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電機綜合保護器的使用與調試

一、工作原理

      經(jīng)典的電機星三角啟動(dòng)方式主要的保護是熱繼電器。若使用熱繼電器對大型電機作保護，就會(huì )使大電線(xiàn)出現斷點(diǎn)(即進(jìn)出熱繼電器的螺絲接線(xiàn))問(wèn)題，容易出現發(fā)熱點(diǎn)和故障點(diǎn)。

      如果不用熔斷器和熱繼電器，而采用電機綜合保護器來(lái)實(shí)現，因為電機綜合保護器是穿心式，就可以減少大電線(xiàn)的斷點(diǎn)，從而減少發(fā)熱點(diǎn)和故障點(diǎn)，且價(jià)格比兩者便宜。

     使用電機綜合保護器時(shí)必須注意控制線(xiàn)路的接線(xiàn)問(wèn)題。以確保正常運行。

有的電機綜合保護器注明：“一定要接上負載才能正常工作，不接負載時(shí)處于缺相工作狀態(tài)。因此，綜合保護器是拒絕合閘的，電動(dòng)機將無(wú)法啟動(dòng)”。這說(shuō)明電機綜合保護器內部，是依靠電流互感器，檢測三相電流的有無(wú)，來(lái)判斷缺相否。在未接通電源和沒(méi)有負載時(shí)。這個(gè)閉點(diǎn)實(shí)際上是開(kāi)點(diǎn)，所以沒(méi)法合閘。如型號為JD-5-80A的電機綜合保護器。接線(xiàn)如圖1所示。

圖1電路中，利用按鈕的動(dòng)作，錯開(kāi)了保護器電流檢測的開(kāi)閉點(diǎn)問(wèn)題。在時(shí)間繼電器的線(xiàn)包前面串并接了KM01和KM02兩個(gè)輔助閉點(diǎn)，是為了在啟動(dòng)結束后，關(guān)斷時(shí)間繼電器(因為時(shí)間繼電器繼續通電沒(méi)有意義)。 、JD-6型電機綜合保護器的原理如圖2所示。具有缺相、過(guò)載的反時(shí)限特性保護功能。

電路主要由雙時(shí)基IC芯片NE556與電壓電流取樣環(huán)節組成比較電路、多諧振蕩電路、單穩態(tài)電路等。

簡(jiǎn)述如下：

1．缺相保護  L1~L3．三個(gè)電流互感器取樣，經(jīng)三個(gè)三極管U9~U11組成的與門(mén)，在電阻R4上獲得門(mén)限電位。

缺相時(shí)，只要其中一個(gè)三極管截止，在R4上形成低電位時(shí)，紅色發(fā)光二極管亮，便表示缺相。同時(shí)電容C6快速充電，NE556的左邊555時(shí)基組成比較單元。

NE556的OUT1輸出端⑤腳是高電位，繼電器K1斷開(kāi)，對外的保護點(diǎn)也斷開(kāi)，從而使接觸器回路跳開(kāi)，電機斷電而受到缺相保護。

不缺相時(shí)，在R4上形成高電位時(shí)，電容C6不能充電，NE556的OUT1輸出端⑤腳變成低電位，K1吸合。對外的保護點(diǎn)是閉點(diǎn)，電機具備啟動(dòng)的條件。

2．正常運行  電機啟動(dòng)后，在正常運行時(shí)，電流互感器的取樣電位不會(huì )高于時(shí)基內部比較電位。多諧振蕩電路也變成一個(gè)比較電路。NE556的OUT2輸出端⑨腳變成高電位，綠色發(fā)光二極管常亮，表示運行正常。

3．過(guò)載保護  過(guò)載時(shí)，R4上的取樣電位高于時(shí)基內部比較電位。隨著(zhù)過(guò)載量的加重或時(shí)間的增長(cháng)，R4上的取樣電位會(huì )相對增加。因而，多諧振蕩電路頻率也會(huì )隨著(zhù)增高。對應NE556的OUT2輸出端⑨腳電位，高低交替變化(唯一不足的是：這種電機綜合保護器的電流取樣只有一相)，一旦⑨腳電位變低，單穩態(tài)電路電容C6開(kāi)始充電，按照變化的頻率充電。當電動(dòng)機過(guò)載電流倍數較大時(shí)，對應多諧振蕩脈沖中，低電平所占時(shí)間相對較長(cháng)，這時(shí)C6充電速度較快；相反，當過(guò)載電流倍數較小時(shí)，C6充電速度較慢。這使得電動(dòng)機的過(guò)載保護具有反時(shí)限特性。達到整定的電流和時(shí)間后．

單穩態(tài)翻轉，NE556的OUT1輸出端⑤腳變成高電位，繼電器K1斷開(kāi)，即對外的保護點(diǎn)也斷開(kāi)。使接觸器回路跳開(kāi)，電機不能再運轉而受到過(guò)載保護。

電位器r1對過(guò)載保護電流進(jìn)行整定，電位器r2可對過(guò)載保護的反時(shí)限特性進(jìn)行調整。在啟動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機的啟動(dòng)電流比正常運行后的過(guò)載電流倍數大得多．很容易使單穩態(tài)翻轉。按正常過(guò)載的整定。往往不能兼顧啟動(dòng)(這也是這種保護器的又一缺陷)。

所以，調節好星三角啟動(dòng)方式的切換時(shí)間，限制啟動(dòng)電流，才能使電機綜合保護器定性的使用好。

過(guò)載時(shí)，NE556的OUT2輸出端⑨腳電位不斷地進(jìn)行高低變化。使接在輸出端的峰鳴器B1和黃色過(guò)載指示燈開(kāi)始間歇鳴叫或閃光,可提示電動(dòng)機過(guò)載。

二、整定與調整

電機綜合保護器的使用必須有一個(gè)整定過(guò)程．以JD-6-300A電機綜合保護器為例介紹如下。

1．按照說(shuō)明書(shū)方法進(jìn)行位置整定

(1)將代表時(shí)間和電流的兩個(gè)電位器順時(shí)針旋到底。即時(shí)間值和電流值最大。

(2)在電機和控制線(xiàn)路均為正常的前提下。啟動(dòng)電動(dòng)機，待其運轉正常后，綠色指示燈亮。這時(shí)，將右邊電流電位器反時(shí)針緩慢減小，直至過(guò)載黃色報警燈閃爍。然后，再稍微順時(shí)針增加一點(diǎn)，在1分鐘內黃色過(guò)流指示燈不閃爍一次的臨界狀態(tài)為止。

(3)將左邊時(shí)間電位器反時(shí)針逐漸減小。大于電機的實(shí)際啟動(dòng)時(shí)間。

2．大電機的過(guò)流整定有條件時(shí)可用低電壓大電流整定，如圖3所示。

圖1 T1為1kVA單相調壓器，12為500VA、380W36V工作燈變壓器。導線(xiàn)在電機綜合保護器內纏繞10圈．用鉗形電流表卡在變壓器T2的36V二次則內．緩慢增加電壓．并觀(guān)察鉗形電流表讀數。如對應電機為110kW，為250A左右。

從220A到250A的變化中過(guò)載黃色指示燈由閃爍變?yōu)殚L(cháng)亮，達到了過(guò)流保護。電機過(guò)流倍數整定在額定電流的1.25～1.5倍間，時(shí)間整定為反時(shí)限特性。即電流大時(shí)間就短些，但整個(gè)時(shí)間長(cháng)度應大于啟動(dòng)時(shí)間。

整個(gè)調試過(guò)程時(shí)間要短，因為變壓器、調壓器元件是處在安全短路狀態(tài)的。使用電機綜合保護器終歸是有些麻煩。所以，有些人就喜歡用熱繼電。器這種熟悉的形式。作成圖4的形式，雖然是熱繼電器的結構形式。但是“以小代大”的?？朔舜鬅崂^電器必須使大線(xiàn)“斷點(diǎn)”這一缺點(diǎn)。這種方式，是以電流互感器采樣電流信號。來(lái)表征電機的啟動(dòng)和運行時(shí)的電流情況。與電機的大電線(xiàn)是非接觸式的。

再通過(guò)小熱繼電器來(lái)實(shí)現熱過(guò)載保護功能。還是做到了減少大線(xiàn)的“斷點(diǎn)”發(fā)熱和故障多的問(wèn)題。

這種方式和電機綜合保護器一樣，也具備非接觸式的特點(diǎn)，而且節能。這里順帶提一句，生產(chǎn)廠(chǎng)家能否把大熱繼電器改成這種形式呢?如生產(chǎn)廠(chǎng)家把它作成一體化，再把熱繼電器容量減小到0.1—1A，這樣既方便又節能。因為，熱繼電器中的熱雙金屬片在動(dòng)作的過(guò)程中，具有反時(shí)限的功能。

完全正好作電機的過(guò)流熱保護。

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