CN106786617B - 一种电动机低电压保护方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动机低电压保护方法及装置，包括：当电网电压降低时，经过第一预设时间后比较电动机的机端电压与堵转电压值，若机端电压小于堵转电压值，则跳闸；经过第二预设时间后，重新合闸；再次比较机端电压与堵转电压值，若机端电压大于等于堵转电压值，起动电动机；若机端电压小于堵转电压值，停止电动机。本发明可以及时切除不能正常运行的电动机，保护其他电机和电网的稳定运行。

Description

一种电动机低电压保护方法及装置

技术领域

本发明涉及电力系统控制技术领域，具体涉及一种电动机低电压保护方法及装置。

背景技术

工矿企业配电网中，常有大量的电动机负荷。当电网线路出现瞬时故障时，会出现电动机瞬时欠压或短时失压，致使电动机大面积跳停。为了尽快排除故障、恢复供电，企业通常会采用双电源、环网方式供电，并对线路进行分段保护，以缩小停电区域、减少停电范围，从而保证故障排除后电网立即恢复供电。

电网恢复供电后，大量电动机需要重新起动。起动过程中由于电动机电流的急剧增加，电网电压会大幅降低。若未及时切除不能正常起动的电动机，会引起更多的电动机停机，甚至带来更严重后果。

为减少电网瞬时欠压或者短时失压造成的不利影响，企业会应用一些电动机低电压保护装置或者电动机群起策略，主要是通过对不重要电动机负荷设置一定的电压阈值和延时时间来实现对非重要负荷的切除，尽量保证电网电压，减少对重要负荷的影响。该方法保护动作电压阈值区间固定，整定时间也比较固定，更主要的是只进行一次逻辑判断即切除不重要负荷，难以适应企业现场实际需求。如油田企业，大量的油井电动机并无重要与否的区分，也无电动机群起策略，同时电动机的型号、功率大小、起动特性等差异也比较大，简单的依靠某一特定的电压阈值和延时时间来判断是否切除该负荷，难以适应现场实际需求，容易造成可继续运行电动机负荷的误停机，造成大面积停产，带来一些不必要的损失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何在无重要区分以及群起策略的情况下，实现电网低电压下及时切除不能正常运行的电动机，从而保证其他电机和电网稳定运行。

为此目的，本发明提出了一种电动机低电压保护方法及装置。

一方面，本发明提供了一种电动机低电压保护方法，包括：

当电网电压降低时，经过第一预设时间后比较电动机的机端电压与堵转电压值，若所述机端电压小于所述堵转电压值，则跳闸；

经过第二预设时间后，重新合闸；

再次比较所述机端电压与所述堵转电压值，若所述机端电压大于等于所述堵转电压值，起动电动机；若所述机端电压小于所述堵转电压值，停止电动机。

可选地，还包括所述第一预设时间的计时方法，包括：

在电动机起动时电网电压降低，所述第一预设时间从所述电动机起动时开始计时。

可选地，所述第一预设时间设置在50～100毫秒之间。

可选地，还包括所述第二预设时间的计时方法，包括：

所述跳闸时，所述第二预设时间开始计时。

可选地，所述第二预设时间设置在1～2秒之间。

可选地，经过所述第二预设时间后，所述低电压保护只进行一次合闸。

可选地，在比较所述机端电压与所述堵转电压值之前，所述堵转电压值乘以保护系数，所述保护系数的取值设置在1.05～1.1之间。

另一方面，本发明提供了一种电动机低电压保护装置，用于实现上述的电动机低电压保护方法，包括：第一计时模块、比较模块、动作模块、第二计时模块，其中，

所述第一计时模块，用于当电网电压降低时开始计时，到达第一预设时间后，向比较模块发出触发信号；

所述比较模块，用于比较所述机端电压与所述堵转电压值，并根据比较结果，向所述动作模块发出控制信号；

所述动作模块，用于根据所述控制信号执行相应操作；

所述第二计时模块，用于根据动作模块跳闸时开始计时，到达第二预设时间后，向比较模块发生触发信号。

可选地，还包括检测模块，所述检测模块用于测量电动机的机端电压与堵转电压值，并传输给比较模块。

可选地，还包括计数模块，用于记录动作模块合闸的次数。

可选地，还包括参数设定模块，用于设置第一预设时间、第二预设值时间和保护系数。

本发明实施例中通过对电动机的机端电压和堵转电压进行比较，并结合一定的延时，对电动机的机端电压进行“二次”判断，实现电动机在电网电压降低或大量电动机重新起动时能否正常运行做出快速判断。本发明可以及时切除不能正常运行的电动机，保护其他电机和电网的稳定运行。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了本发明一实施中电动机运行时低电压保护方法流程图；

图2示出了图1中对电动机进行低电压保护的时序图；

图3示出了本发明另一实施例中电动机起动时低电压保护方法流程图；

图4示出了图3中对电动机进行低电压保护的时序图；

图5示出了本发明实施例中一种电动机低电压保护装置框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明提供了一种电动机低电压保护方法，包括：

当电网电压降低时，经过第一预设时间后比较电动机的机端电压与堵转电压值，若机端电压小于堵转电压值，则跳闸；

经过第二预设时间后，重新合闸；

再次比较机端电压与堵转电压值，若机端电压大于等于堵转电压值，起动电动机；若机端电压小于堵转电压值，停止电动机。

本发明实施例中通过对电动机的机端电压和堵转电压(电动机最大转矩时所对应的电动机电压值)进行比较，结合两次延时，对电动机的机端电压与堵转电压进行两次判断，实现电动机在电网电压降低或大量电动机重新起动时能否正常运行做出快速判断。与现有技术中按照电动机重要程度的划分，再利用不同整定值和延时时限来切除不能正常运行电动机的方式相比，本发明可以应用到设置有大量电动机以及无群起策略的场合中，实现及时切除不能正常运行的电动机，保护其他电动机正常运行和维持电网电压稳定，使得电动机低电压保护更加科学、可靠，针对性更强。

本发明一实施例中，介绍了正常运行的电网由于某种原因突然出现电压下降时电动机低电压保护方法，参见图1与图2。图1示出了电动机运行时低电压保护方法流程图。如图1和图2所示，当电网电压降低时，延时预设时间T1。当延时完成后，需要判断电动机的机端电压Uj与堵转电压值的大小。当该机端面电压Uj不小于堵转电压值Ud时，电动机低电压保护装置跳闸闭锁，电动机正常运行。当机端电压Uj小于堵转电压值Ud时，电动机低电压保护装置跳闸，此时电动机停止工作，延时开始计时。延时预设时间T2完成后，电动机低电压保护装置重新合闸，此时还需要判断电动机的机端电压Uj与堵转电压值的大小，当该机端面电压Uj不小于堵转电压值Ud时，电动机重新启动；若机端电压Uj小于堵转电压值Ud，则电动机低电压保护装置跳闸，电动机停止工作。

可选地，本发明实施例中，预设时间T1设置在50～100毫秒之间。

本发明实施例通过在电网电压降低时，预设时间T1计时，可以保证电动机不会因为电压波动而产生误停机。

可选地，还包括预设时间T2的计时方法，包括：跳闸时，第二预设时间开始计时。可选地，预设时间T2设置在1～2秒之间。

本发明实施例通过延时预设时间T2，可以对误停机的电动机重新起动做出判断，更符合现场实际情况。

本发明另一实施例中，当大量电动机处于失电停机状态时，需要重新起动电动机，参见图3与图4。如图3和图4所示，电动机通电起动时，开始计时。当电动机低电压保护装置延时预设时间T3后，比较电动机的机端电压Uj与电动机的堵转电压Ud。如果机端电压Uj大于等于堵转电压Ud，则电动机低电压保护装置跳闸闭锁，电机重新起动；如果机端电压Uj小于堵转电压Ud，则电动机低电压保护装置跳闸，并开始计时。当延时预设时间T4到达，电动机低电压保护装置跳闸闭锁，再次对机端电压Uj和堵转电压Ud进行对比判断。如果机端电压Uj大于等于堵转电压Ud，则电动机重新起动，否则电动机低电压保护装置跳闸电动机停机。

如图4所示，当电动机起动时，在预设时间T3内发生一次电网电压降低的情况，若采用现有技术则有可能低电压保护装置动作，使电动机误停机。本发明实施例通过设置预设时间T3，可以有效的避免电网电压的波动引起的电动机误动作，使电动机继续保持工作状态，提高工作效率。

可选地，本发明实施例中，预设时间T3设置在50～100毫秒之间。较优地，预设时间T3取值为100毫秒。

可选地，预设时间T4取值范围为1～2秒。

本实施例中，预设时间T3、T4与预设时间T1、T2的效果相同，在此不再详述。

为实现对电动机起停控制有一定的冗余量，本发明在比较机端电压与堵转电压值之前，将堵转电压值乘以保护系数，该保护系数的取值设置在1.05～1.1之间。通过设置保护系数，可以保护电动机在较宽的范围内进行控制，防止机端电压与堵转电压相等这样的极限情况引起的误动作，更加可靠。

当然，本领域的技术人员根据实际应用情况，对保护系统进行合理的设置，是可以容易想到的，也落入本发明技术方案的保护范围。

可选地，经过预设时间T2或者T4后，电动机低电压保护装置只进行一次合闸。通过设置低电压保护装置的次数，防止电动机的频繁起动而对电网产生不利的影响。当然，将电动机低电压保护装置合闸的次数设置为多次也可以解决该技术问题，本领域的技术人员可以根据具体情况作出合理的设置，本发明不作限定。

本发明上述实施例中，电动机低电压保护装置与预设时间相互配合，解决电动机群起问题。当然，本领域的技术人员根据具体情况对预设时间T1～T4进行设定，也可以解决上述问题，相应的技术方案也应落入本发明的保护范围。

本发明提供的一种电动机低电压保护方法，不需要对电动机进行重要与否的分类，也不需要按重要性整定延时时限，只需根据电动机自身特性，通过对比机端电压和堵转电压，并利用延时辅助，即可实现电动机在电网电压降低或重新起动时能否正常运行做出快速判断。该方法更加科学、合理，更加符合现场实际情况，有较强的针对性和实用性，对电动机的自我保护和对电网的保护有重要的意义。

另一方面，本发明实施例中还提供了一种电动机低电压保护装置，如图5所示，包括：第一计时模块、比较模块、动作模块、第二计时模块，其中，

第一计时模块，用于当电网电压降低时开始计时，到达第一预设时间后，向比较模块发出触发信号；比较模块，用于比较机端电压与堵转电压值，并根据比较结果，向动作模块发出控制信号；动作模块，用于根据控制信号执行相应操作；第二计时模块，用于根据动作模块跳闸时开始计时，到达第二预设时间后，向比较模块发生触发信号。

可选地，还包括检测模块，检测模块用于测量电动机的机端电压与堵转电压值，并传输给比较模块。

可选地，还包括计数模块，用于记录动作模块合闸的次数。

可选地，还包括参数设定模块，用于设置第一预设时间、第二预设值时间和保护系数。

本发明实施例中的装置由于采用上电动机低电压保护方法实现，因而可以解决同样的技术问题，并取得相同的技术效果，在此不再详述。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (9)

1.一种电动机低电压保护方法，其特征在于，包括：

当电网电压降低时，经过第一预设时间后比较电动机的机端电压与堵转电压值，若所述机端电压小于所述堵转电压值，则跳闸；

经过第二预设时间后，重新合闸；

再次比较所述机端电压与所述堵转电压值，若所述机端电压大于等于所述堵转电压值，起动电动机；若所述机端电压小于所述堵转电压值，停止电动机；

其中，所述第一预设时间的计时方法包括：

在电动机运行时电网电压降低，所述第一预设时间从所述电网电压降低时开始计时；或者

在电动机起动时电网电压降低，所述第一预设时间从所述电动机起动时开始计时；

所述第二预设时间的计时方法包括：

在所述跳闸时，所述第二预设时间开始计时。

2.如权利要求1所述的电动机低电压保护方法，其特征在于，

所述第一预设时间设置在50～100毫秒之间。

3.如权利要求1所述的电动机低电压保护方法，其特征在于，

所述第二预设时间设置在1～2秒之间。

4.如权利要求1所述的电动机低电压保护方法，其特征在于，

经过所述第二预设时间后，所述低电压保护只进行一次合闸。

5.如权利要求1所述的电动机低电压保护方法，其特征在于，

在比较所述机端电压与所述堵转电压值之前，所述堵转电压值乘以保护系数，所述保护系数的取值设置在1.05～1.1之间。

6.一种电动机低电压保护装置，用于实现权利要求1～5任一项所述的电动机低电压保护方法，其特征在于，包括：第一计时模块、比较模块、动作模块、第二计时模块，其中，

所述第一计时模块，用于当电动机运行时电网电压降低，从电网电压降低时开始计时，到达第一预设时间后，向比较模块发出触发信号；或者用于当电动机起动时电网电压降低，从电动机起动时开始计时，到达第一预设时间后，向比较模块发出触发信号；

所述比较模块，用于比较所述机端电压与所述堵转电压值，并根据比较结果，向所述动作模块发出控制信号；

所述动作模块，用于根据所述控制信号执行相应操作；

所述第二计时模块，用于根据动作模块跳闸时开始计时，到达第二预设时间后，向比较模块发生触发信号。

7.如权利要求6所述的电动机低电压保护装置，其特征在于，还包括检测模块，所述检测模块用于测量电动机的机端电压与堵转电压值，并传输给比较模块。

8.如权利要求6所述的电动机低电压保护装置，其特征在于，还包括计数模块，用于记录动作模块合闸的次数。

9.如权利要求6所述的电动机低电压保护装置，其特征在于，还包括参数设定模块，用于设置第一预设时间、第二预设值时间和保护系数。