格型號、功能特性、防護型式、額定電壓、額定電流、額定功率、電源頻率、絕緣等級等。這些內容基本能給用戶(hù)正確選擇保護器提供了參考依據。

　　2、環(huán)境條件：主要指常溫、高溫、高寒、腐蝕度、震動(dòng)度、風(fēng)沙、海拔、電磁污染等。

　　3、電機用途：主要指拖動(dòng)機械設備要求特點(diǎn)，如風(fēng)機、水泵、空壓機、車(chē)床、油田抽油機等不同負載機械特性。

　　4、控制方式：控制模式有手動(dòng)、自動(dòng)、就地控制、遠程控制、單機獨立運行、生產(chǎn)線(xiàn)集中控制等情況。啟動(dòng)方式有直接、降壓、星角、頻敏變阻器、變頻器、軟起動(dòng)等。

　　5、其他方面：用戶(hù)對現場(chǎng)生產(chǎn)監護管理情況，非正常性的停機對生產(chǎn)影響的嚴重程度等。

　　與保護器的選用相關(guān)的因素還有很多，如安裝位置、電源情況、配電系統情況等；還要考慮是對新購電機配置保護，還是對電機保護升級，還是對事故電機保護的完善等；還要考慮電機保護方式改變的難度和對生產(chǎn)影響程度；需根據現場(chǎng)實(shí)際工作條件綜合考慮保護器的選型和調整。

　?。ǘ?電機保護器的常見(jiàn)類(lèi)型

　　1、熱繼電器：普通小容量交流電機，工作條件良好，不存在頻繁啟動(dòng)等惡劣工況的場(chǎng)合；由于精度較差，可靠性不能保證，不推薦使用。

　　2、電子型：檢測三相電流值，整定電流值采用電位器或拔碼開(kāi)關(guān)，電路一般采用模擬式，采用反時(shí)限或定時(shí)限工作特性。保護功能包括過(guò)載、缺相、堵轉等，故障類(lèi)型采用指示燈顯示，運行電量采用數碼管顯示。

　　3、智能型：檢測三相電流值，保護器使用單片機，實(shí)現電機智能化綜合保護，集保護、測量、通訊、顯示為一體。整定電流采用數字設定，通過(guò)操作面板按鈕來(lái)操作，用戶(hù)可以根據電機具體情況在現場(chǎng)對各種參數修正設定；采用數碼管作為顯示窗口，或采用大屏幕液晶顯示，能支持多種通訊協(xié)議，如ModBUS、ProfiBUS等，價(jià)格相對較高，用于較重要場(chǎng)合；目前高壓電機保護均采用智能型保護裝置。

　　4、熱保護型：在電機中埋入熱元件，根據電動(dòng)機繞組的溫度進(jìn)行保護，保護效果好；但電機容量較大時(shí)，需與電流監測型配合使用，避免電機堵轉時(shí)溫度急劇上升時(shí)，由于測溫元件的滯后性，導致電機繞組受損。

　　5、磁場(chǎng)溫度檢測型：在電機中埋入磁場(chǎng)檢測線(xiàn)圈和測溫元件，根據電機內部旋轉磁場(chǎng)的變化和溫度的變化進(jìn)行保護，主要功能包括過(guò)載、堵轉、缺相、過(guò)熱保護和磨損監測，保護功能完善，缺點(diǎn)是需在電機內部安裝磁場(chǎng)檢測線(xiàn)圈和溫度傳感器。

　?。ㄈ?保護器類(lèi)型的選擇

　　1、對于工作條件要求不高、操作控制簡(jiǎn)單，停機對生產(chǎn)影響不大的單機獨立運行電機，可選用普通型保護器，因普通型保護器結構簡(jiǎn)單，在現場(chǎng)安裝接線(xiàn)、替換方便，操作簡(jiǎn)單，具有性?xún)r(jià)比高等特點(diǎn)。

　　2、對于工作條件惡劣，對可靠性要求高，特別是涉及自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的電動(dòng)機，應選用中高檔、功能較全的智能型保護器。

　　3、對于防爆電機，由于軸承磨損造成偏心，可能導致防爆間隙處摩擦出現高溫，產(chǎn)生爆炸危險，應選擇磨損狀態(tài)監測功能。對于大容量高壓潛水泵等特殊設備，由于檢查維護困難，也應選擇磨損狀態(tài)監測功能，同時(shí)監測軸承的溫度，避免發(fā)生掃膛事故造成重大經(jīng)濟損失。

　　4、應用于有防爆要求場(chǎng)所的保護器，要根據應用現場(chǎng)的具體要求，選用相應的防爆型保護器，避免安全事故發(fā)生。

相關(guān)資訊： 三相電動(dòng)機保護器的工作原理及構成