熱繼電器退出大中型電動機保護序列的探討與研究

王志勝

摘 要：電動機燒毀是每一個生產(chǎn)企業(yè)都無法回避的現(xiàn)象，怎樣加強電動機保護，使生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的穩(wěn)定，減少企業(yè)非正常停機時間。電動機保護成為電氣技術(shù)人員一個重要課題。因此，該文從小廟嶺選礦公司機電事故進行分析，通過對公司部分電動機保護研究改造，發(fā)現(xiàn)熱繼電器從經(jīng)濟和安全價值上應該退出大中型電動機保護的序列，希望可以給大家予以借鑒。

關(guān)鍵詞：電動機保護 熱繼電器 智能控制器

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）03（c）-0014-01

筆者在實際電氣維修過程中發(fā)現(xiàn)，龍宇鉬業(yè)小廟嶺選礦公司生活水泵房購買的75 kW生活水泵成套柜子采用QB4軟啟動器進行啟動，啟動過程中采用QB4軟啟動器控制保護，啟動后由200/5電流互感器提供電流信號由熱繼電器提供過電流保護。在運行過程中并未出現(xiàn)什么故障。但是在近期一次巡檢過程中，檢修人員發(fā)現(xiàn)生活水泵房水泵在運行過程中有一相電流無顯示，通過檢查發(fā)現(xiàn)電流互感器有一相擊穿造成短路引起無電流信號。通過此次維修引起我們深思，如果是真正的缺相故障那么熱繼電器是不是同樣提供不了保護，熱繼電器對于互感器引入的電流信號，是否可以滿足熱繼電器對于電動機保護？希望可以通過此次的熱繼電器對大中型電動機保護的研究，對大家得以提示和探討。

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，異步電動機作為將電能轉(zhuǎn)化為機械能的重要設(shè)備，成為絕大多數(shù)動力機械的基礎(chǔ)。隨著礦山行業(yè)不斷集團化，規(guī)模化，加之行業(yè)本身的特點就是大通量、滿負荷的連續(xù)運轉(zhuǎn)，大功率電動機使用比較多，然而相應的大中型電動機保護成為比較重要的環(huán)節(jié)，生產(chǎn)對電機設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性要求極高，一旦發(fā)生電機事故，就意味著直接損失和間接影響生產(chǎn)的損失。

在電機出現(xiàn)過流、欠流、斷相、堵轉(zhuǎn)、短路、過壓、欠壓、三相不平衡、過熱等等故障的最初期，最直接的表現(xiàn)就是反映在電流的變化上，我們從電動機額定電流的定義上分析，即電動機在允許溫升下的最大電流。電流升高如果沒有及時發(fā)現(xiàn)和處理，就會造成線圈過熱引起繞組老化，Q=I2RT，Q熱功率，I電流，R為電動機線圈電阻，T為時間，從上式中可以看到電動機發(fā)熱定子線圈阻值升高，熱功率會升高，但是電阻加大引起電流升高，熱功率會隨著電流的平方加大，這也就是為什么電動機堵轉(zhuǎn)溫升為什么迅速加大的原因。定子繞組絕緣值就像河床堤壩一樣沖擊到一定程度就會引起電動機繞組相間短路或接地或者斷路等故障。所以對于電動機保護最為重要的就是電動機繞組電流上的變化的控制和實時采集監(jiān)控。

我們通常采用的熱繼電器的主要作用就是保護電動機或其它電氣設(shè)備、電氣線路的過載保護，其具有反時限的保護特性。 是串聯(lián)在電動機主回路上依靠定子繞組電流通過發(fā)熱元件（即雙金屬片）時所產(chǎn)生的熱量，使雙金屬片受熱彎曲而推動機構(gòu)動作通斷輔助觸點的一種電器。以前熱繼電器廠家注重通過改進雙金屬合金動片成份來提高繼電器保護性能，推桿與開關(guān)斷電位置之間間距值的設(shè)置通過旋鈕簡單設(shè)置，現(xiàn)場安裝保護都是電工師傅憑經(jīng)驗進行設(shè)置，應該是沒有一個準確的量化。設(shè)備環(huán)境溫度的變化對熱繼電器影響還是有一定的影響，相信沒有人會根據(jù)環(huán)境溫度對熱繼電器進行調(diào)整保護定值。因為現(xiàn)代企業(yè)電氣設(shè)備都是DCS控制，熱繼電器也很難融入現(xiàn)場控制當中，現(xiàn)場操作人員以及主控室基本上無法實時監(jiān)測電動機運行情況。

根據(jù)在廠里的調(diào)查基本上電動機采用的是ST500智能控制器進行控制保護，高壓電動機采用許繼WDH-820系列微機保護測控裝置保護。而單位新近的成套設(shè)備的75 kW及以上電動機采用的都是利用電流互感器二次回路串接熱繼電器進行保護，包括美卓的250 kW鄂式破碎機電氣保護回路。大中型電動機的維修價格不菲，維修周期長，同樣因為電動機體積重量大，檢修更換時間比較長所引起的停機時間，造成的生產(chǎn)損失更是無法估計。

所以感覺對于大中型電動機的保護熱繼電器已無法滿足，應該退出保護序列。我們查看現(xiàn)在市面上的智能電機保護控制器，國產(chǎn)智能保護器結(jié)合了現(xiàn)代科技的計算機技術(shù)，控制技術(shù)，通訊技術(shù)及顯示技術(shù)，集成了電動機的多種起動控制方案，監(jiān)視電動機的啟動運行以及故障異常時電動機的電參數(shù)。通過對電動機電流實時采集，進行模擬量與數(shù)字量轉(zhuǎn)換，充分利用微處理器的數(shù)字量快速處理能力，結(jié)合具體的電動機額定參數(shù)和用戶整定的時間以及限值參數(shù)對電動機是否異常和故障類別進行正確判斷和區(qū)別處理確保電動機的安全運行，可通過中文液晶顯示，發(fā)光指示，4～20ma信號輸出，RS485通訊等多種形式告知用戶?？刂剖也僮魅藛T可在后臺微機上，現(xiàn)場操作人員在工作現(xiàn)場完成所有保護器的各種保護數(shù)據(jù)的監(jiān)測。同時，在線監(jiān)測電機的運行負載和供電電源的質(zhì)量，為及早發(fā)現(xiàn)機械設(shè)備過載和接地故障等，創(chuàng)造了條件。為保證工藝系統(tǒng)的安全生產(chǎn)、減少事故停車，提供了可靠依據(jù)。

對于電動機保護隨著科技的發(fā)展不斷地完善，以前我們對于大型高壓電動機的保護都是采用的微機保護測控裝置，因為高壓電機維護價格高，所以保護器也舍得用高價格的設(shè)備，保護比較完善。隨著我國科學技術(shù)的日新月異，電子產(chǎn)品前十年是十年體積小一倍價格會降一倍，現(xiàn)在是五年價格會降一倍，體積小一倍。反觀現(xiàn)在變頻器接觸器化的概念提出，數(shù)字智能型控制器也將隨著科技的發(fā)展價格逐漸降低，必將滲透到中小型電動機保護當中。以其優(yōu)良的保護特性，友好的通訊界面，靈活的接線方式將逐步取代熔斷器和熱繼電器保護。

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