電動機電流速斷保護繼電器的選型方法

1. 電動機保護繼電器的選擇
  無論哪一種電動機,對其保護的原理基本上都是以反映電動機內部故障時正序和零序電流急劇升高這一特征來設計的。反映短路故障的裝置一般是電流速斷保護和單相接地保護。
  電動機保護繼電器的選擇及其整定正確與否,直接影響到安全運行。實踐表明,由于保護繼電器和定值沒有根據現場實際情況選擇和計算,造成電動機保護裝置誤動、拒動的情況時有發生。本文簡介電流速斷保護的構成及其定值計算,供電工參考。
  電動機內部發生金屬多相短路時,理論上說電流幅值會趨向于無窮大,電流速斷保護就是利用這一特征快速啟動繼電器,使故障電動機從電網中退出來。由于電動機起動電流大小懸殊,因此,能夠把短路電流和起動電流有效區分開來就成為電流速斷保護繼電器選擇的關鍵。現在通常采用DL電磁型電流繼電器和GL感應型電流繼電器。使用DL型電流繼電器構成速斷保護時,當短路電流達到繼電器的整定值后,繼電器的動作時間與電流大小無關,因而切斷故障速度快、靈敏度高,但不容易躲開電動機起動時的電流,往往在電動機過負荷或者起動時造成誤動作。感應型繼電器構成速斷保護時,動作時間與短路電流大小成反比,因而稱為反時限繼電器。這種繼電器具有瞬時動作元件作用于跳閘,延時動作元件作用于信號或跳閘,其動作可靠性好,能夠較好地躲避起動電流和過負荷電流,并且能夠把速斷保護和過負荷保護結合在一塊,大大簡化了保護接線。但它也存在兩相短路故障時動作時間較慢、調試較復雜、動作特性也不如前者穩定等缺點。因此,在選擇保護繼電器時,對于空載起動和不易遭受過負荷的電動機宜采用DL型繼電器,對于帶載起動或者易遭受過負荷的電動機宜采用GL型繼電器。
  2. 保護繼電器的整定計算
  無論采用何種繼電器構成電流速斷保護,其整定的原則都是要躲開電動機起動時的起動電流和瞬間過負荷。繼電器一次動作電流的保護定值一般按下式計算:
  I = KIS
  式中:K — 可靠系數。對于DL型取1.4 ~ 1.6,對于GL型取1.8 ~ 2.0
  IS — 電動機起動電流,一般取額定電流的5 ~ 7倍
  在整定中,可靠系數和起動倍率如果掌握不好,往往容易造成繼電器誤動作或拒動,一般情況下,可按以下原則掌握。
  可靠系數整定主要考慮兩個因素。一是電動機是否容易過負荷,容易過負荷的取大值;反之,則取小值。二是電動機與繼電器電流測量元件的電氣距離。我們知道,電動機發生金屬對稱性短路時,在電網電壓不變的情況下,其電流衰減的幅值和時間取決于短路點與電流測量元件之間的阻抗。阻抗大時,衰減的幅值和時間就快;反之,就慢。而阻抗之大小與電動機連接電纜的長度、截面和材料等因素有關。因此,對于重要的電動機,需要進行短路電流計算以確定可靠系數。一般情況下,電動機連接電纜較長時取小值;反之,則取大值。
  電動機起動電流倍率選定是整定計算的另一個因素。電動機在起動瞬間,轉子是靜止的,反電勢尚未建立,形如堵轉,相當于電動機短路。轉子轉動以后,電動機的反電勢隨轉子的加速而上升,起動電流逐漸接近額定值。因此,起動電流的大小與電動機起動轉矩有關。一般而言,空載或電動機直徑較大時,倍率取小值;反之,則取大值。
  

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