電動機(jī)在運(yùn)行狀態(tài)下可能會發(fā)生各種各樣的故障相對開放，這與工作環(huán)境合規意識、使用方式和維護(hù)周期等因素密切相關(guān)新技術。特別是在煤礦井下，由于井下環(huán)境惡劣，電動機(jī)長時間暴露在煤塵、潮濕等惡劣環(huán)境中趨勢，容易導(dǎo)致電動機(jī)散熱道堵塞等，經(jīng)常會出現(xiàn)電動機(jī)的燒損上高質量。因此電動機(jī)智能綜合保護(hù)器的設(shè)計(jì)就顯得非常重要設備製造。

1電動機(jī)智能綜合保護(hù)器結(jié)構(gòu)分析

礦用電動機(jī)智能綜合保護(hù)器的系統(tǒng)指的是通過電流互感器和電壓互感器對煤礦井下電網(wǎng)供電系統(tǒng)進(jìn)行變壓，通過信號調(diào)理電路和信號采集電路(A／D轉(zhuǎn)換電路)攻堅克難，最后轉(zhuǎn)換成微控制器能夠識別的數(shù)字信號；通過對微控制器進(jìn)行相關(guān)編程顯示，對采集到的信號進(jìn)行處理雙向互動，判斷電動機(jī)當(dāng)前處在什么狀態(tài)；通過對該狀態(tài)的判斷設計能力，經(jīng)由電動機(jī)保護(hù)控制電路實(shí)現(xiàn)對電動機(jī)的保護(hù)和控制品牌。同時由于對煤礦井下電動機(jī)的現(xiàn)場巡檢并不是很方便，在此設(shè)計(jì)的電動機(jī)智能綜合保護(hù)器還要加上與井上上位機(jī)通信的功能更為一致。為方便就地檢查等形式，同樣需要在保護(hù)器上設(shè)置電動機(jī)狀態(tài)顯示與報警界面，實(shí)現(xiàn)良好的人機(jī)交互研究與應用，同時應(yīng)加上按鍵調(diào)節(jié)功能以適應(yīng)不同電網(wǎng)電壓等級下對電動機(jī)不同的要求飛躍。

2保護(hù)器工作狀態(tài)分析

2.1 漏電保護(hù)

煤礦井下電動機(jī)及其供電線路常見的漏電故障有：

(1)電動機(jī)或者供電線路因長期暴露在潮濕環(huán)境中，導(dǎo)致其絕緣電阻下降全面協議，流向大地的對地電流增大重要部署，從而使電動機(jī)及電氣設(shè)備外殼帶電。

(2)電動機(jī)或者供電線路帶電體發(fā)生部分裸露現(xiàn)象工具，致使未受到高度重視的井下人員誤觸到該處智慧與合力，直接或者間接通過導(dǎo)體工具而致使其中一相接地，造成漏電事故。

(3)電動機(jī)或者供電線路絕緣部分因?yàn)榫弥美匣_放要求、電壓性擊穿或者機(jī)械損壞等原因而發(fā)生一相中的金屬性接地或弧光接地向好態勢。

人身觸電造成人身傷亡的危險主要與流經(jīng)人身的觸電電流和流過這些電流時間長短有關(guān)系。一般在不考慮電網(wǎng)電容情況下記得牢，人體觸到一相導(dǎo)線時註入了新的力量，30mA為允許通過人體的最大觸電電流，即30mA以下不至于發(fā)生生命危險蓬勃發展。井下在660V時引爆瓦斯的安全火花電流為50mA以下特點。所以，漏電安全臨界電流值應(yīng)該為30mA重要性。

在忽略電網(wǎng)對地分布電容情況下又進了一步，對于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中人體觸電電流計(jì)算公式中：Ir為通過人體的電流，單位為A多元化服務體系；E為供電電路的相電壓規劃，單位為V；r為供電電路每相的對地絕緣電阻值深度，單位為Ω帶動擴大；Rr為人體電阻值，單位為Ω開拓創新，在煤礦井下一般按照1kΩ計(jì)算持續發展。

對于煤礦井下中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，通常其漏電電流非常小促進善治，不易區(qū)分故障與否擴大，因此需要添加一個接地的檢測電源E，如圖1所示發揮效力。將附加的直流檢測電源E接入三相系統(tǒng)新格局，如果系統(tǒng)出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，那么電流將按照電源正極→電網(wǎng)對地絕緣電阻→三相電網(wǎng)系統(tǒng)→電源負(fù)極流向來運(yùn)行安全鏈，由于單回路系統(tǒng)顯示，電流不變，因此通過漏電保護(hù)電路檢測采樣電阻R兩端的電壓U的大小從而可以間接知道電網(wǎng)對地絕緣電阻阻值的變化真正做到，進(jìn)而可以檢測到電網(wǎng)是否發(fā)生漏電現(xiàn)象科普活動。這種方法稱為附加直流電源漏電保護(hù)法。

圖1 附加直流電源漏電保護(hù)

漏電閉鎖同樣是一種重要的漏電保護(hù)方法強化意識，顧名思義充足，漏電閉鎖是指當(dāng)檢測到線路發(fā)生漏電時，需要閉鎖住電閘的積極性，防止人員送電之后因漏電而發(fā)生事故綠色化發展。當(dāng)三相系統(tǒng)未通電情況下生產效率，通過附加直流電源方法可以檢測到電網(wǎng)對地絕緣電阻阻值的變化，從而判斷是否發(fā)生漏電現(xiàn)象效果。在三相電網(wǎng)未通電情況下使用，如圖2所示，接觸器KM主觸點(diǎn)斷開密度增加，接觸器KM常閉觸點(diǎn)將附加直流電源接入系統(tǒng)有效性，如果發(fā)生漏電，則電壓U發(fā)生變化機遇與挑戰，從而觸發(fā)漏電保護(hù)電路動作廣泛關註，達(dá)到漏電閉鎖保護(hù)的目的。

圖2 附加直流電源漏電閉鎖

2.2過載保護(hù)

常見的電動機(jī)運(yùn)行方式主要有長時間運(yùn)行集成技術、短時間運(yùn)行及重復(fù)短時間運(yùn)行三種就能壓製，在這三種運(yùn)行方式下，電動機(jī)的發(fā)熱情況各不相同適應能力。因此更優美，同一臺電動機(jī)按短時間運(yùn)行方式或者重復(fù)短時間運(yùn)行方式使用時可以允許有較大的輸出，即可短暫地過載防控，而采用長時間運(yùn)行方式時電動機(jī)不可長期過載運(yùn)行成效與經驗。為了確保電動機(jī)長期穩(wěn)定運(yùn)行，不會因?yàn)槎虝r間的過載而發(fā)生停止運(yùn)行的現(xiàn)象堅實基礎，這就要求電動機(jī)要有一定的過載能力稍有不慎。異步電動機(jī)的過載能力通常用最大力矩Mm除以額定力矩MH得到的商KM來表示，中小型電動機(jī)的KM＝1．6~1．8等地，中型及大型電動機(jī)的KM＝1．8~2．5最為顯著，有特殊要求的電動機(jī)KM可以達(dá)到2．0~3．0或更大。

在這里物聯與互聯，通常將電動機(jī)過載保護(hù)特性定義為：電動機(jī)的過載倍數(shù)與其過載保護(hù)動作時間之間的關(guān)系。如圖3所示為電動機(jī)的過載保護(hù)特性曲線改造層面。

圖3電動機(jī)過載保護(hù)特性曲線

從圖3可以看出供給，不同的保護(hù)特性曲線擁有一個共同的特點(diǎn)就是，電動機(jī)只能在保護(hù)特性曲線的左側(cè)正常工作經驗分享，曲線1解決方案、2、3中的每一條與曲線4之間的區(qū)域?yàn)闊o效區(qū)域有力扭轉，即該區(qū)域不能被充分利用作用。曲線3是以上三種曲線中相對接近曲線4的，也就是反時限過載保護(hù)特性相對較好慢體驗。

反時限過載保護(hù)的過載倍數(shù)即故障電流大小與過載保護(hù)的動作時間成反比著力增加，電流的大小決定了動作時間的走勢智能化。因此電動機(jī)的過載整定時間應(yīng)該為某一電流值的某一倍數(shù)下的動作時間。

電動機(jī)過載運(yùn)行狀態(tài)指的是當(dāng)其運(yùn)行電流大于額定電流時的工作狀態(tài)處理，電動機(jī)過載時會引起電動機(jī)的銅耗急劇增加建設，從而使得電動機(jī)的繞組發(fā)熱導(dǎo)致電動機(jī)燒損，因此可以間接檢測電動機(jī)的運(yùn)行電流來判斷電動機(jī)的發(fā)熱情況助力各行，實(shí)現(xiàn)電動機(jī)過載的保護(hù)前來體驗。因?yàn)檫@種方法檢測的對象是電流，能適應(yīng)于一切電氣負(fù)載確定性，而且其調(diào)整靈活更加廣闊、維修方便，所以得到了廣泛的應(yīng)用講故事。因此非常完善，在本設(shè)計(jì)中，根據(jù)煤礦井下情況自動化方案，選用C＝2時的極度反時限過載保護(hù)方法對電動機(jī)進(jìn)行保護(hù)緊密協作。

2.3短路保護(hù)

由于電動機(jī)發(fā)生短路故障時將會帶來非常嚴(yán)重的后果，因此線上線下，在設(shè)置電動機(jī)綜合保護(hù)器中的短路保護(hù)時應(yīng)該是速斷保護(hù)發揮重要作用。電動機(jī)的啟動電流往往非常之大，接近短路時候的電流數據顯示。所以高質量，電動機(jī)的短路整定電流倍數(shù)應(yīng)該大于使電動機(jī)穩(wěn)定啟動的最大電流，通常取電動機(jī)額定電流時的8~10倍記得牢，將時限設(shè)置為躲過電動機(jī)啟動時瞬間沖擊電流的時間註入了新的力量，這個時間一般大于0.04s。

電動機(jī)在運(yùn)行時通常還會發(fā)生堵轉(zhuǎn)故障更多可能性，堵轉(zhuǎn)故障發(fā)生時通過電動機(jī)的電流同樣非常大去創新，為區(qū)分堵轉(zhuǎn)故障電流和電動機(jī)正常啟動瞬間的電流，一般將使電動機(jī)穩(wěn)定啟動的最大電流作為堵轉(zhuǎn)保護(hù)的整定值緊迫性，將時限設(shè)置為通常電動機(jī)在重載情況下啟動的時間結構，這個時間一般為8~16s。電動機(jī)的堵轉(zhuǎn)保護(hù)與短路保護(hù)共同構(gòu)成了電動機(jī)的短路保護(hù)聽得懂。

在本設(shè)計(jì)中采用對電流的鑒幅式保護(hù)原理應用優勢，其中可以對短路電流保護(hù)值進(jìn)行設(shè)定，以適應(yīng)于不同的電網(wǎng)等級中全方位。

2.4斷相與三相不平衡保護(hù)

引起電動機(jī)燒損的另一個原因就是三相不平衡高效節能，嚴(yán)重的三相不平衡則可能產(chǎn)生斷相，占10％以上燒損的電動機(jī)是由這兩種原因引起的大局，在做電動機(jī)綜合保護(hù)器時新創新即將到來，這兩種情況必須考慮邁出了重要的一步。從廣義上來說，電動機(jī)繞組上的輸入電流達(dá)到一定程度的不對稱即為三相不平衡創造性，這便是所謂的故障狀態(tài)發展的關鍵，更為嚴(yán)重的電動機(jī)繞組電流不對稱狀態(tài)就是電動機(jī)的斷相運(yùn)行狀態(tài)。

三相不平衡或者斷相故障增加了變壓器及輸電的銅損規模設備。三相不平衡電流對系統(tǒng)銅損的影響為：

假設(shè)R是電動機(jī)系統(tǒng)三相電路與變壓器繞組之間的電阻之和真諦所在，如果三相電流平衡，假設(shè)IA＝10A競爭力，IB＝10A充分，IC＝10A，那么總銅損為102R＋102R＋102R＝300R集聚；如果三相電流不平衡競爭力，假設(shè)IA＝5A，IB＝10A狀況，IC＝15A機製性梗阻，那么總銅損為52R＋102R＋152R＝350R，比平衡狀態(tài)的銅損增加了50R全過程，也就是增長了17％集成應用；在嚴(yán)重情況下，也就是斷一相的情況下不負眾望，假設(shè)IA＝15A高效流通，IB＝0A，IC＝15A精準調控，那么總銅損為152R＋0＋152R＝450R功能，是平衡狀態(tài)時銅損的1．5倍；在最嚴(yán)重情況下解決，也就是斷兩相情況下預期，假設(shè)IA＝0A，IB＝0A攜手共進，IC＝30A共同，那么總銅損為0＋0＋302R＝900R，是平衡狀態(tài)時銅損的3倍大部分。由此可見強大的功能，三相不平衡或者斷相對電動機(jī)的損壞是相當(dāng)大的實際需求，應(yīng)當(dāng)對其進(jìn)行檢測解決方案。

當(dāng)三相電流平衡時，三相電流的值是相等的善謀新篇，當(dāng)不平衡時增產，每相將會發(fā)生相應(yīng)變化便利性。本設(shè)計(jì)中，根據(jù)以上原理通過式(3)計(jì)算方式來確定三相電流的不平衡度行動力。

Imax－Imin公式中：ω為三相電流不平衡度提供有力支撐；Imax為三相線電流中電流最大值；Imin為三相線電流中電流最小值保供。

由此自行開發，根據(jù)式(3)計(jì)算出的不平衡度可以判斷三相不平衡的程度，當(dāng)計(jì)算結(jié)果為100％時責任，則說明電路中已經(jīng)發(fā)生斷相故障應用情況，此時應(yīng)該立即執(zhí)行相應(yīng)保護(hù)動作。2．5欠壓和過壓保護(hù)欠壓和過壓保護(hù)是煤礦井下重要的保護(hù)類型之一組建。當(dāng)電網(wǎng)電壓下降到額定電壓的75％時即被稱為欠壓表現，此時保護(hù)器對電動機(jī)進(jìn)行保護(hù)延時跳閘；同樣深刻變革，當(dāng)電網(wǎng)電壓超過115％的額定電壓時即被稱為過壓結論，此時保護(hù)器對電動機(jī)進(jìn)行保護(hù)延時跳閘。采用鑒幅式保護(hù)原理對電動機(jī)進(jìn)行欠壓和過壓保護(hù)質生產力。鑒幅式保護(hù)原理是指將采集到的電網(wǎng)電壓參數(shù)進(jìn)行整流適應性強、濾波，通過對A／D轉(zhuǎn)換器結(jié)果進(jìn)行判斷之后執(zhí)行相應(yīng)延時保護(hù)動作處理。

3保護(hù)器選擇分類

現(xiàn)代智能電機(jī)保護(hù)器還有很多在實(shí)際生產(chǎn)中需要的功能建設，如回看功能、遠(yuǎn)程通訊助力各行、遠(yuǎn)程控制姿勢、多種啟動方式選擇等。

保護(hù)器在類型上分為：一般普通型首要任務、數(shù)碼顯示監(jiān)控型綠色化、智能監(jiān)控中文顯示型。

3.1一般普通型

結(jié)構(gòu)比較簡單發展，主要功能以突出過載保持穩定、缺相(三相不平衡)堵轉(zhuǎn)等故障保護(hù)。故障類型采用指示燈顯示面向。

3.2數(shù)碼顯示監(jiān)控型

數(shù)碼顯示監(jiān)控型保護(hù)器支撐作用，內(nèi)部電路運(yùn)用單片機(jī)，采用數(shù)碼管作為顯示窗口建設項目，智能化綜合保護(hù)最為突出，集保護(hù)、測量相結合、通訊高效化、顯示為一體製高點項目。整定電流采用數(shù)字設(shè)定，用戶可以自行對各種參數(shù)修正範圍和領域。

3.3智能監(jiān)中文顯示控型

智能漢字顯示更適合國內(nèi)有所增加，與其他類型相比，功能更加完善更高要求。此類產(chǎn)品對各種參數(shù)越來越重要的位置、狀態(tài)、信息直接在操作面板單元上中文漢顯液晶顯示共同學習，使界面更加直觀醒目結構重塑，并且支持遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)通訊功能。啟動方式有多種選擇應用優勢，并有存儲回看功能高質量發展，給后期的維護(hù)維修提供了數(shù)據(jù)依據(jù)。

4保護(hù)器在選擇上應(yīng)注意事項(xiàng)

在選擇保護(hù)器的同時高效節能，還要考慮到以下幾種因素：

(1)電動機(jī)主要參數(shù)：主要是功率影響力範圍、電壓、電流新創新即將到來、頻率方面,為選型提供依據(jù)邁出了重要的一步。

(2)使用環(huán)境因素的影響：主要指溫度、濕度重要工具、污染等積極拓展新的領域。

(3)電動機(jī)使用方向：指拖動機(jī)械設(shè)備要求。

(4)控制系統(tǒng)：控制模式有手動更優質、自動化程序等工作運(yùn)行相對開放。啟動方式有直接、降壓脫穎而出、星三角拓展應用、頻敏變阻器、變頻器結構、軟起動等啟動方式管理。

(5)安裝要求：在選型上要考慮安裝空間大小，留有足夠的余量能力建設，便于散熱及接線模樣、維護(hù)、查看方便服務。

(6)靈敏度要求：是帶載啟動還是空載啟動很重要，是滿載還是逐漸加載，主要是在電流設(shè)定方面要考慮到啟動瞬間的電流值與額定電流值之間的時間差。

(7)其他方面：如生產(chǎn)現(xiàn)場對電動機(jī)位置的隨意性服務效率、啟動停止的頻繁程度等。

5ARD系列電動機(jī)保護(hù)器產(chǎn)品選型介紹

ARD智能電動機(jī)保護(hù)器適用于額定電壓至660V的低壓電動機(jī)回路重要意義，集保護(hù)統籌發展、測量、控制體系、通訊生產製造、運(yùn)維于一體。其完善的保護(hù)功能確保電動機(jī)安全運(yùn)行攜手共進，帶有邏輯可編程功能共同，可以滿足多種控制方式。該產(chǎn)品采用分體式結(jié)構(gòu)經過，由主體簡單化、顯示單元、互感器組成明確了方向，可適應(yīng)各種柜體的安裝系統性。可選配不同通訊模塊適應(yīng)現(xiàn)場通訊需求改進措施。

5.1就此掀開、功能特點(diǎn)

■支持基波和全波電力參數(shù)測量（U、I今年、P穩步前行、Q、S動手能力、PF逐步改善、F、EP提升、EQ）自動化裝置，電流及電流不平衡度、電流正序應用前景、負(fù)序有很大提升空間、零序分量、電壓首次、三相電壓相角可能性更大、剩余電流。

■保護(hù)功能包括過載反時限搖籃、過載定時限技術、接地、起動超時、漏電相對較高、欠載資源配置、斷相、堵轉(zhuǎn)相關、阻塞大力發展、短路、溢出生產效率、不平衡(電流產能提升、電壓)、過功率節點、欠功率通過活化、過壓、欠壓的特點、相序重要方式、溫度、tE時間系統、外部故障模式、起動次數(shù)限制、運(yùn)行時間報警提升、故障次數(shù)報警高品質。

■9路可編程DI輸入，默認(rèn)采用內(nèi)置DC24V電源支撐能力，也可選擇外部有源濕接點(diǎn)資源優勢。

■5路可編程DO輸出，滿足直接起動特征更加明顯，星—三角起動估算，自耦變壓器起動，等多種起動方式的可能性，可通過通訊總線實(shí)現(xiàn)主站對電動機(jī)的遙控“起/停"不要畏懼。

■可選抗晃電功能：支持晃電立即再啟動、失壓重起動問題。

■可選配MODBUS_RTU通訊逐漸顯現、PROFIBUSDP通訊，支持最多2路通訊接口系統穩定性。

■可選配1路DC4-20mA模擬量輸出接口拓展基地，與DCS系統(tǒng)相接，可實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控實力增強。

■具有故障記錄體系流動性、起動記錄、停車記錄、DI變位記錄和再起動記錄等各類事件記錄實現了超越。

■顯示界面液晶顯示新產品，支持中/英文切換。

5.2橋梁作用、產(chǎn)品選型

6結(jié)論

本文結(jié)合煤礦井下實(shí)際情況長遠所需，設(shè)計(jì)了一款礦用電動機(jī)智能綜合保護(hù)器。設(shè)計(jì)方案切合實(shí)際要求拓展應用，實(shí)現(xiàn)了電動機(jī)在電網(wǎng)中出現(xiàn)漏電、欠壓結構、過壓領先水平、三相不平衡、斷相雙重提升、過載戰略布局、短路等故障狀態(tài)時的檢測與保護(hù)功能，確保了系統(tǒng)的可靠性表現明顯更佳、準(zhǔn)確性狀態、抗干擾性和靈敏性。