電動(dòng)機(jī)保護(hù)與控制回路電氣設(shè)計(jì)問(wèn)題淺談

摘要：日新月異的科學(xué)技術(shù)對(duì)電動(dòng)機(jī)保護(hù)與控制回路電氣設(shè)計(jì)提出了更新更高的要求，本文具有針對(duì)性地分析研究了控制回路電氣和保護(hù)電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中存在的相關(guān)問(wèn)題。并提出了解決方法，對(duì)于如何在設(shè)計(jì)時(shí)更好地對(duì)回路電氣加以控制以及更為有效地保護(hù)電動(dòng)機(jī)，做出了理論上的指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：正反轉(zhuǎn)控制；啟停控制；繼電保護(hù)；變電站；電動(dòng)機(jī)

中圖分類號(hào)：TM307 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 (2012) 10-0119-01

在變電站設(shè)備運(yùn)行使用情況中，電動(dòng)機(jī)和回路電氣的控制問(wèn)題是比較關(guān)鍵的兩點(diǎn)。本文對(duì)于保護(hù)電動(dòng)機(jī)和對(duì)回路電氣加以控制兩個(gè)目的達(dá)成的解決方法是：按照控制和保護(hù)要求設(shè)計(jì)二次電路，選擇一次設(shè)備時(shí)，可以以電動(dòng)機(jī)的停啟要求作為選擇依據(jù)。當(dāng)高壓電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的反正轉(zhuǎn)要求和停啟狀態(tài)次數(shù)較多時(shí)，控制反正轉(zhuǎn)和進(jìn)行停啟以接觸器為實(shí)施辦法。

一、電動(dòng)機(jī)保護(hù)的含義

在概念區(qū)分上，電動(dòng)機(jī)的控制和保護(hù)是從根本上完全不同的，務(wù)必需要區(qū)分清楚對(duì)于二次電路和一次電路的設(shè)計(jì)。斷路器在變電站中的選用，必須是自保持型機(jī)械保護(hù)裝置，防止當(dāng)控制電源突然中斷時(shí)，因?yàn)樽员３謾C(jī)械型斷路器的存在保護(hù)裝置能夠避免跳閘，從而避免了大面積停電的發(fā)生。若此刻有事故發(fā)生，保護(hù)裝置的跳閘可以經(jīng)由上一級(jí)保護(hù)動(dòng)作完成。較為頻繁地停啟電動(dòng)機(jī)，或者工藝提出要求緊急停車時(shí)，接觸器應(yīng)選擇電保持型。如按上文要求選擇的斷路器為自保持機(jī)械型時(shí)，斷路器將會(huì)非常頻繁地進(jìn)行合分閘動(dòng)作，若部分機(jī)械出現(xiàn)故障，斷路器會(huì)選擇無(wú)視工藝急需緊急停車的要求，選擇繼續(xù)運(yùn)行而不是停動(dòng)跳閘，由此造成的損失將是巨大的，故而此時(shí)對(duì)于短路的保護(hù)動(dòng)作應(yīng)由斷路器或熔斷器進(jìn)行。在控制電動(dòng)機(jī)的停啟時(shí)，應(yīng)使用電保持的接觸器，當(dāng)工藝提出需要進(jìn)行緊急停車時(shí)，接觸器的自保持電路在接收到工藝緊急停車信號(hào)時(shí)自動(dòng)斷開，也可以將接觸器的控制電源直接斷開，這樣就極大地提高了其可靠性，保證了斷路器的正常使用。即便出現(xiàn)了緊急停車情況，也能既保證斷路器的高效工作，也能實(shí)現(xiàn)部分跳閘而不造成大面積停電。

二、電動(dòng)微機(jī)保護(hù)

使用微機(jī)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)時(shí)，具有極強(qiáng)的保護(hù)功能，這種保護(hù)措施已經(jīng)非常廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)今的電氣設(shè)計(jì)領(lǐng)域中。控制停啟常規(guī)的380/220V低壓電動(dòng)機(jī)時(shí)，一般都會(huì)使用接觸器進(jìn)行控制，對(duì)該型號(hào)的低壓電動(dòng)機(jī)的短路保護(hù)措施，使用的通常是低壓熔斷器或是低壓斷路器，而保護(hù)負(fù)荷的儀器設(shè)備大多使用熱繼電器實(shí)現(xiàn)。保護(hù)措施使用微機(jī)后，對(duì)于低壓電動(dòng)機(jī)的保護(hù)動(dòng)作，包括熱保護(hù)、堵轉(zhuǎn)、斷相、低電壓、過(guò)電壓、過(guò)負(fù)荷、過(guò)電流等，微機(jī)將會(huì)經(jīng)由接觸器全部實(shí)現(xiàn)，但對(duì)于短路的保護(hù)，低壓熔斷器和低壓斷路器依舊是無(wú)法被替代的儀器設(shè)備選擇。保護(hù)高壓電動(dòng)機(jī)時(shí)，高壓斷路器是微機(jī)進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作的最優(yōu)選擇。當(dāng)高壓電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)工藝緊急停車或停啟頻繁的情況時(shí)，斷高壓斷路器和微機(jī)可經(jīng)由變電站內(nèi)的高壓配電室進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)保護(hù)高壓電動(dòng)機(jī)的目的；還可以將高壓接觸器和隔離開關(guān)設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)的高壓電動(dòng)機(jī)旁邊，以此控制工藝緊急停車或是頻繁停啟。同時(shí)二次電路還能夠具有較高的可靠性和較為簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)等特征優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)高壓電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)控制反正轉(zhuǎn)停啟的要求時(shí)，應(yīng)采取上文提到的方法，使用高壓斷路器合微機(jī)，在變電站的高壓配電室內(nèi)進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)保護(hù)高壓電動(dòng)機(jī)的目的；或是將兩臺(tái)高壓接觸器和隔離開關(guān)設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)高壓電動(dòng)機(jī)旁邊，以此實(shí)現(xiàn)控制工藝緊急停車與反正轉(zhuǎn)停啟的目的。如果在變電站高壓配電室內(nèi)安裝高壓接觸器的話，當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，保護(hù)動(dòng)作就需要高壓熔斷器來(lái)進(jìn)行，以高壓接觸器為途徑，實(shí)現(xiàn)對(duì)于熱保護(hù)、啟動(dòng)、堵轉(zhuǎn)、斷相、低電壓、過(guò)電壓、過(guò)負(fù)荷、過(guò)電流的微機(jī)保護(hù)。常規(guī)保護(hù)要比二次電路設(shè)計(jì)更為復(fù)雜，后者卻加入了更多的保護(hù)功能。應(yīng)從施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)將控制高壓電動(dòng)機(jī)的工藝停車和停啟的電纜引到變電站高壓配電室內(nèi)。這種方案適宜于較近的高壓配電室和高壓電動(dòng)機(jī)之間的距離長(zhǎng)度。如果高壓配電室與高壓電動(dòng)機(jī)距離比較遠(yuǎn)時(shí)，即可使用高壓斷路器與微機(jī)，在變電站高壓配電室內(nèi)進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)保護(hù)高壓電動(dòng)機(jī)的目的；或是將高壓接觸器和隔離開關(guān)設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)高壓電動(dòng)機(jī)旁邊，用以控制工藝停車和啟停，此方案可使外部控制電纜的施工設(shè)計(jì)大為簡(jiǎn)化。如果高壓電動(dòng)機(jī)并未頻繁停啟，或是當(dāng)高壓電動(dòng)機(jī)不需要控制反正轉(zhuǎn)啟停時(shí)，對(duì)于停啟的控制可使用斷路器直接進(jìn)行，斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)宜為彈簧儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)。當(dāng)高壓電動(dòng)機(jī)的停啟較為頻繁，并且高壓電動(dòng)機(jī)不需要控制反正轉(zhuǎn)停啟時(shí)，斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)可選擇永磁結(jié)構(gòu)。微機(jī)在進(jìn)行保護(hù)高壓電動(dòng)機(jī)動(dòng)作時(shí)，采用的通信規(guī)約是電力系統(tǒng)內(nèi)的，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)控制聯(lián)網(wǎng)DCS系統(tǒng)，在對(duì)高壓電動(dòng)機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在DCS系統(tǒng)內(nèi)引入事故信號(hào)、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行新號(hào)、控制停啟信號(hào)、L2相電流。當(dāng)使用高壓斷路器和微機(jī)對(duì)變電站高壓配電室內(nèi)的高壓電動(dòng)進(jìn)行保護(hù)時(shí)，斷路器的分合閘信號(hào)即為控制停啟的信號(hào)；微機(jī)保護(hù)的預(yù)告與事故報(bào)警信號(hào)即為事故信號(hào)。斷路器的合閘信號(hào)可視作是高壓電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行信號(hào)。用高壓接觸器進(jìn)行控制啟停時(shí)，可并聯(lián)高壓接觸器的控制啟動(dòng)信號(hào)和啟動(dòng)控制信號(hào)，串聯(lián)高壓接觸器的控制停止信號(hào)和停止控制信號(hào)。可在高壓接觸器的輔助常開接點(diǎn)上取得高壓電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行信號(hào)。引出的工藝緊急停車信號(hào)和高壓電動(dòng)機(jī)故障信號(hào)可視為是事故信號(hào)。當(dāng)自動(dòng)控制根據(jù)液位或壓力進(jìn)行時(shí)，控制調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)時(shí)可使用變頻器進(jìn)行操作，這樣將使電能得到有效節(jié)約。若控制要求較低時(shí)，可通過(guò)液位或壓力自動(dòng)控制電動(dòng)機(jī)的停啟，控制方式必須為位式，電動(dòng)機(jī)的停啟會(huì)因漸小的控制調(diào)節(jié)范圍而愈發(fā)頻繁。可使用接觸器，在高壓電動(dòng)機(jī)或變電站高壓配電室內(nèi)自動(dòng)控制高壓電動(dòng)機(jī)的停啟。

三、結(jié)束語(yǔ)

深入分析研究電動(dòng)機(jī)的保護(hù)措施和動(dòng)作，有效地解決控制回路電氣設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題，對(duì)于更加安全、高效地使用電動(dòng)機(jī)具有非常重要的理論實(shí)際指導(dǎo)意義。不僅要實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的高效率低能耗運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)出現(xiàn)工藝緊急停車的啟停要求時(shí)，更需要采取有效措施和辦法予以滿足和解決相關(guān)問(wèn)題，避免出現(xiàn)大面積停電進(jìn)而造成巨大的損失。

參考文獻(xiàn)：

[1]周明輝，李英武.電動(dòng)機(jī)保護(hù)與控制回路電氣設(shè)計(jì)有關(guān)問(wèn)題分析[J].建筑電氣，2009，28(1):154-155

[2]柴旺星.三相異步電動(dòng)機(jī)控制電路中的元件選擇和故障診斷[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010，13(2):223-224