对于三相电机,当线路电源缺相时,会产生负序电流分量,三相电流不均衡或过大,都会引起电动机绕组瞬时烧毁。为了保障电动机的安全运行,使其在发生缺相运行时,能及时停机,避免造成绕组烧毁事故,不少的电动机都装有缺相保护装置,电流保护继电器就是其中比较常见的一种。
一般的缺相保护继电器都会集三相电压显示、过电压保护、欠电压保护、断相保护、三相电压不平衡保护、错相保护、零线断线保护于一体。但是,为何有的电机尽管安装了继电保护,还是出现了缺相被烧毁的问题?这可能与继电器的选择有关!
用于保护电动机的电流继电器(用于功率较小的电机)的动作电流,通常是按电动机的额定电流,即电机的线电流进行整定。如果继电器所保护的电动机为星形接法,继电器的整定电流与电动机绕组相电流相同;当线路发生一相断电时,另外两相电流便增大很多,由于星形接法电机的线电流等于相电流,流过电动机每相绕组的电流,和流过热继电器的电流,无论是绝对增加量还是相对增加比例都完全相同,因此普通继电器即可以起到保护作用。
但是,如果电动机绕组采用三角形接法,当发生断相时,由于电动机的相电流与线电流大小不等,线电流是相电流的约1.732倍,流过电动机绕组的电流,和流过继电器的电流增加比例不相同,而热控元件是串接在电动机的电源进线中,当电机有一相缺相时,在电动机绕组内部会形成环流,环流的大小对不同的绕组、不同的电机有较大的差异性;此时,电机的线电流相对于电机的额定电流有所增加,但还不足以达到继电器的设定整定值,而电机绕组中未断相的绕组的相电流,则是额定相电流与环流的叠加,而且其相对增加量,远远大于线电流的相对增加量,这相绕组因为电流过大而发生烧毁。
因此,对于三角形接法的电机,应选择断相保护继电器,在普通热继电器的基础上增加一个差动机构,对三相电流进行比较,这样就可以有效触动继电器动作,对电机实施有效保护。
还有一种特殊情况,当继电器本身出现故障,不能及时动作时,也会导致保护失效问题。
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