电动机的多种保护方式

3.3.1、电动机温度保护

温度保护是利用安装在电动机内部的温度继电器或变换器来实现的。当电动机达到一定温度时继电器动作，通过控制电路断开电动机的主电路。对于单相小容量电动机，可以用继电器直接断开动力电路。

根据温度传感器的不同可以分为：

（1）双金属盘式温度继电器：优点是简单、便宜、方便；缺点：动作温度不能调整，动作特性不稳定；

（2）PTC热敏电阻：主要用在400V小容量电动机（400kW以下），优点体积小，放置灵活（定子或转子），缺点动作时间滞后。

3.3.2、电动机热保护

热保护是利用热继电器，按照电机定子电流的大小规定允许过负荷时间的长短来对电动机进行保护。

（1）根据过负荷种类可分为：长时间过负荷（小电流）和短时间过负荷（大电流）。

从额定负荷状态下，发生短时间过负荷的允许时间（基于同样的绝缘老化程度）

在一定负荷条件下，允许过负荷时间由过负荷的倍数来决定。如，  ＝1.5时，允许过负荷 t＝3min即有（基于超过额定工况的温升相等）

（2）不管是基于同样的绝缘老化程度，还是基于超过额定工况的温升相等，均有 I－t 反时限特性（特别反时限）。究竟什么样的电动机及其保护的过负荷特性是合理的，至今尚无一致意见。不同工况下的反时限特性千变万化，很难统一表达。

（3）几种常用反时限特性曲线：特别反时限，非常反时限，一般反时限。

（1）电动机热保护的优缺点：

 1）热保护能很好的保护短时间大电流的过负荷；

 2）过负荷保护电流应反映各次谐波的均方根。

 3）电动机的发热由损耗决定，其中一部分损耗与电流无关；

 4）除定子电流外，转子电流，通风，堵转等都与发热有关；

 5）热保护特性与电动机的散热特性很难一致。

3.3.3、电动机温度-电流保护

热保护在短时间大电流过负荷时效果较好（由定子绕组的发热时间常数决定），温度保护在长时间小电流过负荷时效果较好（由电动机的综合发热时间常数决定）。将温度保护和热保护两者结合，组成温度-电流保护，是一种理想的电动机过负荷保护。

3.3.4、电动机电流保护

将保护电器检测的信号，经过变换或放大后去控制被保护对象，当电流达到整定值时保护电器动作，这样的保护称为电流保护。

（1）电动机的电流保护类型： 相间短路保护（速断保护和差动保护）、单相接地保护（带方向和不带方向）、堵转保护、严重过负荷保护和相间电流不平衡保护（负序电流保护）。

（2）电动机的相间短路保护之一：电流速断保护

条件：小于2000kW，相间短路电路远大于启动电流、堵转电流和电动机外部短路时向短路点的反馈电流。

优点：快速、可靠、简单、经济。

速断动作电流Iop应整定为                        

(电动机引线发生三相短路时，系统侧供给的短路电路)

要求直接启动的电动机容量应小于变压器容量的一半。（变频启动和降压启动的电动机另议）

（3）电动机的相间短路保护之二：差动保护

条件：电动机容量在2000kW以上，或小于2000kW但电流速断保护灵敏度不够时，应装设纵差保护。

自启动过程中，差动保护易误动原因分析：大型异步电动机自启动过程延续几秒，而两侧电流互感器的暂态传输特性很难保持一致，实际动模结果也证明了这一点。

解决方案：动模分析结果得知，不平衡差流中含有显著的二次谐波成分，同时(I2/I1)并不随着不平衡电流的衰减而减小。所以利用二次谐波制动原理可以抑制误动，制动比可以30％～40％。或采用磁平衡式纵差保护 。

（4）磁平衡式纵差保护（自平衡式纵差保护）

磁平衡差动保护，俗称“小差动保护”。当电动机安装磁平衡式电流互感器时，“磁平衡差动保护”控制字投入。磁平衡差动保护的电流从装置中性点侧电流回路输入，电流定值取自“差动，启动电流定值”。

（5）单相接地保护

单相接地电流大于5A时，应装设单相接地保护。接地电流小于10A时，保护可延时报警或跳闸。接地电流大于10A时，保护应延时跳闸。

如果接地电流足够大，纵差保护可兼作单相接地保护。

如果供电网很小，零序电流不足以区分内外接地故障，需增加零序功率方向保护

（6）电动机堵转保护

电动机带负荷升速启动时间为 ，允许堵转时间为 。

当 时可以方便地使用反时限保护来实现。传统做法，启动时退出该保护，微机保护可以不退出，自动提高启动电流，可以作为启动时堵转保护。（反时限兼做堵转保护）

当 时，采用定时限过流保护。 可以长时间投入，作为启动时堵转保护。 （定时限兼做堵转保护）

（7）严重过负荷保护

在电路中，当回路电流超过过负荷保护装置预设值时，过负荷保护装置自动断开电流回路，起到保护有效负载的作用。

保护不足，多条曲线组合

（8）三相电流不平衡保护：负序电流保护

考虑外部供电系统不对称短路时反馈负序电流引起不平衡保护误动，应该延时躲开。