水泥廠電機(jī)的保護(hù)

  摘要：根據(jù)電機(jī)的特性，共有四種特性曲線來(lái)保護(hù)電機(jī)。實(shí)際應(yīng)用中通常選用特性VIT或EIT來(lái)保護(hù)電機(jī)。分析認(rèn)為，E3現(xiàn)場(chǎng)總線式智能電機(jī)保護(hù)器代表了今后低壓電機(jī)保護(hù)發(fā)展的方向。

  0 引 言

  水泥廠電氣設(shè)計(jì)除完成一般供配電等設(shè)計(jì)外，還有大量的工作是完成設(shè)備電機(jī)的拖動(dòng)控制設(shè)計(jì)。水泥廠電氣設(shè)計(jì)的核心工作之一是要保證設(shè)備電機(jī)按照設(shè)計(jì)的工藝操作程序安全、可靠地運(yùn)行。要達(dá)到此目的，電機(jī)保護(hù)顯得尤為重要。電動(dòng)機(jī)的電氣損壞通常是由于電機(jī)內(nèi)部（即繞組）溫升過(guò)高（例如電機(jī)額定功率出力運(yùn)行情況下環(huán)境溫度過(guò)高或一般環(huán)境溫度下電機(jī)較長(zhǎng)時(shí)間功率過(guò)載運(yùn)行等）導(dǎo)致的。本文就水泥廠電機(jī)的保護(hù)原理與方法進(jìn)行淺析。

  1 電機(jī)的允許工作溫度

  電機(jī)某一部分的溫升為該部分溫度冷卻介質(zhì)溫度之差，單位為K。電機(jī)溫升包括定、轉(zhuǎn)子繞組溫升，定、轉(zhuǎn)子鐵心溫升；集電環(huán)溫升及軸承允許溫度（前面已作說(shuō)明）。B級(jí)電機(jī)繞組溫升限制為80K；F級(jí)電機(jī)按B級(jí)考核亦為80K；按F級(jí)考核則為105K，按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，B級(jí)絕緣材料可長(zhǎng)期承受的工作溫度是130℃，F(xiàn)級(jí)可長(zhǎng)期承受155℃，按電機(jī)實(shí)際運(yùn)行最高環(huán)溫40℃計(jì)算，則電機(jī)允許工作溫度為：

  B級(jí)時(shí)≤120℃（環(huán)溫40℃+溫升80 ）＜130℃

  F級(jí)時(shí)≤145℃（環(huán)溫40℃+溫升105）＜155℃

  國(guó)內(nèi)電機(jī)制造一般是低壓電機(jī)為B級(jí)絕緣，中壓電機(jī)是F級(jí)絕緣。如不考慮環(huán)境溫度因數(shù)，電機(jī)溫升和電機(jī)實(shí)際工作電流與該電流下電機(jī)運(yùn)行時(shí)間的乘積成正比，電機(jī)溫升（發(fā)熱）有一個(gè)熱積累的時(shí)間過(guò)程。

  2 保護(hù)電機(jī)的四種特性曲線

  根據(jù)電機(jī)的特性，IEC 60255-3和BS 142標(biāo)準(zhǔn)制定了四種特性曲線來(lái)保護(hù)電機(jī)。

  3 保護(hù)方法分析

  實(shí)際應(yīng)用中通常選用特性VIT或EIT來(lái)保護(hù)電機(jī)。其特性曲線如圖1、圖2。

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  對(duì)于中壓電機(jī)來(lái)說(shuō)，采用微機(jī)綜合保護(hù)裝置完成VIT或EIT特性保護(hù)電機(jī)非常容易，因而中壓電機(jī)一般都設(shè)計(jì)了較完備的保護(hù)。低壓電機(jī)保護(hù)目前通常采用熱繼電器、電機(jī)綜合保護(hù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)過(guò)電流、過(guò)熱保護(hù)。根據(jù)IEC947-4-1標(biāo)準(zhǔn)將電機(jī)保護(hù)跳閘（起動(dòng)）等級(jí)分為：10A、10、15、20、25、30 、30A，見(jiàn)表1 。這七個(gè)電機(jī)起動(dòng)等級(jí)電流時(shí)限均滿(mǎn)足EIT特性曲線。

  國(guó)外各個(gè)大公司生產(chǎn)的熱繼電器均能以IEC標(biāo)準(zhǔn)為生產(chǎn)制造標(biāo)準(zhǔn)。例如Schneider 公司的LR2系列熱繼電器和ABB公司的TA系列熱繼電器保護(hù)跳閘等級(jí)按10A設(shè)計(jì)制造，TA系列熱繼電器保護(hù)跳閘特性見(jiàn)圖3。

  國(guó)內(nèi)對(duì)低壓電機(jī)保護(hù)器的研制起步較早，大多按EIT特性來(lái)實(shí)施保護(hù)，例如凱樂(lè)電工的DJB-C、D型電機(jī)保護(hù)器采用EIT特性曲線，10倍電流（I/ IS =10）動(dòng)作時(shí)限為2.8秒，過(guò)流動(dòng)作值和動(dòng)作時(shí)間約為：6 Is / 8秒 ～1.2 Is / 600秒，保護(hù)跳閘等級(jí)界于IEC標(biāo)準(zhǔn)的10和10A之間。國(guó)內(nèi)電機(jī)保護(hù)器要解決好可靠性、電子器件溫度漂移和智能通訊問(wèn)題。

  須特別指出的是RockWell公司的E3現(xiàn)場(chǎng)總線式智能電機(jī)保護(hù)器，該保護(hù)器為RockWell公司智能MCC柜配套器件，集控制操作、測(cè)量（L1、L2、L3三相電流、平均電流、功率等）、保護(hù)、通訊為一體。另外E3保護(hù)器還有4個(gè)DI輸入（24VDC）、3個(gè)繼電器輸出和1個(gè)PTC輸入。通過(guò)計(jì)算機(jī)可設(shè)置改變E3保護(hù)器的通訊地址、通訊波特率、設(shè)定電流和跳閘等級(jí)（5、10、20、30）等。RockWell公司智能MCC柜一般電控回路（軟起動(dòng)器、變頻器回路除外）的測(cè)量及控制均以E3現(xiàn)場(chǎng)總線式智能電機(jī)保護(hù)器為核心實(shí)施的。

  從電子技術(shù)及通訊技術(shù)的發(fā)展來(lái)看，RockWell公司的E3現(xiàn)場(chǎng)總線式智能電機(jī)保護(hù)器代表了今后低壓電機(jī)保護(hù)發(fā)展的方向。