电动机保护与控制回路电气设计问题浅谈

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摘要：日新月异的科学技术对电动机保护与控制回路电气设计提出了更新更高的要求，本文具有针对性地分析研究了控制回路电气和保护电动机设计中存在的相关问题。并提出了解决方法，对于如何在设计时更好地对回路电气加以控制以及更为有效地保护电动机，做出了理论上的指导。

关键词：正反转控制；启停控制；继电保护；变电站；电动机

中图分类号：TM307 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2012) 10-0119-01

在变电站设备运行使用情况中，电动机和回路电气的控制问题是比较关键的两点。本文对于保护电动机和对回路电气加以控制两个目的达成的解决方法是：按照控制和保护要求设计二次电路，选择一次设备时，可以以电动机的停启要求作为选择依据。当高压电动机在运行过程中的反正转要求和停启状态次数较多时，控制反正转和进行停启以接触器为实施办法。

一、电动机保护的含义

在概念区分上，电动机的控制和保护是从根本上完全不同的，务必需要区分清楚对于二次电路和一次电路的设计。断路器在变电站中的选用，必须是自保持型机械保护装置，防止当控制电源突然中断时，因为自保持机械型断路器的存在保护装置能够避免跳闸，从而避免了大面积停电的发生。若此刻有事故发生，保护装置的跳闸可以经由上一级保护动作完成。较为频繁地停启电动机，或者工艺提出要求紧急停车时，接触器应选择电保持型。如按上文要求选择的断路器为自保持机械型时，断路器将会非常频繁地进行合分闸动作，若部分机械出现故障，断路器会选择无视工艺急需紧急停车的要求，选择继续运行而不是停动跳闸，由此造成的损失将是巨大的，故而此时对于短路的保护动作应由断路器或熔断器进行。在控制电动机的停启时，应使用电保持的接触器，当工艺提出需要进行紧急停车时，接触器的自保持电路在接收到工艺紧急停车信号时自动断开，也可以将接触器的控制电源直接断开，这样就极大地提高了其可靠性，保证了断路器的正常使用。即便出现了紧急停车情况，也能既保证断路器的高效工作，也能实现部分跳闸而不造成大面积停电。

二、电动微机保护

使用微机对电动机进行保护时，具有极强的保护功能，这种保护措施已经非常广泛地应用于现今的电气设计领域中。控制停启常规的380/220V低压电动机时，一般都会使用接触器进行控制，对该型号的低压电动机的短路保护措施，使用的通常是低压熔断器或是低压断路器，而保护负荷的仪器设备大多使用热继电器实现。保护措施使用微机后，对于低压电动机的保护动作，包括热保护、堵转、断相、低电压、过电压、过负荷、过电流等，微机将会经由接触器全部实现，但对于短路的保护，低压熔断器和低压断路器依旧是无法被替代的仪器设备选择。保护高压电动机时，高压断路器是微机进行保护动作的最优选择。当高压电动机出现工艺紧急停车或停启频繁的情况时，断高压断路器和微机可经由变电站内的高压配电室进行保护动作，实现保护高压电动机的目的；还可以将高压接触器和隔离开关设置在现场的高压电动机旁边，以此控制工艺紧急停车或是频繁停启。同时二次电路还能够具有较高的可靠性和较为简单的设计等特征优点。当高压电动机出现控制反正转停启的要求时，应采取上文提到的方法，使用高压断路器合微机，在变电站的高压配电室内进行保护动作，以实现保护高压电动机的目的；或是将两台高压接触器和隔离开关设置在现场高压电动机旁边，以此实现控制工艺紧急停车与反正转停启的目的。如果在变电站高压配电室内安装高压接触器的话，当发生短路时，保护动作就需要高压熔断器来进行，以高压接触器为途径，实现对于热保护、启动、堵转、断相、低电压、过电压、过负荷、过电流的微机保护。常规保护要比二次电路设计更为复杂，后者却加入了更多的保护功能。应从施工作业现场将控制高压电动机的工艺停车和停启的电缆引到变电站高压配电室内。这种方案适宜于较近的高压配电室和高压电动机之间的距离长度。如果高压配电室与高压电动机距离比较远时，即可使用高压断路器与微机，在变电站高压配电室内进行保护动作，以实现保护高压电动机的目的；或是将高压接触器和隔离开关设置在现场高压电动机旁边，用以控制工艺停车和启停，此方案可使外部控制电缆的施工设计大为简化。如果高压电动机并未频繁停启，或是当高压电动机不需要控制反正转启停时，对于停启的控制可使用断路器直接进行，断路器的操动机构宜为弹簧储能结构。当高压电动机的停启较为频繁，并且高压电动机不需要控制反正转停启时，断路器的操动机构可选择永磁结构。微机在进行保护高压电动机动作时，采用的通信规约是电力系统内的，因此无法实现控制联网DCS系统，在对高压电动机进行设计时，应在DCS系统内引入事故信号、电动机运行新号、控制停启信号、L2相电流。当使用高压断路器和微机对变电站高压配电室内的高压电动进行保护时，断路器的分合闸信号即为控制停启的信号；微机保护的预告与事故报警信号即为事故信号。断路器的合闸信号可视作是高压电动机的运行信号。用高压接触器进行控制启停时，可并联高压接触器的控制启动信号和启动控制信号，串联高压接触器的控制停止信号和停止控制信号。可在高压接触器的辅助常开接点上取得高压电动机的运行信号。引出的工艺紧急停车信号和高压电动机故障信号可视为是事故信号。当自动控制根据液位或压力进行时，控制调节电动机时可使用变频器进行操作，这样将使电能得到有效节约。若控制要求较低时，可通过液位或压力自动控制电动机的停启，控制方式必须为位式，电动机的停启会因渐小的控制调节范围而愈发频繁。可使用接触器，在高压电动机或变电站高压配电室内自动控制高压电动机的停启。

三、结束语

深入分析研究电动机的保护措施和动作，有效地解决控制回路电气设计方面的问题，对于更加安全、高效地使用电动机具有非常重要的理论实际指导意义。不仅要实现电动机的高效率低能耗运转，当出现工艺紧急停车的启停要求时，更需要采取有效措施和办法予以满足和解决相关问题，避免出现大面积停电进而造成巨大的损失。

参考文献：

[1]周明辉,李英武.电动机保护与控制回路电气设计有关问题分析[J].建筑电气,2009,28(1):154-155

[2]柴旺星.三相异步电动机控制电路中的元件选择和故障诊断[J].科技创新导报,2010,13(2):223-224