电机过流保护及三相电缺相保护
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三相交流异步电动机-保护电路1. 短路爱护短路是由于绝缘损坏、接线错误等缘由导致电流从非正常路径流过的现象。
瞬时短路电流可能达到电机额定电流的几十倍甚至上百倍,假如不能准时切断电源,则有可能造成电机不行修复的损坏,还有可能导致触电、火灾等危急。
短路爱护应当满意以下要求:一是必需在很短的时间内切断电源;二是当电机正常启动、制动时,爱护装置不应误动作。
常用的短路爱护装置有熔断器和断路器。
2. 过流爱护过电流是指电动机的工作电流超过其额定值,假如时间久了,就会使电机过热损坏电机,因此需要实行爱护措施。
过电流时,电流仍由正常路径流通,其值比短路电流值要小。
过电流一般是由于负载过大或是启动不正确。
为了避开影响电动机正常工作,过电流爱护动作值应当比正常启动电流略大一些。
过电流爱护也要求爱护装置能瞬时动作。
过电流爱护一般采纳过电流继电器。
3. 过载爱护电动机过载是指其工作电流超过额定值使绕组过热。
引起过载的缘由许多,如负载的突然增加、电源电压降低、电动机轴承磨损等。
过载与过流类似,但也有差别。
主要的不同在于动作效应的不同。
过电流是由电磁效应来引发爱护装置动作,针对电流的瞬时大小;而过载爱护则是由电流的热效应,即电流对时间的累积结果来引发爱护装置动作。
一般状况下同一电路中,过载爱护动作电流值要比过电流小,而这两者又均比上面提到的短路爱护动作电流值小。
值得留意的是,短路爱护、过电流爱护和过载爱护是不能相互代替的。
过载爱护应采纳热继电器或电动机爱护器作为爱护元件。
4. 失压爱护假如电动机在正常工作时突然掉电,那么在电源电压恢复时,就可能自行启动,造成人身事故或机械设备损坏。
为防止电压恢复时电动机的自行启动或电器元件自行投入工作而设置的爱护,称为失压爱护。
采纳接触器和按钮掌握电动机的启动制动就具有失压爱护功能。
假如正常工作中电网电压消逝,接触器会自动释放而切断电动机电源。
5. 欠压爱护电动机或电器元件在有些应用场合,当电网电压降到额定电压的60%-80%时,就要求能自动切除电源而停止工作,这种爱护称为欠电压爱护。
加权平均值:将各数值乘以相应的单位数,然后加总求和取得整体值,再除以总的单位数。
过电流over current超过额定电流的电流。
大于回路导体额定载电流量的回路电流都是过电流。
它包括过载电流和短路电流。
其区分是回路绝缘损坏前的过电流称作过载电流;绝缘损坏后的过电流称作短路电流。
过载电流:电气回路因所接用电设备过量或所供设备过载〔例如所接电动机的机械负载过大〕等原因此过载。
其电流值不过是回路载流量的不多倍,其后果是工作温度超过允许值,使绝缘加速劣化,寿命缩短,它并非直接引发灾害。
短路电流:当回路绝缘因各种原因〔包括过载〕损坏,电位不相等的导体经阻抗可忽略不计的故障点而导通,这被称作短路。
由于这种短路回路的通路全为金属通路,这种短路被归为金属性短路,其短路电流值可达回路导体载流量的几百以至几千倍,它可产生异样高温或庞大的机械应力从而引发各种灾害。
为使过载防护能保护回路免于过载,防护电器与被保护回路在一些参数上应彼此配合,它们应知足以下条件:(1)防护电器的额定电流或整定电流I n应不小于回路的计算负载电流I B。
(2)防护电器的额定电流或整定电流I n应不大于回路的允许持续载流量人〔以下简称载流量〕。
(3)保证防护电器有效动作的电流I2应不大于回路载流量的1 . 45倍。
以上条件以公式表示即为I b≤I n≤I Z和I2Z式中:IB―回路的负载电流〔A〕;In―熔断器的额定电流或的额定电流或整定电流〔A〕;IZ―回路导体的载流量〔A〕;I2―保证防护电器有效动作的电流〔即熔断电流或脱扣〕振荡回路:指由集成总参数或散布参数的电抗元件组成的回路。
振荡回路是谐振于某一频率的电路。
常常利用的有LC,RC,变压器耦合和晶体振荡器等。
震荡器的原理很简单,就是正反映原理,LC决定震荡的频率,普通晶体震荡器的晶体可以等效一个Q值很高的电感,利用电容的充放电产生震荡。
在逆变器电路中多用RC 组成的多谐振荡器。
也有效变压器反映式的自激振荡器。
关键词:三相电动机;缺相故障;保护电路;电路改进;故障对比三相电动机作为一种不可或缺的设备,在天车、消防泵、水泵、风泵、油泵、空气压缩机、大型车床等有着广泛的应用。
三相电动机为大多数设备提供着动力,一个现代化的工厂甚至需要几百到上万台电动机,因此三相电动机的事故率严重影响着工业生产的效率、安全和维护成本。
然而在各种设备在出厂设计和制造过程中,三相电动机启动和运行控制电路,大部分采用降压启动(即星-三角形启动、自耦变压器降压启动等),决大多数在控制方面仅仅考虑电压不足时的保护[1],没有考虑当三相交流电出现缺相时如何对电动机进行控制保护。
然而,电源缺相,对三相电动机的启动和运行危害很大,极易造成电动机烧损,常常给生产带来不便,造成企业损失。
在长期实际维护中,对三相电机故障原因进行了统计分析,故障原因占比如图1所示。
其中,三相电机缺相故障占比达到71%,三相电机缺相是造成电动机损毁的主要原因[2],其造成的安全隐患和经济损失不可轻视。
如何进行三相电机的缺相保护是工业维护的重中之重。
现在,对三相电动机的缺相保护已较多采用电子电路缺相保护、集成电路缺相保护等[3、4],但这些保护方法,电路复杂价格较贵,不利于降低企业成本。
本文选择一种三相电机永不缺相启动和运行的控制线路[5]应用在三相电机中,在不添加缺相保护器的前提下,同时不改变原有设备性能,对三相电动机控制电路稍调整,就达到缺相保护功能的方式,有效保护三相电动机。
1缺相保护原理根据三相交流异步电机启动和运行控制原理要求,在原有三相电机控制线路基础上稍作调整,使其控制线路具有缺相保护作用[6],电路如图2(a)所示。
图2(a)中SB1启动常开按钮,SB2停机常闭按钮,KA继电器,KM接触器,FU熔断器,FR热继电器。
1)启动原理如图2所示,先将按钮(SB1)触头闭合,A相电源流经继电器(KA)线圈取B相电源得电,使得串联在继电器(KA)触头闭合,同时A相电源经过接触器(KM)线圈与继电器(KA)闭合触头取C相电源得电,接触器(KM)工作,电机就启动运转。
浅谈低压三相异步电动机缺相运行与缺相保护摘要三相异步电动机缺相运行时,电动机绕组发热,若不及时切断电源,电动机的温升将会过高或有臭味、冒烟,最终可能会烧毁电动机,因此分析电动机缺相的原因及采取合适的缺相保护就显得十分重要。
关键词电动机缺相运行缺相保护三相异步电动机是大型火力发电厂中的主要的设备,其中又以低压电机为绝大多数,低压电机没有高压电机那样复杂的保护装置,在发生缺相故障时有时还会滞速旋转,不易被运行人员发现,导致最终烧毁,因此分析其缺相的原因及采用何种缺相保护就显得十分重要1、电动机缺相运行的特征及危害三相电动机缺相运行时,因所带负荷不变,势必会使绕组电流增大,增加发热,时间一长会使电动机烧损。
所谓三相异步电动机缺相运行,是指三相供电电源少一相或电动机三相绕组中有一相从电源断开而造成的一种电动机运行的状态,也叫断相运行、双相运行或单相运行。
根据统计,三相异步电动机绕组烧毁事故,占70%是由于电动机缺相运行所造成的。
在负载功率相同的情况下,缺相运行电流比三相运行电流高一倍左右,此时电动机处于过载状态,若不及时处理,电动机绕组就会烧坏,如果电动机在启动前就有一相断路,在接通电源后会发出嗡嗡声而不能启动,此时必须立即切断电源,否则也会烧坏电动机。
2、电动机产生缺相运行的原因对于三相异步电动机,其正常运行时必须采用三相供电,而缺相是电动机正常运行的大忌,造成电动机缺相主要有以下的情况。
(1)电源缺相,由于供电线路故障,电源在到达电动机保护线路前,就已少一相或两相,它可造成电动机无法启动或启动运转异常。
(2)配电变压器高端侧或低端侧一相断电(熔断器一相熔断)造成电动机缺相运行,在这种情况下,由该变压器供电的所有电动机都会缺相运行。
(3)动力回路造成缺相,动力回路中的动力开关、接触器的电气触点氧化、烧伤、松动、接触不良等现象造成缺相。
(4)接线端子触点氧化造成接触不良,电机定子三相绕组中一相绕组断开,从而造成电动机运行缺相。
电机综合保护器原理图
抱歉,我无法以图文的形式直接呈现图片或保证文本中不会出现相同的标题文字。
我可以简要地解释电机综合保护器的原理,请您参考以下内容:
电机综合保护器是一种用于电机保护的设备,通常安装在电机电源线路上。
它的主要功能是保护电机免受过载、短路、缺相和欠压等故障的损害。
电机综合保护器的工作原理如下:
1. 过载保护:保护器通过电流变送器实时监测电机的工作电流,当电流超过设定值时,保护器会发出警告信号或切断电源,以防止电机过载。
2. 短路保护:当电机出现短路故障时,电机综合保护器会立即切断电源以防止继续发生故障,并发出警告信号提示操作人员。
3. 缺相保护:保护器通过监测电机的相电流,当发现某一相电流为零或电流不平衡时,即判定为缺相故障,保护器将切断电源,避免电机因缺相而损坏。
4. 欠压保护:电机综合保护器还可以监测电源的电压情况,当电压低于设定值时,保护器将切断电源,以防止电机在电压不足的情况下运行并造成损坏。
此外,电机综合保护器通常还具有温度保护功能,可以通过温
度传感器监测电机的温度,当温度超过设定值时,保护器将采取相应的保护措施。
总之,电机综合保护器通过对电机电流、电压和温度等参数的监测和判断,实现对电机的全方位保护,保证电机安全运行,延长电机的使用寿命。
电机过流保护及三相电缺相保护Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】目录电机过流保护及三相电缺相保护一、方案论证随着各行业现代化步伐加快,煤矿企业如今也慢慢步入电气化时代,尤其是近几年煤矿企业加大了对矿井的设备投入,这就为保障井下的各种电器设备安全正常的运行提出了更高的要求。
电器设备的正常运行直接关系到煤矿的生产和井下工人的生命安全!为此,我们提出设计相关电器设备的保护电路。
而在井下常发生的电器事故中,设备的过载运行和三相电机的缺相运行是最常见的电器事故,且井下的大部分由外因素引起的火灾都是由上述两个因素造成的。
特别是缺相运行的检测,因三相负载在缺相时仍能工作,且不易被发现,例如三相电动机。
如果不及时发现故障电路采取相应的措施,会严重影响井下设备的正常运行,更严重着则会引发火灾,设备永久损坏!所以,我们设计与这两个方面相关的电路保护——“过流保护”、“三相电缺相保护”。
这两个保护电路在井下对电器设备的安全运行是必不可少的,具有很强的实用性!二、方案设计1.过流保护过流保护首先要检测井下供电电缆的电流,而检测电流有多种方案——电阻分压、电流互感器、电流继电器。
然后经采集的信号进行处理,若信号本身是直流则直接接相应的保护动作电路,若是交流则要多加一级交流有效值转换电路。
而后就是实现电路的电器自锁,保证电路稳定可靠工作。
流程图如下:2.缺相保护缺相保护首先要实现的是相位缺失的检测,这里同样有多种方案可供选择,主要的常用类型为:电容中性点检测法、电阻中性点检测法(只适用于三相四线制)、二极管整流法、互感器+二极管整流法。
它们都是为了实现一个开关信号的检测去实现驱动开关元件动作。
流程图如下:三、具体内容1.过流保护1)电流的检测方案比较电阻分压原理:将精密电阻串于负载电路,把电阻上的电压作为检测信号,然后接后级电路。
优点:电阻相比较而言便宜且工作相当稳定可靠。
电机缺相保护电路设计
电机缺相保护电路设计主要包括以下几个部分:
1. 电流检测电路:通过电流互感器或者霍尔电流传感器检测电机的三相电流,将电流信号转换为电压信号。
2. 信号处理电路:对电流检测电路输出的电压信号进行处理,如放大、滤波等,使其适合于后续的比较器电路。
3. 比较器电路:将处理后的信号与设定的阈值进行比较,如果某一相的电流低于设定的阈值,则认为该相缺相。
4. 控制器电路:当比较器电路检测到缺相信号时,控制器电路会输出一个控制信号,用于切断电机的电源,从而实现缺相保护。
5. 电源电路:为整个保护电路提供稳定的电源。
具体的电路设计可以参考相关的电机驱动和保护技术书籍,或者咨询专业的电机工程师。
三相电动机缺相后果
所谓三相电动机缺相运行,就是三相电动机在电源一相断路或定子绕组一相断路下运行。
例如,一相熔断器熔断或接触不良,断路器、隔离开关、电缆头和导线中的一相接触松动,以及电动机定子绕组中的一相断线等,均可能造成电动机缺相运行。
据统计,三相异步电动机烧毁绕组的事故,绝大多数都是由于缺相运行引起的。
1、三相电动机运行时缺相,如果负荷未变,即两相绕组承担原来三相绕组担负的工作,则这两相绕组的电流必然增大,造成电流表的示值上升或为零(如果正好安装电流表的一相断线,则电流指示为零),电动机本体温度增高,振动加大和声音异常,长时间会烧坏电机线圈。
2、三相电动机空载时缺相,两相电可带动电机长期运行,但电流会增大到接近电机的额定值且电机声音异常。
3、三相电动机缺一相电源,由于不能产生旋转转矩,因而不能启动。
一旦发现三相电动机缺相运行,应立即启动备用机组,迅速切除故障电动机,告知检修人员前来检查原因和采取对策。
这是一种用于三相三线制电源缺相保护电路,A、B、C缺任何一相,光耦器输出电平低于比较器的反相输入端的基准电压,比较器输出低电平,封锁PWM驱动信号,关闭电源。
比较器输入极性稍加变动,亦可用高电平封锁PWM信号。
三相四线制的缺相保护电路
....由于电网自身原因或电源输入接线不可靠,开关电源有时会出现缺相运行的情况,且掉相运行不易被及时发现。
当电源处于缺相运行时,整流桥某一臂无电流,而其它臂会严重过流造成损坏,同时使逆变器工作出现异常,因此必须对缺相进行保护。
检测电网缺相通常采用电流互感器或电子缺相检测电路。
由于电流互感器检测成本高、体积大,故开关电源中一般采用电子缺相保护电路。
图5是一个简单的电子缺相保护电路。
三相平衡时,R1~R 3结点H电位很低,光耦合输出近似为零电平。
当缺相时,H点电位抬高,光耦输出高电平,经比较器进行比较,输出低电平,
封锁驱动信号。
比较器的基准可调,以便调节缺相动作阈值。
该缺相保护适用于三相四线制,而不适用于三相三线制。
电路稍加变动,亦可用高电平封锁PWM信号。
2012年第30期(总第45期)科技视界Science &Technology VisionSCIENCE &TECHNOLOGY VISION 科技视界0前言三相交流电动机在现代工业生产中应用十分广泛,但三相交流电动机因缺相运行造成烧毁的事故在生产中比较多,给企业造成较大经济损失,针对三相交流电动机的缺相保护到底应该怎样去配置,应该不应该投跳闸,这已经变成一个非常重要的课题,本文就某发电公司2012年4号机组引风机轴冷风机缺相保护的相关保护配置进行了深入探讨与分析,现就三相电动机缺相运行后烧毁的故障现象及电动机缺相时各相电流的变化和产生后果及保护相关配置展开分析如下。
1电动机不平衡运行原因及现象分析三相电动机缺一相无法启动,但是三相电动机在运行中缺一相仍能运行,被称为缺相运行。
引起电动机缺相运行的原因多种多样,可分为两大类:1)电源缺相:电源缺相即输入电机的电源缺相造成,此类故障的原因一般有熔断器或自动断路器缺相,交流接触器缺相,热继电器缺相,接线端子缺相,或是一次线路断路;2)电机缺相:电机缺相是因为电机过热,或是轴承损坏,接头松动,机械创伤,接线端子断裂等原因造成的。
当三相电动机缺相运行时的外部现象主要有以下几个方面:1)电动机电流指示高出正常值或为零;2)电动机本体及线圈温度升高;3)电动机振动增大,声音异常;4)电动机转速下降;5)电动机所带负荷出力不足。
2电动机不平衡运行时各相电流变化分析电动机正常运行时,三相电机负载对称,三相电流大小基本相等,大小小于或等于额定值。
出现一相断线后,该相线电流为零,另两相线电流会增大,对于三角形接法的电动机,在额定值下正常运行时,每相绕组的相电流为电动机额定线电流的1/√3倍。
当A 相断开,如图1所示,A、C 两相绕组串联后再与B 相绕组并联接在B、C 两相电源上运行。
在额定负载不变时,B 相绕组的相电流将是最大,为正常运行时的2倍(即为电动机额定电流的1.16倍),而A、C 两相的相电流仍不变,而线路上的线电流增大到额定电流的√3倍。
三相交流电动机缺相运行及相关保护配置分析【摘要】本文通过对三相交流电动机缺相运行的原因及绕组的电流变化展开分析,详细描述了三相交流电动机在发生缺相后的电气量变化特点及电动机的外部现象,并结合某发电公司内引风机轴冷风机针对缺相运行状态的保护配置展开论述,总结了三相交流电动机缺相运行的保护配置原则,为三相交流电动机的安全稳定运行做出了铺垫。
【关键词】三相交流电动机;缺相;不平衡保护;过流保护Lack of Phase Operation and Protection of Three-phase AC Motor Configuration AnalysisQU Xiao-hui1 GUO Xin-ping2(Shenhua Hebei Guohua Cangdong Power Generation Co.,LTD,Cangzhou Hebei,061113)【Abstract】This article by reason of lack of runs on three-phase AC motor and analysis of winding current change,three-phase AC motors are described in detail in the event of lack of electric quantity after changing external characteristics and motor phenomena,and combined with a power generation company in the cooler fan shaft protection against lack of running configure addresses,Summarizes the principle lack of run protection of three-phase AC motors,for safe and stable operation of three-phase AC motors to make the bedding.【Key words】Three-phase AC motor;Lack phase;Unbalance protection;Overcurrent protection0 前言三相交流电动机在现代工业生产中应用十分广泛,但三相交流电动机因缺相运行造成烧毁的事故在生产中比较多,给企业造成较大经济损失,针对三相交流电动机的缺相保护到底应该怎样去配置,应该不应该投跳闸,这已经变成一个非常重要的课题,本文就某发电公司2012年4号机组引风机轴冷风机缺相保护的相关保护配置进行了深入探讨与分析,现就三相电动机缺相运行后烧毁的故障现象及电动机缺相时各相电流的变化和产生后果及保护相关配置展开分析如下。
浅谈三相电机缺相保护在三相电动机的运行过程中,三相电源或三相电动机绕组断一相,称为电动机的缺相运行,俗称“走单相”,这是一种故障状态。
当三相电动机缺相启动时,只听得“嗡翁”声,而电机不转,假设不立即切断电源,绕组将很快烧毁。
假设正常运行时缺相,负载不大,电动机可维持运转,但时间不长,绕组也会因过热而烧毁。
为什么三相电动机缺相运行被烧毁呢?当发生一相断相时,电动机将在单相电源所产生脉动磁场中低速旋转至堵转,定子电流很大,致使绕组很快过热而烧毁。
Δ接法电动机正常运行时,相电流是电动机额定电流的0.58倍,如图〔1〕所示,当A相断路时,a、c绕组串联再与b绕组并接在B、C相上,在额定负载情况下,b相绕组的相电流将是最大,为正常运行的2倍,〔即为电动机额定电流的1.16倍〕,引起绕组过热。
当我们翻开电动机端盖检查时,如果看到一相绕组烧焦而另两相绕组良好,就是Δ接法电动机缺相运行造成的后果。
对于Y接法的电动机,如图〔2〕所示,当A相断路时,b、c绕组接在B、C两相上运行。
在额定负载情况下,A相电流为零,b、c两相绕组的电流增大到额定电流的1.732倍,使绕组过热。
当我们翻开电动机端盖检查时,如看到两相绕组烧坏而另一相绕组完好,就是Y接法电动机缺相运行造成的事故。
从以上分析可知,两种接法的电动机,当缺相运行时,都会使某一相绕组〔Δ〕或某两相绕组〔Y〕的相电流和线电流增大,但增大的电流还不能使熔丝熔断。
因为电动机熔丝的额定电流都取电动机额定电流的1.5倍以上,而熔丝的熔断电流又是熔丝额定电流的1.3∽2.1倍,所以能使熔丝熔断的最小电流应为1.5*1.3=1.95倍电动机的额定电流,而电动机无论那种接法,缺相运行的线路电流都只增大为电动机额定电流的1.732倍,所以不能使另两相熔丝熔断。
当缺相运行,电动机温度上升很快,容易烧毁电动机。
引起三相电动机缺相运行的原因一般为:A、当总电源线路上其他设备故障引起一相断电,接在该电源线路上的其他三相设备就会缺相运行。
电机常用的几种保护电机是工业生产中常用的设备之一,其正常运行对于生产效率和质量有着至关重要的影响。
为了保证电机的正常运行,需要对其进行保护。
下面将介绍电机常用的几种保护措施及其主要内容。
一、过载保护过载保护是指在电机运行时,当电机负载超过额定负载时,会产生过大的电流,可能会导致电机过热、烧毁等故障。
为了避免这种情况的发生,需要对电机进行过载保护。
常用的过载保护方法有热继电器保护、电子式保护等。
热继电器保护是通过测量电机的电流大小,当电流超过额定值时,热继电器会自动断开电路,从而保护电机。
电子式保护则是通过电子元器件来实现,具有更高的精度和可靠性。
二、短路保护短路保护是指在电机运行时,当电机内部出现短路故障时,会产生过大的电流,可能会导致电机烧毁等严重后果。
为了避免这种情况的发生,需要对电机进行短路保护。
常用的短路保护方法有熔断器保护、短路绕组保护等。
熔断器保护是通过在电路中加入熔断器,当电流超过额定值时,熔断器会自动熔断,从而保护电机。
短路绕组保护则是在电机中加入短路绕组,当电机出现短路故障时,短路绕组会自动断开电路,从而保护电机。
三、欠压保护欠压保护是指在电机运行时,当电源电压低于额定电压时,会导致电机无法正常工作,甚至会损坏电机。
为了避免这种情况的发生,需要对电机进行欠压保护。
常用的欠压保护方法有欠压继电器保护、电子式保护等。
欠压继电器保护是通过测量电源电压大小,当电源电压低于额定值时,欠压继电器会自动断开电路,从而保护电机。
电子式保护则是通过电子元器件来实现,具有更高的精度和可靠性。
四、过压保护过压保护是指在电机运行时,当电源电压高于额定电压时,会导致电机过热、烧毁等故障。
为了避免这种情况的发生,需要对电机进行过压保护。
常用的过压保护方法有过压继电器保护、电子式保护等。
过压继电器保护是通过测量电源电压大小,当电源电压高于额定值时,过压继电器会自动断开电路,从而保护电机。
电子式保护则是通过电子元器件来实现,具有更高的精度和可靠性。
三相电动机缺相报警及自动保护装置摘要:随着三相电动机在各个领域的广泛应用,对其安全稳定运行的要求愈来愈高。
其中,缺相的情况会严重影响电机的运行效率和安全性。
因此,本文探讨了三相电动机缺相报警及自动保护装置的设计原理、实现方法及应用效果,旨在为电动机运行保驾护航。
关键词:三相电动机、缺相、报警、保护装置正文:一、缺相的危害三相电动机是一种常用的电动机类型,广泛应用于各种工业生产领域。
因其具有结构简单、运转平稳、效率高等特点,深受用户青睐。
但是,由于各种原因导致的缺相现象,例如电源故障、线路短路、电机绕组损坏等,都会严重影响电机的运行效率及安全性。
缺相会使电机输出扭矩减少、速度波动,严重时可能会导致电机无法正常启动,影响设备的正常工作。
二、报警及保护装置的设计原理为了减少缺相对电机的危害,对于三相电动机的运行过程中必须加入缺相保护装置。
其基本原理是通过检测电机运行时各相之间的电流变化,来判断是否存在缺相。
具体而言,当一个相位的电流明显小于其他两个相位时,就说明该相可能存在缺相问题。
此时,报警及保护装置会通过输出相应的信号来进行报警或自动停机。
三、缺相保护装置的具体应用在电动机的应用过程中,缺相保护装置已经成为保障电机正常运行的不可或缺的组成部分。
缺相保护装置的应用不仅可以避免电机出现缺相而导致的停机或冒烟等问题,还可以提高设备的使用寿命和提升生产效率。
在实际应用过程中,缺相保护装置可以采用电气接触器、继电器、PLC、智能控制器等各种装置来实现。
综上,三相电动机缺相报警及自动保护装置是保障电机正常运行的重要手段。
随着技术的不断发展,缺相保护装置的设计和应用技术也将不断创新升级,为实现更为安全高效的生产和运行提供坚实的保障。
四、缺相保护装置的技术进展随着现代电气技术的发展,缺相保护装置的技术也在不断更新迭代。
现代缺相保护装置的主要特点是其使用了微电脑控制技术、数字信号处理技术和高速数据处理技术等先进技术手段,同时,还加入了自适应干扰抑制和智能善断定技术等先进算法,从而大大提高了缺相保护装置的精度和鉴别度。
电机缺相保护器原理,电机综合保护器接线图展开全文一、电机保护器概述NDB-1系列电机保护器适用于交流45~60Hz,电压24V至380V 的供电电路中与交流接触器等开关电器组成电动机的控制电路。
当电动机的主电路出现断相、过载、三相不平衡等非正常工作状态时,电机保护器能够及时分断开关电器的触头,断开电动机的三相电源,快速可靠地保护电动机。
电机保护器采用穿芯式电流取样检测技术,可控硅输出,结构简单、使用方便、工作可靠,并且具有无功耗、寿命长、动作时无电弧产生等优点,是理想的用于电动机保护的电器产品。
电机保护器符合EN60947-1、EN60947-5、EN60204-1标准GB14048.4标准的要求。
二、电机保护器主要技术参数㈠、保护功能:断相保护、三相不平衡保护、堵转和过载过流保护。
1、断相保护:当电动机的三相电源中任意一相缺相或电动机内部断相时,保护器动作滞后时间≤1S。
2、三相不平衡保护:当电动机的三相电源中任意两相工作电流相差超过(50±10)%时,保护器动作滞后时间≤1S。
3、过载过流保护:当电动机的工作电流达到额定值的1.2倍~6倍时,保护器的动作滞后时间为80S~10S(反时限特性)。
㈡、输出接口复位方式:控制回路断电复位;复位时间:(60±10)S。
㈢、工作方式:不间断工作式。
㈣、适用电压范围:AC24V~380V/45~60Hz。
三、 NDB-1电机保护器选用规格表一:通常具有检测、通讯、控制、保护功能(短路、堵转、过载、欠载、缺相、不平衡保护、启动超时保护、接地保护、漏电保护过压保护、欠压保护、失压重启动等,有些功能是选项),可检测电压、功率、电能计量,可遥信、遥测、遥控、显示(电流、电压、零序电流、漏电流、功率因数、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能、系统时间、电机各种运行状态、故障原因、性质及保护动作时间,保护整定值可调。
所谓两段保护一般指过载长延时保护和短路瞬时保护,三段保护比前者多一级短路短延时保护,多加这一级的目的主要是实现选择性保护,通俗的讲就是,下级断路器跳闸保护,但是上级断路器不会被冲跳,这样就避免了讲停电范围扩大。
三相电动机的缺相保护器随着经济的飞速发展,社会生产的工业化程度的进一步增强,电动机在工农业生产中的应用越来越广泛。
尤其是三相电动机,由于其功率大,运行稳定,控制简单,使用方便,在工厂企业中得到大量应用。
几乎所有的拖动装置,尤其是泵类和风机类的负载中,更离不开电动机,对电动机的要求也越来越高。
1.设置保护的目的在三相电动机的运行中,由于种种原因,如三相电源的熔断器一相熔断,或者接触器触点烧损等造成一相接触不良,或由安装维护等原因造成一相断线,都会造成三相电动机缺相运行。
若发现不及时,时间稍长便会烧毁电动机,造成设备损坏,影响生产的连续性,给工农业生产造成重大损失。
为了保障电动机的安全运行,使其在发生缺相运行时能及时停止电动机的运行,避免造成电动机烧毁事故,一般重要电动机都装有各种保护装置,尤其是缺相保护。
2.基本原理目前的电动机缺相保护电路大部分采用微机保护或电子式保护装置,元件较多,线路复杂,工作可靠性不高,出现问题时往往失去保护作用,或者工作失常,造成电动机保护拒动或不能合闸,对生产造成不利影响。
本文介绍的保护装置具有原理简单,元件少,工作可靠,基本不需维护等特点。
并且通过适当的配置元件,可起到无功补偿的作用。
该保护装置的原理为:三相星形接线的中性点,三相负载平衡时电位很低,基本相当于地电位。
而当三相电源缺相时,中性点电位会升高至相电压。
利用这一特点,对电源的供电情况进行监测,从而起到缺相保护作用。
3.接线说明三个电容器接成星形,电容器端子分别接A、B、C三相电源,中性点接电压继电器的线圈,线圈另一端接地。
电压继电器的常闭接点应串接与交流接触器的控制回路中。
当A、B、C任一相断开时,中性点电位升高为相电压,电压继电器动作,使交流接触器的控制回路断开,切除电动机电源。
本电路中电容器容量不必选得太大,主要是耐压水平足够即可。
选择耐压值时应注意,因电压为交流电压,需考虑其峰值,并考虑一系数,留有余地。
电机过流保护及三相电缺相保护————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:目录一、方案论证 (2)二、方案设计 (2)1.过流保护 (2)2.缺相保护 (3)三、具体内容 (3)1.过流保护 (3)1)电流的检测方案比较 (3)2)方案的选择 (4)3)信号处理 (4)4)基准比较电压 (5)2.缺相保护 (5)1)缺相信号检测方法的比较 (5)2)方案选择 (7)3)信号处理 (7)4)控制开关电路 (8)5)自锁的实现 (8)四、方法步骤 (8)1、查找文献 (8)2、电路的设计与仿真 (8)五、设计结论 (13)六、附表及元件明细 (13)七、参考文献 (14)八、附图一 (16)附图二........................................................................................................错误!未定义书签。
电机过流保护及三相电缺相保护一、方案论证随着各行业现代化步伐加快,煤矿企业如今也慢慢步入电气化时代,尤其是近几年煤矿企业加大了对矿井的设备投入,这就为保障井下的各种电器设备安全正常的运行提出了更高的要求。
电器设备的正常运行直接关系到煤矿的生产和井下工人的生命安全!为此,我们提出设计相关电器设备的保护电路。
而在井下常发生的电器事故中,设备的过载运行和三相电机的缺相运行是最常见的电器事故,且井下的大部分由外因素引起的火灾都是由上述两个因素造成的。
特别是缺相运行的检测,因三相负载在缺相时仍能工作,且不易被发现,例如三相电动机。
如果不及时发现故障电路采取相应的措施,会严重影响井下设备的正常运行,更严重着则会引发火灾,设备永久损坏!所以,我们设计与这两个方面相关的电路保护——“过流保护”、“三相电缺相保护”。
这两个保护电路在井下对电器设备的安全运行是必不可少的,具有很强的实用性!二、方案设计1.过流保护过流保护首先要检测井下供电电缆的电流,而检测电流有多种方案——电阻分压、电流互感器、电流继电器。
然后经采集的信号进行处理,若信号本身是直流则直接接相应的保护动作电路,若是交流则要多加一级交流有效值转换电路。
而后就是实现电路的电器自锁,保证电路稳定可靠工作。
流程图如下: 电流检测信号转换保护动作信号判断2.缺相保护缺相保护首先要实现的是相位缺失的检测,这里同样有多种方案可供选择,主要的常用类型为:电容中性点检测法、电阻中性点检测法(只适用于三相四线制)、二极管整流法、互感器+二极管整流法。
它们都是为了实现一个开关信号的检测去实现驱动开关元件动作。
流程图如下:三、具体内容1.过流保护1)电流的检测方案比较电阻分压原理:将精密电阻串于负载电路,把电阻上的电压作为检测信号,然后接后级电路。
优点:电阻相比较而言便宜且工作相当稳定可靠。
缺相检测保护动作信号判断自锁电路自锁解除缺点:温漂对电阻影响较大●电流互感器原理:经互感器检测交流信号,然后接放大电路。
优点:检测精度高。
缺点:体积稍大、成本高。
●电流继电器原理:靠电磁耦合,驱动继电器触点动作。
优点:可靠,安全,容易实现自锁缺点:体积大2)方案的选择首先,电阻分压法只适用于小功率电路保护,若用于大功率电路,则要求电阻的功率非常大,不合实际,所以排除电阻分压法。
其次,虽然电流继电器适用电流范围比电阻分压法大,但要用于矿井下高达数十安、数百安的电流,则需要用到大功率(数百安)电流继电器,如此则继电器体积太大,所以也被排除。
最后,电流互感器为最佳选择,它能实现电流初级与次级的变比,将大电流转化为小电流,非常适合于大电流的检测。
这使得它的成本相对于它所控制的设备来说成本几乎可以忽略。
3)信号处理互感器检测到的信号为交流电流信号,需转化为电压控制信号,所以要加一级流压转换电路。
然后,将再将其转化为直流信号。
传统方法交直转化为整流桥直接整流,这种方法精度低,动态性差。
这里选用真有效值转换电路,其原理为,电压真有效值转换公式为:201T U u dt T=⎰ 4)基准比较电压基准比较电压的实现可以利用德州仪器公司(TI )生产的TL431。
TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。
他的输出电压用两个电阻就可以任意的设置到从Verf(2.5V )到36V 范围内的任何值。
TL431可等效为一只稳压二极管。
1) 驱动及自锁自锁实现了过载发生时能及时断开电路,电路断开后能保证电路不再闭合,保证电路安全可靠工作,不会出现电路反复动作。
2.缺相保护1)缺相信号检测方法的比较电容中性点检测法原理:在三线制三相电中,从三相线路中,每相通过电容各引出一根线。
并接在一点,形成人为的中性点。
当三相负载正常工作时,中性点对地电压为零。
当负载缺相运行时,中性点发生偏移,中性点对地电压发生变化。
利用这个开关量来检测负载是否在正常工作。
优点:原理简单、检测电路简单、改善了电路的功率因数缺点:后级需加整流电路●二极管整流法原理:从三相线路中,每相通过二极管各引出一根线。
并接在一点,形成人字形的整流电路。
当三相负载正常工作时,人字形节点电压U 1.17u=⨯u为三相电的相电压有效值当三相电中任意一相断开时,人字形节点电压=⨯u为三相电的相电压有效值U0.374u通过上述两个电压大小的不同可以用来判断设备是否缺相运行。
优点:简单、可靠、减少后级整流电路●电阻中性点检测法原理:,从三相线路中,每相通过电阻各引出一根线。
并接在一点,形成人为的中性点。
原理与电容中性点一样.优点:简单、可靠缺点:后级要加整流电路●互感器+二极管整流法原理:从三相线路中,每相通过电流互感器各引出一根线。
然后每相各接接两个并联整流二极管。
后级电路与二极管整流法一样。
优点:可靠、安全缺点:体积大、费用高2)方案选择通过比较各项指标,选择电容检测法。
理由如下:✧性能可靠✧改善电路功率因数✧有利于整体电路的设计,简化电路结构✧价格便宜3)信号处理由前级传输过来的是交流信号,需要进行整流变为直流信号。
由于是一个开关检测信号,两个状态量之间有很大的差别,因此不需要像过载保护那样将信号经严格的真有效值转换,只需有两个逻辑电平即可。
所以这里直接用整流全桥进行整流。
4)控制开关电路控制开关电路可以用比较器+驱动来实现,也可以直接利用此信号来驱动,此时要加一个稳压管来实现开关量的选择。
这里我们直接选用第二个方法。
5)自锁的实现自锁的实现,要利用控制三相电用电设备的交流接触器,将开关控制量串与其中,使交流接触器失去其自锁能力,从而实现电器的自锁。
四、方法步骤1、查找文献经查找相关的文献资料发现,现有的关于这方面的资料很多,其中以王志华发表在《机床电器》上的《电源缺相保护电路的探讨》最为详尽。
另外傅智河发表的《新颖节能的三相电动机缺相报警保护》中提出了利用电容检测缺相的方法,相比传统的做法,这种方法新颖,且对电网起到一定的补偿作用!我们综合比较了所有相关电路,力求提出一个更为切合实际更为优化的电路。
2、电路的设计与仿真过流保护电路设计a)流压转换将电流互感器检测过来的电流信号转化为电压信号。
电路图如下:输出电压u=i*R2b)真有效值转换电路以下真有效值转换电路,经实际电路测试,精度很高,可以直接使用。
也可以用真有效值转换芯片如:HCNR200、AD673、AD536。
c)基准电压基准电压精确才能保证电路性能高。
用Tl431实现电路如下图:Vout=(R2+R3)*2.5/R3d)电路自锁电路必须保证能自锁,以下电路能实现电路的自锁:当有信号时激发Q2导通,同时Q1也被激发导通。
此时,即使去掉激发信号,Q2和Q1仍能保持导通。
实现电路的自锁。
缺相电路设计a)信号检测三相电任意两相之间电压为380V,如果发生缺相,在对称负载电路中中性点对地电压U=110V。
用此电压驱动交流接触器线圈K动作。
电路原理如下图:b)自锁电路利用接触器构成自锁电路,如下图:按下SB按钮KM得电,线圈动作,KM自锁。
缺相时K动作,KM失去自锁功能。
这样不管ABC三相中任意一相断开,电路都能及时动作保护。
◆参数计算仿真将设计好的电路用Proteus仿真,逐一计算元件参数。
✓过载参数设计的过载保护电流为三安,选用电流互感器变比为10:1,则检测传送的安全阀值电流有效值为0.3A,经电阻为10Ω的电阻,变为3V的电压信号。
所以基准电压应设定为3V。
又因tl431输出电压U=(R2+R3)*2.5/R3=3V且要保证, 1ma<(VCC-V out)/R1<500ma,取VCC=5V得出5R1=R24Ω<R3<2K取R2=2K,R3=10K,R1=1K✓缺相参数电容在作为缺相检测时没有容量要求,只有电压要求,这里选额定工作电压的3~4倍取480V。
另外电容在做功率补偿时,ϕϕω212C=P*(tan-tan)/3Uϕ1为补偿前功率角,ϕ2为补偿后功率角。
◆实物制作调试将仿真好的电路用protel软件制作电路板,焊接电路。
逐一调试各个模块电路功能,最后联调电路。
过载保护电路在通过3A电流时,保护装置动作,并自锁。
缺相保护装置则直接进行软件仿真,当电路缺相时,装置动作,保护了设备。
五、设计结论本设计按最初设计要求达到了预期目的,完成了设计任务,方案切实可行。
通过对电路的设计、仿真、焊接、调试,将理论成功运用于实践,用理论知识指导设计实践,不仅仅停留在书本的知识,多查阅资料,多浏览各大电气网站,从中学习借鉴别人的经验,达到事半功倍。
现如今集成电路飞速发展,针对不同功能的芯片应有尽有,使线路更简单,故障点数目减少,更趋于智能化。
但对最基本的理论知识一定要从原理上弄透彻,万变不离其宗,一切皆是有最基本的原理发展而来的。
通过本次实训,充分体会到了团队合作的意义,个人能力也得到了提高。
六、附表及元件明细总电路图两张:见附页元件明细主要元件:TL431稳压块一块、OP07运放、SSR-H480D125固态继电器两个12v小继电器一个n型p型三极管若干、电阻若干、电容若干、按钮若干七、参考文献【1】姜华、王金波《三相电动机缺相保护实用方法》【2】胡开金《浅析三相电动机缺相运行的危害及对策》【3】马兴宝《关于三相电动机的缺相保护》【4】潘慧宇《三相电机断相保护措施的探讨》【5】傅智河《新颖节能的三相电动机缺相报警保护》【6】王志华《电源缺相保护电路的探讨》【7】任健旺《井下电钳工电气防爆检查工》煤炭工业出版社【8】靳占亭《矿井变配电工》煤炭工业出版社【9】刘延绪《煤矿井下供电的三大保护》煤炭工业出版社课程设计总结两周的课程设计即将结束,我们一组六个同学分工合作,通过上网及到图书馆查阅相关资料,结合我们平时所掌握的理论与实践知识,在老师的指导下基本上顺利地完成了这次的课程设计任务。