过电流保护措施

变压器过电流保护

变压器过流保护的保护范围，就是指各侧过流保护的保护对象。变压器的后备保护主要是保护变压器的外部故障，作为主变内部故障的后备保护，也可以作为是馈线距离保护的后备保护。高压侧：高压侧过流（低压侧低压启动），过负荷保护，失压保护，低压侧：低压侧过流（低压启动）。

和所有电力系统一样，为保护电气设备和人员安全，光伏系统也必须配备如断路器或保险丝这样的过电流保护装置。它们种类繁多，规格完备。设计使用过流保护时必须确保直流器件的额定电流满足系统工作条件，尤其是要满足太阳能电池的最大输出电流。不同的过流器适用于不同的系统设计和额定功率，这里不再赘述，但一个总的设计原则是：布线时应使用高熔断电阻丝或适合的断路器来将电流限制在电路中任意一点的导电瓶颈以下，以避免过载或短路。蓄电池的过流保护装置应安装在尽可能近的地方，以避免电路打火引燃从蓄电池中泄出的氢气。每个串联太阳能电池电路都应配备独立的过流保护设备。

主变压器过流保护按主变额定电流表的1。5倍到2.5倍整定，如果主变下面带有大电机（达到了主变容量的5分之一以上）时，为防止起动电机 时主变保护误动作，取2-2.5倍，其它情况下，可适当取小一些，动作时限一般取0.5-1.7秒之间，按上下级配合要求设置。

电气控制系统常用保护措施

为保证电气控制系统安全可靠运行，保护环节是不可缺少的组成部分。常用的保护环节如下。

1.短路保护

电器或线路绝缘损坏、负载短路、接线错误等都会发生短路现象，使瞬时电流可达额定电流的十几倍到几十倍，损坏电气设备或配电线路，或发生火灾。短路保护要具有瞬动特性，要求在很短时间内切断电源。为保护电气设备或配电设施，用熔断器、低压断路器做短路保护器。

2.过电流保护

区别于短路保护的另一种电流型保护，叫过电流保护。线路中产生过电流是指工作电流超过额定电流，比短路电流小，不超过6倍额定电流。过电流的危害是，电器元件不会马上损坏，在达到最大允许温升前可恢复。但过大冲击负载，易损坏电动机；过大电动机电磁转矩，损坏机械传动部件。因此出现过电流时，要瞬时切断电源。

过电流的保护措施：采用过电流继电器，与接触器配合使用，常用于直流电动机、绕线转子异步电动机。

3.过载保护

过载保护是过电流保护的一种。负载过大，使运行电流大于额定电流，但在 1.5 倍额定电流以内。过载的原因是由于负载突然增大、缺相运行或电源电压降低等，若长期过载运行会造成绕组温升超过允

许值，使绝缘老化或损坏。热继电器是用来做过负载保护的，它具有反时限特性，不因短时过载冲击电流或短路电流影响而瞬时动作。

4.失电压保护

防止电压恢复时电动机自行启动或电器元件自行投入工作而设置的保护。如接触器、按钮控制的电动机启保停电路具有失压保护功能。

对不能自动复位的手动开关控制电路，有专门的零电压继电器。

5.欠电压保护

当电源电压下降到60%～80%额定电压时，要切除电动机电源。不然，会因电压太低使电动机电流增大，转速下降；而且电压下降会使控制电器释放，电路工作不正常。常用保护元件是欠电压继电器。

6.过电压保护

对电磁铁、电磁吸盘等大电感负载及直流电磁机构、直流继电器等，通断瞬间会产生较高感应电动势，击穿绝缘，甚至损坏其他元件，为此常在线圈两端并联电阻、电阻串电容、电阻串二极管形成放电回路，从而起到保护作用。

晶闸管的过电压和过电流保护

在电力电子电路中，为确保变流电路正常工作，除了适当选择电力电子器件参数、设计良好的驱动电路外，还要采用必要的保护措施，即过电压保护、过电流保护、du/dt及di/dt的限制。

晶闸管的过电压保护

晶闸管的过电压能力极差，当元件承受的反向电压超过其反向击穿电压时，即使时间很短，也会造成元器件反向击穿损坏。如果正向电压超过晶闸管的正向转折电压，会引起晶闸管硬开通，它不仅使电路工作失常，且多次硬开通后元器件正向转折电压要降低，甚至失去正向阻断能力而损坏。因此必须抑制晶闸管上可能出现的过电压，采取过电压保护措施。

1.晶闸管关断过电压及其保护

晶闸管从导通到阻断时，和开关电路一样，因线路电感（主要是变压器漏感）释放能量会产生过电压。由于晶闸管在导通期间，载流子充满元件内部，所以元器件在关断过程中，正向电流下降到零时，元器件内部仍残存着载流子。这些积蓄载流子在反向电压作用下瞬时出现较大的反向电流，使积蓄载流子迅速消失，这时反向电流减小的速度极快，即di/dt极大。晶闸管关断过程中电流与管压降的变化如图1所示。

因此，即使和元器件串联的线路电感L很小，电感产生的感应电势L（di/dt）值仍很大，这个电势与电源电压串联，反向加在已恢复阻断的元器件上，可能导致晶闸管的反向击穿。这种由于晶闸管关断引起的过电压，称为关断过电压，其数值可达工作电压峰值的5～6倍，所以必须采取抑制措施。

如图2（a）所示，晶闸管两端的电压波形在管子关断的瞬时出现反向电压尖峰（毛刺）即为关断过电压。当整流器输出端接续流二极管时，续流二极管由导通转为截止的瞬间，也是立即承受反向电压的，所以同样会产生关断过电压，故对续流二极管也应采取过电压保护措施。

图1 晶闸管关断过程中电流与管压降的变化

图2 晶闸管关断过电压波形

对于这种呈尖峰状的瞬时过电压，最常用的保护方法是在晶闸管两端并联电容，利用电容两端电压瞬时不能突变的特性，吸收尖峰过电压，把电压限制在管子允许的范围。实际电路中，电容与电阻串联组成过电压阻容吸收电路，如图2（b）所示。串联电阻的作用如下。

电路保护的四种保护方式

电路保护是指对电路中存在的可能对电路或电器设备造成损害的故障或过电压进行保护或限制，以保证安全、稳定运行的一种措施。目前有许多电路保护方式，其中最常见的有四种，分别是熔丝保护、过电流保护、电子继电器保护和断路器保护。接下来，我们将详细介绍这四种电路保护方式。

1. 熔丝保护

熔丝保护是将一个金属丝制成的熔丝连接在电路的保护位上，当电路中出现过流时，熔丝会被加热熔断，断开电路，起到保护电器的作用。这种方式简单易行，且成本低廉，但需要手动更换熔丝，且无法控制保护时间，只能提供短时间的过载保护。

2. 过电流保护

过电流保护用于检测电路中的电流是否超出额定值，一旦超出，它会自动切断电路，保护电器。过电流保护可以分为电磁式过流继电器保护和电子式过流继电器保护。电磁式过流继电器同时也可以抵抗瞬间过电流，在一定程度上对电器起到保护作用。电子式过流继电器可以提高保护精度和保护时间的控制。

3. 电子继电器保护

电子继电器保护是一种电子设备，在电路中起到过电流和过电压保护作用。它能够对发生故障的电路进行快速、准确的诊断和保护。电子继电器保护不仅可以检测电流、电压，还可以检测相序、相位等，保证电器的安全与稳定工作。

4. 断路器保护

断路器保护是一种电气开关，可以用于控制电器的电路开关，并提供保护功能。它可以在发生过载或短路时，自动断开电路，保护电器不受损害。断路器保护还可以起到手动断电的作用，更方便安全。

总结

以上所介绍的四种电路保护方式，各有其优点和适用范围。熔丝保护简单粗暴，成本低廉，但使用不太方便。过电流保护的保护时间和保护精度都非常高，但是需要检测范围较小。电子继电器保护可以提供全方位保护，但成本较高。断路器保护操作方便，可以手动断电，但是需要抵抗瞬间过电流的性能较差。因此，在选择电路保护方式时，应根据电路的特点和需要进行具体分析和选择。