CN102035180A

CN102035180A - 一种三相交流异步电机综合保护装置

Info

Publication number: CN102035180A
Application number: CN2010105749795A
Authority: CN
Inventors: 赵新卫
Original assignee: Xuchang Power Supply Co of Henan Electric Power Co
Current assignee: Xuchang Power Supply Co of Henan Electric Power Co
Priority date: 2010-12-07
Filing date: 2010-12-07
Publication date: 2011-04-27

Abstract

一种三相交流异步电机综合保护柜，其中：包括主控制电路、缺相保护电路、三相电流检测电路，主控制电路串接在三相交流异步电机的供电线路上，缺相保护电路的三相采集信号输入端分别连接三相交流异步电机的三相供电线路，缺相保护电路控制连接主控制电路；三相电流检测电路的三相采集信号输入端分别连接三相交流异步电机的三相供电线路，三相电流检测电路的控制信号输出端控制缺相保护电路主回路的通断。如果存在缺相，缺相保护电路控制主控制电路断开对三相交流异步电机的供电，以保护三相交流异步电机；如果存在失压、断相，三相电流检测电路通过缺相保护电路控制主控制电路断开对三相交流异步电机的供电，来保护三相交流异步电机。

Description

一种三相交流异步电机综合保护装置

技术领域：

本发明涉及三相交流异步电机的保护装置，尤其涉及一种三相交流异步电机综合保护装置。

背景技术：

三相交流异步电机因价格便宜，运行可靠，应用广泛，但目前在三相交流电机的电气线路中，采用缺相保护装置的很少，这并不是因为电机不需缺相保护，由于缺相运行而损坏的电机数量占各种原因总损坏电机的60%左右，主要有以下的原因：（1）部分电机应用者对电机缺相运行的危害认识不足；（2）保护装置的价格过高；（3）保护装置自身故障率高，影响电机正常运行；（4）缺相保护的作用不可靠；故降低保护装置的成本，提高其运行和保护的可靠性，是至关重要的。

目前部分保护装置存在的问题：

一些保护装置用检测电机输入电压法来提取缺相信号，但这种保护极不可靠，因电机在运行中发生电压缺相时，电机仍有转速输出，此时，电机作为电动及分相发电机运行，电机电枢电流形成的磁场在旋转过程中被定子绕组切割，在定子绕组中产生感应电势，失压相成发电相，在电压缺相端上，该电势的值及相位都与电源的该项值接近，所以电源缺相后，这种保护装置的接触器并不能释放，即便是该接触器线圈所跨接的相线中某相失压，在电机自发电相电压的作用下，该接触器也不会释放，因而造成电机缺相运行。

还有一些保护装置用检测三相对称负载中心点电压变化的方法，提取缺相信号，如果三角接法的电机，则在电机输入端子上并接3个星形接法的电容，在与电机同一线路上新产生1个中心点，监测该相点电压的变化作缺相保护信号，由于电机在运行中发生缺相后仍有转速输出，故电机失压相成为发电相，因此星形接法电容中心点的电压改变量很小，保护装置也不动作，同样会造成电机缺相运行。

由以上分析可知，用检测电压的方法提取信号，都是不可靠的。

发明内容：

本发明的目的是提供一种三相交流异步电机综合保护装置，在三相交流异步电机供电线路的任一相缺相时，对三相交流异步电机进行断电缺相保护，防止缺相启动和缺相运行，同时，还具有电流检测功能。

一种三相交流异步电机综合保护装置，其中：包括缺相保护电路、三相电流检测电路，缺相保护电路的三相采集信号输入端分别用于连接三相交流异步电机的三相供电线路，缺相保护电路的控制开关用于串接在三相交流异步电机的供电线路上；三相电流检测电路的三相采集信号输入端分别连接三相交流异步电机的三相供电线路，三相电流检测电路的控制信号输出端控制缺相保护电路主回路的通断。

所述的三相交流异步电机综合保护装置，其中：所述的缺相保护电路包括接触器线圈、常闭开关、常开开关、第四继电器线圈，接触器线圈、常闭开关、常开开关串联后连接在三相交流异步电机供电线路的U、W相线之间，第四继电器线圈连接在三相交流异步电机供电线路的U、V相线之间，第四继电器的常开接点串接在三相交流异步电机供电线路的U、W相线之间与接触器的线圈、常闭开关、常开开关构成串联电路；所述的三相电流检测电路包括U、V、W相电流检测单元，U、V、W相电流检测单元的电路相同，均包括电流互感器、整流桥、继电器线圈，电流互感器设置在相应相线上，电流互感器的输出端连接整流桥的输入端，整流桥的输出端连接相应继电器线圈；U、V、W相电流检测单元中各继电器的常开接点构成的串联电路并接在缺相保护电路中常开开关的两端；所述接触器的三相常开接点用于分别串接在三相交流异步电机的供电线路上。

所述的三相交流异步电机综合保护装置，其中：所述的三相交流异步电机综合保护装置还包括过载保护单元，过载保护单元包括热继电器，热继电器的检测部件串接在三相交流异步电机的三相供电线路上，热继电器的常闭接点与所述的缺相保护电路中的接触器线圈相串接。

本发明采用上述技术方案后将达到如下的技术效果：

本发明的三相交流异步电机综合保护装置，由缺相保护电路、三相电流检测电路分别检测当前三相交流异步电机的供电线路中是否有缺相、失压、断相，如果存在缺相，缺相保护电路控制断开对三相交流异步电机的供电，以保护三相交流异步电机；如果存在失压、断相，三相电流检测电路通过缺相保护电路控制断开对三相交流异步电机的供电，来保护三相交流异步电机。进一步地，通过过载保护单元还可以在供电线路过载时断开供电线路，以避免三相交流异步电机烧坏。

附图说明：

图1为本发明的三相交流异步电机综合保护装置的电路原理图。

具体实施方式：

本发明的三相交流异步电机综合保护装置，其中：包括主控制电路、缺相保护电路、三相电流检测电路，主控制电路串接在三相交流异步电机M的供电线路上，缺相保护电路的三相采集信号输入端分别连接三相交流异步电机M的三相供电线路，缺相保护电路控制连接主控制电路；三相电流检测电路的三相采集信号输入端分别连接三相交流异步电机M的三相供电线路，三相电流检测电路的控制信号输出端控制缺相保护电路主回路的通断。

如图1所示：所述的缺相保护电路包括接触器KM的线圈、第一常闭开关1SB、第二常开开关2SB、第四继电器4KA的线圈、电源指示灯D4、分压电阻R1、第四电容C4；接触器KM的线圈、第一常闭开关1SB、第二常开开关2SB串联后连接在三相交流异步电机M供电线路的U、W相线之间；第四继电器4KA的线圈、电源指示灯D4、分压电阻R1串联后连接在三相交流异步电机M供电线路的U、V相线之间，第四电容C4并接在第四继电器4KA的线圈两端。第四继电器4KA的常开接点4KA1串接在三相交流异步电机M供电线路的U、W相线之间，并与接触器KM的线圈、第一常闭开关1SB、第二常开开关2SB构成串联电路。

所述的主控制电路包括接触器KM的三个联动常开接点KM1，接触器KM的三个联动常开接点KM1分别串接在三相交流异步电机M的供电线路上。

所述的三相电流检测电路包括U、V、W相电流检测单元，U、V、W相电流检测单元电路相同，均包括电流互感器、整流桥、继电器线圈：U相电流检测单元包括U相电流互感器LHu、第三整流桥V3、第三电容C3、第三继电器3KA的线圈，U相电流互感器LHu设置在三相交流异步电机M供电线路的U相线上，U相电流互感器LHu的两输出接头对应连接第三整流桥V3的两输入接头，第三整流桥V3的两输出接头对应连接第三继电器3KA线圈的两端，第三继电器3KA线圈的两端还并接有电容C3；V相电流检测单元包括V相电流互感器LHv、第二整流桥V2、第二电容C2、第二继电器2KA的线圈，V相电流互感器LHv设置在三相交流异步电机M供电线路的V相线上，V相电流互感器LHv的两输出接头对应连接第二整流桥V2的两输入接头，第二整流桥V2的两输出接头对应连接第二继电器2KA线圈的两端，第二继电器2KA线圈的两端还并接有电容C2；W相电流检测单元包括W相电流互感器LHw、第一整流桥V1、第一电容C1、第一继电器1KA的线圈，W相电流互感器LHw设置在三相交流异步电机M供电线路的W相线上，W相电流互感器LHw的两输出接头对应连接第一整流桥V1的两输入接头，第一整流桥V1的两输出接头对应连接第一继电器1KA线圈的两端，第一继电器1KA线圈的两端还并接有电容C1。

U、V、W相电流检测单元中各继电器1KA、2KA、3KA的常开接点1KA1、2KA1、3KA1构成的串联电路并接在缺相保护电路中第二常开开关2SB的两端。

所述的三相交流异步电机综合保护装置还包括过载保护单元，过载保护单元包括热继电器FR，热继电器FR的检测部件串接在三相交流异步电机M的三相供电线路上，热继电器FR的常闭接点FR-1与所述的缺相保护电路中连接在三相交流异步电机M供电线路的U、W相线之间的接触器KM线圈、第一常闭开关1SB、第二常开开关2SB构成串联电路。

此外，三相交流异步电机的供电线路电源端设置有保险器FU和三相总开关QS。

当闭合总开关QS后，如电源电压缺U或W相，则缺相保护电路中接触器KM线圈不能得电，则接触器KM的三个联动常开接点KM1断开，对三相交流异步电机的供电断开；如果电源电压缺U或V相时，则第四继电器4KA的线圈不能吸合，第四继电器4KA的常开接点4KA1断开，接触器KM的线圈不能得电，接触器KM的三个联动常开接点KM1保持断开，三相交流异步电机没有供电；如上可见，缺相保护电路能起到防止缺相启动的作用。电路中的发光二极管D4既作半波整流用，又起到电源指示的作用。

当闭合总开关QS后，如果电源正常，则第四继电器4KA吸合，闭合第二常开按钮2SB（第二常开按钮2SB为轻触断开式按钮，当被按压下去时，其接通，松开后，即断开），接触器KM线圈得电，其三个联动常开接点KM1闭合，对电机供电，电机运行；所述的三相电流检测电路中U、V、W相电流检测单元中的各电流互感器LHu、LHv、LHw输出的二次电流经相应整流桥V1、V2、V3整流后，分别推动继电器1KA、2KA、3KA，继电器1KA、2KA、3KA线圈得电后，相应的常开节点接通，使接触器KM的线圈保持得电，使电机正常运行；运行过程中，如果供电线路的某相失压或断路，则该相电流互感器输出的电流为零，相应相电流检测单元中的继电器释放，该继电器对应的常开节点断开，接触器KM的线圈失电，接触器KM释放，其三个联动常开接点KM1断开，电机的三相供电线路均断开，对电机起保护作用。

如电机超载达一定值和一定时间后，热继电器FR的常开触头FR1断开，接触器KM的线圈失电，同样对电机起保护作用。

三相电流检测电路的U、V、W相电流检测单元中，当电机正常运行时，各电流互感器输出的电流经相应整流桥整流、相应电容滤波后，通过相应继电器线圈的电流，略大于其最小保持电流，能保证继电器可靠吸合即可；如继电器线圈电流过大或过小，可选用不同数据的电流互感器，或在继电器线圈电路中串入电阻，或改变电流互感器一次接线的匝数，均可进行二次电流的调整；调试前要测试出继电器的最小吸合电流，以便调试时与其工作电流进行比较；整流桥V1~V3采用参数为3~5A/700V。

缺相保护电路中，继电器4KA的线圈电流也应只略大于它的最小吸合电流，电流过大则电阻R1会温升过高，R1的功率为4~5W。

本发明综合保护装置用检测负载电流的方法提取保护信号，无论是电源电压缺相，还是接触器KM触头接触不良，只要缺相保护电路或三相电流检测电路中的继电器释放，都可使接触器KM释放起到保护作用。本发明进一步还具有过载保护功能。

Claims

1.一种三相交流异步电机综合保护装置，其特征在于：包括缺相保护电路、三相电流检测电路，缺相保护电路的三相采集信号输入端分别用于连接三相交流异步电机的三相供电线路，缺相保护电路的控制开关用于串接在三相交流异步电机的供电线路上；三相电流检测电路的三相采集信号输入端分别连接三相交流异步电机的三相供电线路，三相电流检测电路的控制信号输出端控制缺相保护电路主回路的通断。

2.如权利要求1所述的三相交流异步电机综合保护装置，其特征在于：所述的缺相保护电路包括接触器线圈、常闭开关、常开开关、第四继电器线圈，接触器线圈、常闭开关、常开开关串联后连接在三相交流异步电机供电线路的U、W相线之间，第四继电器线圈连接在三相交流异步电机供电线路的U、V相线之间，第四继电器的常开接点串接在三相交流异步电机供电线路的U、W相线之间与接触器的线圈、常闭开关、常开开关构成串联电路；所述的三相电流检测电路包括U、V、W相电流检测单元，U、V、W相电流检测单元的电路相同，均包括电流互感器、整流桥、继电器线圈，电流互感器设置在相应相线上，电流互感器的输出端连接整流桥的输入端，整流桥的输出端连接相应继电器线圈；U、V、W相电流检测单元中各继电器的常开接点构成的串联电路并接在缺相保护电路中常开开关的两端；所述接触器的三相常开接点用于分别串接在三相交流异步电机的供电线路上。

3.如权利要求1或2所述的三相交流异步电机综合保护装置，其特征在于：所述的三相交流异步电机综合保护装置还包括过载保护单元，过载保护单元包括热继电器，热继电器的检测部件串接在三相交流异步电机的三相供电线路上，热继电器的常闭接点与所述的缺相保护电路中的接触器线圈相串接。