电动机低电压保护研究

电动机低电压保护研究

王旭东

山东核电有限公司，山东 烟台 265100

摘要：近年来，我国的高速发展带动了社会的进步，带动了我国科学技术水平的进步。就PT柜二次线路保护空气断路器跳闸导致线路电动机低电压保护动作跳闸，进而引起整段线路跳闸失电的故障，简要说明了电动机低电压保护的作用、原理，并提出了改进措施。

关键词：低电压保护；电动机；CT；PT

引言

大多数电动机（尤其是大型高压电动机）均配有低电压保护装置，低电压保护作为电动机的后备保护起着保护设备、保障重要电机正常启动等重要作用。但是炼铁、炼钢、热轧、冷轧等重要生产部门中，生产装置多为一级负荷。生产一线的设备，电压波动，电机不能被切断；停电故障，电机必须尽快投入运行，把故障影响范围缩到最小。10 kV供电系统操作频繁、振动大，很容易受接地、短路、断路等因素影响发生电压波动、电压信号丢失等故障，切断电机，进而扰乱正常的生产秩序，造成巨大经济损失。本文基于实际运行中发生的一起故障案例，结合某炼钢厂大负荷生产过程中的影响因素，分析产生问题的原因，并制订具有针对性的规避措施，简单介绍措施执行后的效果。

1低电压保护的作用

1.1 保护电动机

电网电压降低时，电网所带异步电动机转速下降，电流上升。为保护电动机设备不被烧损，当电网电压低于电动机额定电压时，低电压保护动作跳闸。

1.2 保持电网电压平衡

电网电压降低时，电网所带异步电动机转速下降，而当电网电压恢复时，大量电动机同时恢复转速，使母线电压恢复时间延长。

1.3 切断不自启电动机

根据生产工艺流程或者所带设备特点，切断不允许自启动电机，如风机电动机、棒磨机电动机等软启电机。

2电动机低电压保护研究

2.1完善综合保护装置低电压保护动作闭锁逻辑

识别 PT 断线的主要判据是三相 PT 断线时能否正确闭锁低电压保护，而单相或两相不对称 PT断线是不会影响低电压判据的，因为一般装置的低电压判据都使用线电压，不对称断线时，健全相的电压还是正常的，不会造成误动，因此，在排除了外部回路的电磁干扰下，现有综合保护装置的低电压保护动作闭锁逻辑对单相断线、两相断线这种不对称断线很有效果，而对 PT 二次侧发生三相完全断线就失去了作用，不能有效防止误动的发生。针对此情况，从以下 2 个方面进行了改进。

2.2注重润滑油的选取及更换

高压电动机通常采用的都是油润滑的方式，所以，一定要对润滑油进行科学选取。此外，电动机运行中，需要重点关注滑动轴承，保证其没有漏油的状况发生，因为如果发生漏油，在集电环或是绕组落上油滴之后，极容易破坏绕组的绝缘性，或是使集电环的导电性遭受影响。运用新电动机的过程中，七天之后需要换上新的润滑油，在后续应用中也要定期抽样检验润滑油，如果发现油中存在水分或是油色变暗等状况，需要对润滑油加以更换。另外，电动机运行中，需要控制油面，使其处在油位观察窗的1/2-2/3范围中。

2.3低电压保护的整定

电网电压波动、出现低电压时，系统中所带电动机的转速下降，而当电压恢复时，大量电动机同时自启动，拉低母线电压，瞬间电流增大，延长母线电压恢复时间，甚至会使母线进线开关跳闸，自启动失败。为保证重要电动机（或设备）的自启动，在不重要电动机上（或根据生产工艺需求）加装低电压保护。通常动作电压整定为0.6～0.7倍的额定电压，0.5 s延时动作，跳开电动机。

2.4差动保护

针对那些功率在2000千瓦之上的电动机，通常会运用电流互感器，实行差动保护，将副接线盒加入电动机中，从中性点引出。在差动保护中，一定情况下，会结合实际需求，在副接线盒中装设互感器。电动机各相绕组首尾位置引线分别出和入一次电流互感器，在电动机启动或是稳定运转时，各相终端和始端电流是一出一进，对于互感器，一次安匝是零，二次没有输出，保护器不发生动作。所以，对于电动机，在没有产生相间短路状况时，差动继电器中不存在不平衡电流。因为磁平衡原理的作用，二次侧断线不会产生过电压的情况，这是纵差保护不能实现的，对于电动机自动启动中错误动作的克服十分有帮助。为了给接线过程提供便利，通常在电动机的主接线盒中装入磁平衡电流互感器。然而因为其会占据很大空间，并且从电气间隙等方面因素的考虑，接线盒的体积也会较大。如果电动机的中心高比较小，会导致在接线盒中引入电缆存在一定困难，也就是底脚平面和主接线口间距过小，不适宜在主接线盒中装入磁平衡互感器。

2.5失压脱扣器

失压脱扣器是电子脱扣器的一种，通常并联在断路器的电源测，可起到欠压及零压保护的作用。电源电压正常时扳动操作手柄，断路器的常开辅助触头闭合，电磁铁得电，衔铁被电磁铁吸住，自由脱扣机构才能将主触头锁定在合闸位置，断路器投入运行。当电源侧停电或电源电压过低时，电磁铁所产生的电磁力不足以克服反作用力弹簧的拉力，衔铁被向上拉，通过传动机构推动自由脱扣机构使断路器掉闸，起到欠压及零压保护作用。

2.6做好定期查验工作

定期查验螺栓，保证其锁紧程度，在查验的过程中，针对那些转动不稳的螺栓，要尤为关注。此外，要格外关注电动机可否存在过负荷的情况，防止或是降低由于长时期过载造成电动机使用时长缩短的状况产生。同时要具体记录电动机的运转状况，给后续设备的维修和保养提供方便。

结语

现如今，高压电动机已经作为众多行业中的主要动力设施。为了保证工业生产过程能够更加高效、安全，务必要强化对高压电动机的保护，逐步健全相关保护方法，且要将检验与维护工作做好，使故障产生的几率得以减少。这方面的工作是需要我们逐步提升，并加以完善的。

参考文献

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[2] 王敏. 低电压保护的实现方法与整定 [J]. 大众用电，2009（4）：31-32.

[3] 张红彬.电动机保护中低电压保护的逻辑探讨[J].广东科技，2009（10）：178-179.