淺談電力係統中電動機智能保護係統設計

簡婷

开云体育手机下载教程 上海嘉定 201801

摘要：電動機是電力企業(ye) 中基礎性機電設備，其實際運行中受多方麵因素影響，運行中可能

會(hui) 出現一係列故障，導致電動機出現問題，影響電力係統穩定生產(chan) ，甚至會(hui) 導致安全事故發生。因此，研究電力係統中電動機智能保護係統，是降低電動機故障發生的有效措施，文章對電動機智能保護係統的硬件 DSP 及網絡軟件設計深入分析， 旨在為(wei) 實際電力係統中應用電動機智能保護係統提供有力參考。

關(guan) 鍵詞：電力係統；電動機；智能保護；係統

0 引言

      我國經濟快速發展中，電力企業(ye) 為(wei) 各項生產(chan) 生活提供電力支持，而電動機是電力係統中基礎性設備，其在電力能源中占有重要地位。社會(hui) 對電力需求越來越大，使優(you) 化電動機，實現智能控製成為(wei) 電氣企業(ye) 首要待解決(jue) 問題。電動機自身傳(chuan) 動係統簡單，應用廣泛。但是其自身發生故障後，會(hui) 導致係統不能穩定運行，給電力企業(ye) 造成一定經濟損失，嚴(yan) 重的還會(hui) 對工作人員造成人身傷(shang) 害。下文以電力係統電動機智能保護係統研究進行詳細分析，旨在為(wei) 合理使用電動機智能保護係統奠定堅實的基礎。

1 電動機保護係統發展及現狀

      電動機保護裝置發展中，經曆不同時期變化，開始其為(wei) 機械式雙金屬熱繼電器，經科學技術進步影響，後發展為(wei) 雙金屬溫度開關(guan) 保護，當下，電動機保護係統已經發展現代化電子式電動機控製。

1.1 機械式雙金屬熱繼電器保護

熱繼電器（如圖1所示）是20世紀50年代由蘇聯引進的金屬片機械式電動機保護設備，該設備能夠實現對電動機過載運行合理保護，自身具有反時限性，結構簡便。但是該設備自身功能具有單一性，熱繼電器自身特熱量時間常數小，對於(yu) 一些特殊電動機（大慣量、重載起動）不能適用，容易出現堵轉保護現象。

1.2 電子式電動機保護裝置

      在電子技術成熟的工業(ye) 時代，以電子模擬為(wei) 支持的多功能保護裝置替代了機械式雙金屬熱繼電器保護。電子式電動機發展已久，開始為(wei) 晶體(ti) 管支持下的電子式電動機，後發展到以集成電路為(wei) 支持，可滿足低壓電動機保護需求的功能性電子式電動機。當今時代背景下，電子式電動機保護裝置已經不單單是保護取樣，其更多的在於(yu) 電壓取樣及電流取樣兩(liang) 種形式。

1.3 微機型電動機保護裝置

      微機型電動機保護裝置技術是在微機技術及計算機技術支持下，將電動機機電控製向自動化智能控製過渡體(ti) 現。將集成電路融入到微型處理器及DSP芯片中，可以實現高效率的信號處理及通訊工作。智能化保護裝置以綜合保護裝置為(wei) 支持，可以實現對電機的斷相、過載、短路、欠壓、三相不平衡、堵轉、漏電等監測及控製。此外，這種微機型電動機保護裝置能夠和不同的傳(chuan) 感器配合工作，對電動機實現在線檢測，對電動機存在故障或早期故障判斷並保護，實現遠程檢測和智能控製。在保護裝置和遠程計算機數據交互後，其自身實現遙感、遙控功能，儲(chu) 存大量實時數據，同時提高控製係統自動化水平。

2 電力係統電動機智能保護內(nei) 容

2.1 短路

      短路保護應遵從(cong) 相敏保護原則，將起動電流及短路電流區分恰當，確保係統保護的可行性。例如，在鼠籠式三相異步電動機保護上，其額定功率為(wei) 工作電流5倍。電磁保護裝置中，要脫離起動電流工作，若電動機容量大，起動電流將會(hui) 接近電動機短路電流。不能單純分析電流輻射值，避免不合理判斷引起拒動或誤動現象。在電動機啟動時，功率因數較小，線路短路後，電感效應較低，相應功率因數較大。

2.2 過載

      過載保護中，應遵循自適應反時限保護，以規範操作獲取β（過載倍數），根據電動機容許過載時間（t），以：

t=1500ln（β2-α） （1）

      通過此公式計算實際允許過載時間量，在考慮到實際允許過載時間量的同時，還要考慮到熱積累的升溫問題，以

t2=β22/β12xt1（t1-△t） （2）

      以上述公式，計算允許過載時間，以強化對電動機過載保護，實現冷態及熱態積分，從(cong) 而達到應用長時間電動機冷態特征的目的。

2.3 斷相

      實際的斷相保護中，其短路則存在正序電流分量和負序電流分量。設計可利用這一優(you) 勢，使故障發生可形成對電流的充分保護，設計科學保護裝置。保護裝置中，可以反映故障分量，實現對故障整定值的簡化選擇，提高裝置的整體(ti) 整體(ti) 靈活性。傳(chuan) 統負序保護其主要是應用負序電流過濾器，以此獲取信號信息，傳(chuan) 統負序保護輸入和負序電流有必要聯係。若采用傳(chuan) 統負序保護，則需應用硬件濾序器，其硬件設備上成本消耗多大，參數調試複雜，可行性較差。應以智能化保護裝置為(wei) 支持，以交流采樣為(wei) 的主要方式，獲取瞬時值，進而對采樣頻率、負序分量等內(nei) 容進行優(you) 化處理，確保係統穩定。

2.4 電壓

      電壓保護上，其分為(wei) 失壓保護、欠壓保護及過壓保護等。對於(yu) 過壓保護及欠壓保護，在一定延時後，單片機將發出跳閘命令，消除過壓及欠壓幹擾。若電源電壓消失，則電力係統電動機會(hui) 發生停車，引起失壓保護。失壓保護下電源恢複正常工作，但是電動機將不再自動開啟或解除閉鎖。電動機開啟之前，應檢測供電線路是否正常。若發現斷相故障，則要以信號方式閉鎖回路，電機不再啟動，同時對故障進行報警，顯示故障。若*，則電動機正常啟動。

3.安科瑞智能電動機保護器介紹

3.1產(chan) 品介紹

      智能電動機保護器(以下簡稱保護器)，采用單片機技術，具有抗幹擾能力強、工作穩定可靠、數字化、智能化、網絡化等特點。保護器能對電動機運行過程中出現的過載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉、阻塞、外部故障等多種情況進行保護，並設有SOE故障事件記錄功能，方便現場維護人員查找故障原因。適用於(yu) 煤礦、石化、冶煉、電力、以及民用建築等領域。本保護器具有RS485遠程通訊接口，DC4-20mA模擬量輸出，方便與(yu) PLC、PC等控製機組成網絡係統。實現電動機運行的遠程監控。

3.2技術參數

4.2.1數字式電動機保護器

4.2.2模塊式電動機保護器

3.3產(chan) 品選型

4.結束語

      綜上所述，對電力係統中電動機智能保護係統的分析，要了解電動機保護係統發展及現狀，了解電力係統電動機智能保護內(nei) 容，再次基礎上分析電力係統中電動機智能保護係統設計內(nei) 容。當下電力係統持續發展中，應重視對電動機的保護，針對異步電動機實施智能化保護。通過應用DSP數字保護係統及計算機網絡技術，實現高校的信號處理，以集成電路為(wei) 支持，提高保護裝置計算能力，進而實現對電動機故障的迅速參照和處理，確保電動機穩定工作，促進我國電力企業(ye) 可持續發展。

參考文獻

[1]馮(feng) 星輝， 張修太 ，翟亞(ya) 芳.智能型低壓電動機保護裝置的研究與(yu) 設計 [J]. 電子器件 ,2015(3),P671-675.

[2]張 倩.電力係統中電動機智能保護係統探索

[3]安科瑞企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) .2020.06版

作者簡介：

簡婷，女，开云体育手机下载教程，主要研究方向為(wei) 智能電網供配電。