水泥廠電機的保護

  摘要：根據(jù)電機的特性，共有四種特性曲線來保護電機。實際應用中通常選用特性VIT或EIT來保護電機。分析認為，E3現(xiàn)場總線式智能電機保護器代表了今后低壓電機保護發(fā)展的方向。

  0 引 言

  水泥廠電氣設(shè)計除完成一般供配電等設(shè)計外，還有大量的工作是完成設(shè)備電機的拖動控制設(shè)計。水泥廠電氣設(shè)計的核心工作之一是要保證設(shè)備電機按照設(shè)計的工藝操作程序安全、可靠地運行。要達到此目的，電機保護顯得尤為重要。電動機的電氣損壞通常是由于電機內(nèi)部（即繞組）溫升過高（例如電機額定功率出力運行情況下環(huán)境溫度過高或一般環(huán)境溫度下電機較長時間功率過載運行等）導致的。本文就水泥廠電機的保護原理與方法進行淺析。

  1 電機的允許工作溫度

  電機某一部分的溫升為該部分溫度冷卻介質(zhì)溫度之差，單位為K。電機溫升包括定、轉(zhuǎn)子繞組溫升，定、轉(zhuǎn)子鐵心溫升；集電環(huán)溫升及軸承允許溫度（前面已作說明）。B級電機繞組溫升限制為80K；F級電機按B級考核亦為80K；按F級考核則為105K，按相應標準，B級絕緣材料可長期承受的工作溫度是130℃，F(xiàn)級可長期承受155℃，按電機實際運行最高環(huán)溫40℃計算，則電機允許工作溫度為：

  B級時≤120℃（環(huán)溫40℃+溫升80 ）＜130℃

  F級時≤145℃（環(huán)溫40℃+溫升105）＜155℃

  國內(nèi)電機制造一般是低壓電機為B級絕緣，中壓電機是F級絕緣。如不考慮環(huán)境溫度因數(shù)，電機溫升和電機實際工作電流與該電流下電機運行時間的乘積成正比，電機溫升（發(fā)熱）有一個熱積累的時間過程。

  2 保護電機的四種特性曲線

  根據(jù)電機的特性，IEC 60255-3和BS 142標準制定了四種特性曲線來保護電機。

  3 保護方法分析

  實際應用中通常選用特性VIT或EIT來保護電機。其特性曲線如圖1、圖2。

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  對于中壓電機來說，采用微機綜合保護裝置完成VIT或EIT特性保護電機非常容易，因而中壓電機一般都設(shè)計了較完備的保護。低壓電機保護目前通常采用熱繼電器、電機綜合保護器來實現(xiàn)電機過電流、過熱保護。根據(jù)IEC947-4-1標準將電機保護跳閘（起動）等級分為：10A、10、15、20、25、30 、30A，見表1 。這七個電機起動等級電流時限均滿足EIT特性曲線。

  國外各個大公司生產(chǎn)的熱繼電器均能以IEC標準為生產(chǎn)制造標準。例如Schneider 公司的LR2系列熱繼電器和ABB公司的TA系列熱繼電器保護跳閘等級按10A設(shè)計制造，TA系列熱繼電器保護跳閘特性見圖3。

  國內(nèi)對低壓電機保護器的研制起步較早，大多按EIT特性來實施保護，例如凱樂電工的DJB-C、D型電機保護器采用EIT特性曲線，10倍電流（I/ IS =10）動作時限為2.8秒，過流動作值和動作時間約為：6 Is / 8秒 ～1.2 Is / 600秒，保護跳閘等級界于IEC標準的10和10A之間。國內(nèi)電機保護器要解決好可靠性、電子器件溫度漂移和智能通訊問題。

  須特別指出的是RockWell公司的E3現(xiàn)場總線式智能電機保護器，該保護器為RockWell公司智能MCC柜配套器件，集控制操作、測量（L1、L2、L3三相電流、平均電流、功率等）、保護、通訊為一體。另外E3保護器還有4個DI輸入（24VDC）、3個繼電器輸出和1個PTC輸入。通過計算機可設(shè)置改變E3保護器的通訊地址、通訊波特率、設(shè)定電流和跳閘等級（5、10、20、30）等。RockWell公司智能MCC柜一般電控回路（軟起動器、變頻器回路除外）的測量及控制均以E3現(xiàn)場總線式智能電機保護器為核心實施的。

  從電子技術(shù)及通訊技術(shù)的發(fā)展來看，RockWell公司的E3現(xiàn)場總線式智能電機保護器代表了今后低壓電機保護發(fā)展的方向。