电动机保护器的选型

浅析低压电动机保护断路器的选型摘要：本文从电动机保护断路器的类型及特点、鼠笼式异步电动机的起动特性、电动机保护断路器脱扣曲线以及电动机保护断路器等几个方面来分析，为断路器选型和保护整定提供参考。

关键词：电动机保护；断路器；整定值引言现阶段电动机运行工况复杂，配电保护繁琐。

断路器避免误动，准确切除故障是选型的重中之重。

本文从电动机保护断路器的类型及特点、鼠笼式异步电动机的起动特性、断路器脱扣曲线分析等几个方面结合实际案例，为断路器选型提供一种简易计算方法。

1电动机保护断路器的类型及特点1.1电动机保护断路器有两大类：第一类，兼具过载保护和短路保护功能，脱扣器类型为热磁式和电子式。

第二类，只具有短路保护功能，短路保护元器件为磁脱扣线圈，也称单磁保护。

1.2电动机保护断路器有两大特点：第一个特点，除了遵循GB 14048.2-2008外，过载保护的反时限特性必须满足GB 14048.4-2010标准的要求，即约定不脱扣电流和约定约定脱扣电流对应的时间，还需要满足过载继电器的脱扣级别要求。

配电断路器过载保护曲线遵循的是GB 14048.2-2008标准中反时限断开特性。

第二个特点是磁保护或瞬时保护整定值相对配电型断路器高，一般12~15In 甚至更高，目的是为了躲过电动机起动时在第一个半波出现的接通电流峰值，避免磁保护误动作；配电型断路器的瞬时整定一般为10In。

2鼠笼式异步电动机的起动特性断路器的保护特性需要与电动机的工作特性相匹配。

如图1所示左侧曲线为鼠笼式电动机起动特性曲线，电机起动电流通常为4~8.4In，峰值发生在第一个半波，在第二、第三周波内急剧衰减。

右侧反时限脱扣曲线为保护电器过载保护曲线。

从图可知反时限脱扣曲线需保持在电动机正常运行电流和起动电流的上方，磁保护或瞬时保护整定值Irm＞I"d。

In为电动机额定电流（有效值）Id为电动机起动电流（有效值）I"d为接通电流峰值（峰值）图1 断路器与电动机特性曲线对比3电动机保护断路器脱扣曲线分析3.1热磁式电动机保护断路器以额定电流23A断路器为例，热脱扣范围为17~23A，磁脱扣电流为327A±20%。

电动机型断路器的选用方法我们看到了主回路由3种元件构成，即断路器+接触器+热继电器。

在这里，断路器执行短路保护，接触器执行合分操作，热继电器执行过载保护。

注意看断路器的符号，其中有一只半圆，这是短路保护的符号，可见，这台断路器是单磁断路器。

真正的电动机型断路器，必须具有电动机的过载保护L功能，必须具有电动机的堵转保护R功能，具有电动机的欠压U保护功能和断相保护功能，以及短路保护I功能。

以下分别讨论：（1）电动机型断路器的过载保护L功能电动机型断路器，必须把热继电器的特性包含到断路器的过载保护中。

我们来看GB14048.4-2010《低压开关设备和控制设备_第4-1部分_接触器和电动机起动器_机电式接触器和电动机起动器(含电动机保护器)》标准对热继电器的要求是什么，如下：我们特别关注热继电器的脱扣级别10A、10、20和30，这四种脱扣级别为最常用的方式，其中前三种用于电动机的一般性直接起动，而30脱扣方式为电动机的重载起动方式。

显见，如果电动机型断路器能够实现对电动机的过载保护，则它必须具有这四种电动机过载保护方式。

我们来看看ABB的Tmax电动机型断路器的参数，如下：对照其中电动机型断路器的过载保护功能与标准表2中的数据，我们发现它们是类似的。

也就是说，电动机型断路器的过载保护能够取代热继电器的功能。

下图是电动机型断路器的L参数时间-电流特性曲线：注意看图中四个参数（10A、10、20、30）的冷态和热态，正好对应于热继电器双金属片的冷态和热态保护曲线。

所谓冷态，指的是电动机首次起动，而热态自然就是电动机再次重复起动了。

另外，请注意到两个要点：第一个要点：电动机型断路器对电动机的过载保护属于热保护，不属于电子式保护；第二个要点：低压配电断路器的标准是GB14048.2-2008《低压开关电器和控制电器第2部分：断路器》，但低压电动机型断路器的过载保护标准却是GB14048.4-2010《低压开关设备和控制设备_第4-1部分_接触器和电动机起动器_机电式接触器和电动机起动器(含电动机保护器》，而其短路保护部分的标准仍然是GB14048.2-2008。

电机保护器的常见类型
技术详情：
1、热保护型：在电机中埋入热元件，根据电动机绕组的温度进行保护，保护效果好；但电机容量较大时，需与电流监测型配合使用，避免电机堵转时温度急剧上升时，由于测温元件的滞后性，导致电机绕组受损。

2、热继电器：普通小容量交流电机，工作条件良好，不存在频繁启动等恶劣工况的场合；由于精度较差，可靠性不能保证，不推荐使用。

3、磁场温度检测型：在电机中埋入磁场检测线圈和测温元件，根据电机内部旋转磁场的变化和温度的变化进行保护，主要功能包括过载、堵转、缺相、过热保护和磨损监测，保护功能完善，缺点是需在电机内部安装磁场检测线圈和温度传感器。

4、电子型：检测三相电流值，整定电流值采用电位器或拔码开关，电路一般采用模拟式，采用反时限或定时限工作特性。

保护功能包括过载、缺相、堵转等，故障类型采用指示灯显示，运行电量采用数码管显示。

5、智能型：检测三相电流值，保护器使用单片机，实现电机智能化综合保护，集保护、测量、通讯、显示为一体。

整定电流采用数字设定，通过操作面板按钮来操作，用户可以根据电机具体情况在现场对各种参数修正设定；采用数码管作为显示窗口，或采用大屏幕液晶显示，能支持多种通讯协议，如ModBUS、ProfiBUS等，价格相对较高，用于较重要场合；目前高压电机保护均采用智能型保护装置。

如何根据电动机的功率选择空开、接触器和热保护器？1.空气开关的选择：1）由线路的计算电流来决定断路器的额定电流；（大概有99%的设计者做到了这一条）。

（2）断路器的短路整定电流应躲过线路的正常工作启动电流。

（大概有30%的设计者注意到了这一条）。

（3）按线路的最大短路电流来校验低压断路器的分断能力；（大概有10%的设计者注意到了这一条）。

（4）按照线路的最小短路电流来校验断路器动作的灵敏性，即线路最小短路电流应不小于断路器短路整定电流的倍；（大概有5%的设计者注意到了这一条）。

（5）按照线路上的短路冲击电流（即短路全电流最大瞬时值）来校验断路器的额定短路接通能力（最大电流预期峰值），即后者应大于前者。

（大概有1%的设计者注意到了这一条）。

2.接触器的选择：1)选择接触器的类型：根据电路中负载电流的种类选择。

交流负载应选用交流接触器，直流负载应选用直流接触器，如果控制系统中主要是交流负载，直流电动机或直流负载的容量较小，也可都选用交流接触器来控制，但触点的额定电流应选得大一些。

(2)选择接触器主触头的额定电压：应等于或大于负载的额定电压。

(3)选择接触器主触头的额定电流：被选用接触器主触头的额定电流应不小于负载电路的额定电流。

也可根据所控制的电动机最大功率进行选择。

如果接触器是用来控制电动机的频繁启动、正反或反接制动等场合，应将接触器的主触头额定电流降低使用，一般可降低一个等级。

(4)根据控制电路要求确定吸引线圈工作电压和辅助触点容量：如果控制线路比较简单，所用接触器的数量较少，则交流接触器线圈的额定电压一般直接选用380V或220V。

如果控制线路比较复杂，使用的电器又比较多，为了安全起见，线圈的额定电压可选低一些，这时需要加一个控制变压器。

直流接触器线圈的额定电压应视控制回路的情况而定。

而一系列、同一容量等级的接触器，其线圈的额定电压有好几种，可以选线圈的额定电压和直流控制电路的电压一致。

直流接触器的线圈是加直流电压，交流接触器的线圈一般是加交流电压。

电动机保护器安全操作及保养规程电动机保护器是控制和保护电动机的重要装备之一，它能够监测电动机的运行状态并在异常情况下立即停机，避免因电动机故障引起的生产事故。

为了保障工作人员的人身安全和设备的正常运行，本文为您介绍电动机保护器的安全操作及保养规程。

一、安全操作规程1.1 电动机保护器的选型在选择电动机保护器时，应根据电动机的额定电压、额定功率、额定电流和负载类型进行选型。

同时，还应考虑电动机启动和停机的方式，以便电动机保护器能够正常工作。

在选型时，还需考虑保护器的额定容量和额定工作电流，以避免保护器过载或长时间工作。

1.2 电动机保护器的安装电动机保护器应安装在电动机的电源线路上，安装前应检查保护器的标识及技术参数是否符合设备要求。

在安装过程中，应将电动机的电源线与保护器的接线端子牢固连接，并确保连接正确无误。

安装完成后，应进行试运行，并进行鉴定合格后才能正式投入使用。

1.3 电动机保护器的操作电动机保护器的操作应严格按照使用说明书进行，避免误操作。

在正常运行过程中，保护器应处于自动状态，当电动机发生异常情况时，保护器会自动停机并发出警报信号，此时应及时排除故障并根据保护器的操作说明进行重启。

1.4 电动机保护器的维护和检修电动机保护器应定期进行维护和检修，以确保其正常工作。

每年至少进行一次全面检查，包括清洁保护器外表面、检查接线是否松动、检查保护器继电器、热继电器等元件是否正常工作，在使用设备过程中发现问题及时维修或更换。

1.5 电动机保护器的备件和备用部件为保障生产的持续性，建议备有与设备相应的电动机保护器备件和备用部件。

在更换电动机保护器时，需将备件与原部件进行对照检查并依操作手册进行更换，以确保更换后的保护器安装正确合适且可以正常使用。

二、保养规程2.1 保护器的清洁电动机保护器应定期清洁以确保正常工作。

使用软布或刷子轻轻擦拭保护器表面，并用吹风机将灰尘和污垢吹掉，清洁过程中应注意禁止使用带水的清洗剂，以免影响保护器正常工作。

第四章 JD501S/601系列电动机保护器4.1、JD501S/601S系列电动机保护器特点JD-□/A 0 □ □继电器触点类型，可以是 1、2 之一1: 1常开继电器触点（AC 250V/10A（阻性负载）、DC 30V/10A）；2: 2组常开、常闭继电器触点（AC 220V/5A（阻性负载）、DC 30V/5A）；保护功能，可以是 0、1、2、3、4 之一0：接地、短路、缺相、堵转、电流不平衡、过载；1：接地、短路、缺相、堵转、电流不平衡、过载、零序电流；2：接地、短路、缺相、堵转、电流不平衡、过载、欠载；3：接地、短路、缺相、堵转、电流不平衡、过载、过压、欠压；4：接地、短路、缺相、堵转、电流不平衡、过载、欠载、过压、欠压；无通讯接口、无4-20mA输出；4 位LED显示3相电流及零序电流、电压；保护器额定电流（A），可以是 5、10、20、50、100、150、200 之一；电动机保护器主单元 电动机保护器电流检测单元主要特点：单片机为核心，数字设定、数字显示，保护功能完备、保护性能可靠。

按键设置保护参数，4位LED数码管显示三相及零序电流、电压、故障代码、保护参数；保护功能：接地、短路、缺相、堵转、电流不平衡、过载、零序电流、欠载、过压、欠压；适用范围：电压不高于1140V，频率为50Hz、60Hz的三相交流电动机；工作电源：AC 85V — 265V；功率消耗：小于 2W；采集精度：1.0；环境温度：- 20℃ — 50℃。

4.2、电动机保护器技术数据(型号省略了JD-□/A□□□中的□□□)电动机保护器型号 5/A 10/A20/A50/A100/A 150/A200/A最大设定电流（A） 5.5 11 23 55 110 165 220 最小设定电流（A） 1 2 4 10 20 30 40 电动机最大功率（KW） 2.2 4 11 22 45 75 110 电动机最小功率（KW） 0.55 1.1 2.2 5.5 11 18.5 22 电动机电源穿线孔Φ（mm） 20 20 20 20 20 30 30 电动机保护器故障代码电动机故障代码含义(1)、EE01：接地； (2)、EE02：短路； (3)、EE03：缺相；(4)、EE04：堵转； (5)、EE05：电流不平衡； (6)、EE06：过载；(7)、EE07：欠载； (8)、EE08：过压； (9)、EE09：欠压。

高压电动机保护用CT 的选型分析1 概述电动机在工业用户中是使用最为广泛的用电设备，也最为重要的电力负荷，特别在石油化工、矿山冶金等行业。

随着微机式保护装置的应用，电动机的保护方案更加全面[1]。

然而，实际应用中，电动机保护出现了不少的误动现象，造成生产的损失。

特别是在电动机起动过程中速动类保护（比如电流速断、差动保护）的可靠性问题比较突出。

这其中除了定值整定和个别装置本身的原因外，与电动机保护所用CT 的选择不当有很大关系。

由于电动机都是终端用电节点，所以很多时候其回路CT 的选择往往根据额定电流，按经验选取，而对于电动机起动过程中CT 的暂态行为没有进行严谨的校验，造成应用后出现问题。

本文正是从这个问题点出发，通过标准的分析以及详细的公式推导，给出高压电动机各种保护所采用的电流互感器的选型原则，目的在于2 CT 选型原则高压电动机保护所用的CT 一般都是级的低漏磁电流互感器，其等值电路如图1所示。

图中， P ——一次电流，对应的一次额定电流幅值标记为； pI &pn I ——二次电流，对应的二次额定电流幅值标记为； SI &sn I ——励磁电流； eI & ——二次感应电动势； s E & ——二次负载电压； sU & ——一次匝数； 1N ——二次匝数；2N——变比，； n K 12/N N K n =e X ——励磁阻抗；——CT 内部阻抗；ct R——CT 二次负载，包括连接导线阻抗和所连继电器阻抗，即。

而b R 'lead R =lead R relay R relay b R R +'AlR lead ⋅⋅=ρ2，其中，l 为连接导线单程长度；为导线截面积；A ρ为电导率，对于铜导体，20℃时的标准值为。

m mm /02⋅075.Ω=ρbR'图1 电流互感器的等值电路从图1可以看出，由于励磁支路的存在，电流互感器一次侧和二次侧的电流变换不能完全实现线性变换，会存在一定偏差[2]。

电动机综合保护器参数详解一、引言电动机综合保护器是电机运行中的重要设备，用于监控和保护电动机的运行状态，确保电机的安全、可靠运行。

本文将详细介绍电动机综合保护器的主要参数，帮助读者更好地理解和应用这一设备。

二、电动机综合保护器概述电动机综合保护器是一种集成了多种保护功能的设备，它能够对电动机的电流、电压、温度、功率等参数进行实时监测，并在发现异常时及时切断电源，保护电动机免受损坏。

此外，它还具有过载、短路、欠压、过压、缺相等保护功能，为电动机提供全面的安全保障。

三、电动机综合保护器的主要参数额定电流（Rated Current）：指保护器所能承受的最大电流值。

选型时，应确保电动机的额定电流不超过保护器的额定电流。

额定电压（Rated Voltage）：指保护器正常工作时所需的电压值。

额定电压应与电动机的额定电压相匹配。

保护动作时间（Protection Action Time）：指从检测到异常到切断电源所需的时间。

保护动作时间越短，对电动机的保护效果越好。

过载保护倍数（Overload Protection Multiple）：指保护器在电动机过载时所能承受的最大电流倍数。

通常，过载保护倍数越高，对电动机的保护效果越好。

短路保护倍数（Short-circuit Protection Multiple）：指保护器在电动机发生短路时所能承受的最大电流倍数。

短路保护倍数越高，对电动机的保护效果越好。

温度保护范围（Temperature Protection Range）：指保护器能够监测到的电动机温度范围。

通常，温度保护范围越宽，对电动机的保护效果越好。

通信接口（Communication Interface）：指保护器与外部设备（如PLC、上位机等）进行通信的接口。

通信接口的存在使得保护器能够实现远程监控和控制。

四、电动机综合保护器的选型与应用在选型电动机综合保护器时，应根据电动机的实际需求和运行环境，综合考虑以上参数。

电动机起动加倍保护与电流互感器选型厂用送风机电机为上海电机厂YKK630-6型三相异步电动机，额定电压6kV，额定电流166.5A。

使用前成功空载试运过，在倒送电之后第一次起动时速断保护动作，整个过程持续585ms。

此现象以为是起动速断加倍功能未投入，并检查定值，因电流波形未发现异常，电机再次起动，第二次持续587ms速断保护又动作。

分析后发现REX521的起动加倍功能，固定为电流大于1.5In时起动加倍投入，1.3倍额定电流返回。

标签：起动加倍；保护装置；速断；电流互感器（CT）引言电动机起动电流一般会达到4至8倍的额定值，起动加倍功能就是为了提高速断的灵敏性，当电机起动过程，按照一定的判据，将速断值加倍，在起动完成后自动返回。

正常运行时若发生堵转或短路能使速断可靠动作，减少异常事故，维护系统安全稳定运行，在厂用系统中得到普遍运用。

1 提出案例送风机电机选用为上海电机厂YKK630-6型三相异步电动机，基本参数如下：额定电压6kv、额定电流166.5A、额定功率1400KW。

根据《浙江电网发电厂厂用电系统反事故技术措施》要求，为了减小CT饱和影响速断保护动作，变比为800/1的CT。

保护装置为ABB的REX521，过流保护采用三段式，保护设置过流低定值为0.23In（In：保护装置输入额定电流值），动作时间160秒（s），过流高定值为0.31In，动作时间18秒，速断值为0.93In，动作时间60毫秒（ms）。

倒送电前电机已完成空载试运，在接入正式电源后第一次起动速断保护动作，整个过程持续585ms，信号显示起动加倍功能未投入。

检查定值及起动电流波形未发现异常，再次起动速断保护又动作，持续时间587ms，和第一次过程相似。

2 剖析流程经过大量试验表明：（1）电流在0.93In以下时速断不动作；（2）在0.93～1.48In 时速断保护动作；（3）在1.48～1.86In时起动加倍功能起动使速断不动作；（4）在1.86In以上时起动加倍虽起动但由于过两倍速断定值而速断保护动作。

一、选型基本原则目前，市场上低压电动机保护产品未有统一标准，型号规格五花八门。

制造厂商为了满足用户不同的使用需求派生出很多的系列产品，种类繁多给广大用户选型带来诸多不便，用户在选型时应根据电动机保护实际需求，才能达到预期的使用价值与效果。

二、选型的基本方法(一) 与选型有关的条件：电机保护的选型存在着电动机与保护器二者怎样合理配用关系，以下提供几个与保护有关的条件、因素，为用户如何选型保护器时提供参考。

1、电机方面：要先了解[1]的型号规格、电动机功能特性、防护型式、额定电压、额定电流、额定功率、电源频率、绝缘等。

这些内容基本能给用户如何正确使用和维护及选型保护器提供了参考依据。

2、环境条件：主要指常温、高温、高寒、腐蚀度、震动度、风沙、海拔、电磁污染等。

3、电动机用途：主要指拖动机械设备要求特点，如风机、水泵、空压机、车床、油田抽油机等不同负载机械特性。

4、控制系统方面：控制模式有手动、自动、就地还是集中远程控制、单机组独立运行，还是生产线连锁自动化程序等工作运行。

启动方式有直接、降压、星三角、频敏变阻器、变频器、软起动等启动方式。

5、其他方面：用户对现场生产监护管理是比较随意性还是严谨性，非正常性的停机对影响生产的严重程度等。

与保护器的选用有一定相关因素的还有很多，如安装位置、连接线路及系统用电器配合等，但主要是电动机工作条件变异和控制的改变对生产影响程度，根据上述的实际工作条件要求和实际变化，对保护器进行合理选型和调整。

(二) 低压电动机保护器的常见类型1、普通型：结构比较简单，整定电流值设定采用电位器旋钮或拔码开关操作，电路一般采用模拟式，动作保护曲线采用反时限或定时限工作特性。

主要功能以突出过载、缺相（三相不平衡）堵转等故障保护，故障类型采用指示灯显示，运行电量采用数码管显示。

2、数字监控型：保护器内部电路运用单片机，实现电动机智能化综合保护，集保护、测量、通讯、显示为一体。

整定电流采用数字设定，通过操作面板按钮来操作，用户可以根据自己实际使用要求和保护情况在现场自行对各种参数修正设定，采用数码管作为显示窗口，由于数码管显示的信息不够丰富，此类保护器界为中高档。

市场上电机保护产品未有统一标准，型号规格五花八门。

制造厂商为了满足用户不同的使用需求派生出很多的系列产品，种类繁多，给广大用户选型带来诸多不便；用户在选型时应充分考虑电机保护实际需求，合理选择保护功能和保护方式，才能达到良好的保护效果，达到提高设备运行可靠性，减少非计划停车，减少事故损失的目的。

(一）与选型有关的条件1、电机参数：要先了解电机的规格型号、功能特性、防护型式、额定电压、额定电流、额定功率、电源频率、绝缘等级等。

这些内容基本能给用户正确选择保护器提供了参考依据。

2、环境条件：主要指常温、高温、高寒、腐蚀度、震动度、风沙、海拔、电磁污染等。

3、电机用途：主要指拖动机械设备要求特点，如风机、水泵、空压机、车床、油田抽油机等不同负载机械特性。

4、控制方式：控制模式有手动、自动、就地控制、远程控制、单机独立运行、生产线集中控制等情况。

启动方式有直接、降压、星角、频敏变阻器、变频器、软起动等。

5、其他方面：用户对现场生产监护管理情况，非正常性的停机对生产影响的严重程度等。

与保护器的选用相关的因素还有很多，如安装位置、电源情况、配电系统情况等；还要考虑是对新购电机配置保护，还是对电机保护升级，还是对事故电机保护的完善等；还要考虑电机保护方式改变的难度和对生产影响程度；需根据现场实际工作条件综合考虑保护器的选型和调整。

（二）电机保护器的常见类型1、热继电器：普通小容量交流电机，工作条件良好，不存在频繁启动等恶劣工况的场合；由于精度较差，可靠性不能保证，不推荐使用。

2、电子型：检测三相电流值，整定电流值采用电位器或拔码开关，电路一般采用模拟式，采用反时限或定时限工作特性。

保护功能包括过载、缺相、堵转等，故障类型采用指示灯显示，运行电量采用数码管显示。

3、智能型：检测三相电流值，保护器使用单片机，实现电机智能化综合保护，集保护、测量、通讯、显示为一体。

整定电流采用数字设定，通过操作面板按钮来操作，用户可以根据电机具体情况在现场对各种参数修正设定；采用数码管作为显示窗口，或采用大屏幕液晶显示，能支持多种通讯协议，如Mod BUS、P rofi BUS等，价格相对较高，用于较重要场合；高压电机保护均采用智能型保护装置。