張偉平

高壓三相異步電動(dòng)機(jī)采用斷相保護(hù)目前還不多見，從安全運(yùn)行角度看，高壓電動(dòng)機(jī)雖然常裝有差動(dòng)保護(hù)、過負(fù)荷速斷保護(hù)、低電壓保護(hù)及單相接地保護(hù)、漏電保護(hù)等裝置，但這些保護(hù)裝置往往保護(hù)不了電動(dòng)機(jī)斷相遠(yuǎn)行。例如各礦目前主排水泵的高壓電動(dòng)機(jī)，假如對(duì)真空開關(guān)(真空斷路器或真空接觸器)的真空滅弧室調(diào)整不當(dāng)，或者由于真空開關(guān)的合、分閘振動(dòng)引起真空滅弧室動(dòng)靜觸點(diǎn)松動(dòng)，就很容易造成電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行。如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)，就可能導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)燒毀。因此裝設(shè)高壓電動(dòng)機(jī)斷相保護(hù)是很必要的。

一、保護(hù)原理

圖中：TA₁、TA₂為電流互感器；KA₁、KA₂、KA₃為電流繼電器。

1、高壓電動(dòng)機(jī)M正常運(yùn)行時(shí)(圖1)，三相電流基本平衡且相位互差120°，電流繼電器KA₁、KA₂中流過正常運(yùn)行電流，KA₃中則流過A+C電流(即í_a+í_c)，三只電流繼電器均吸合，其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(圖2)，時(shí)間繼電器KT無電源，斷相保護(hù)不會(huì)動(dòng)作。圖中：KA₁、KA₂、KA₃為電流繼電器；KA₄為中間繼電器；KT為時(shí)間繼電器；DL為信號(hào)鈴；SB為試驗(yàn)按鈕。

2、當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生兩相或三相短路事故時(shí)，故障電流流過互感器TA₁、TA₂的二次線圈，此時(shí)由過流速斷保護(hù)動(dòng)作切除電路。電流繼電器KA₁～KA₃的常開觸點(diǎn)依舊處于閉合狀態(tài)，其常閉觸點(diǎn)仍不能復(fù)位閉合，所以斷相保護(hù)也不會(huì)動(dòng)作。

3、當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障點(diǎn)有零序電流流過，接地保護(hù)動(dòng)作，或發(fā)出信號(hào)或跳閘切斷電路。此時(shí)電動(dòng)機(jī)三相電流的平衡并未被破壞，因此斷相保護(hù)仍不會(huì)動(dòng)作。

4、當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生斷相故障時(shí)，三相電流平衡遭到嚴(yán)重破壞，并引起電流相位的改變，此時(shí)斷相保護(hù)可靠動(dòng)作，發(fā)出信號(hào)或使開關(guān)跳閘?，F(xiàn)分兩種情況該種故障進(jìn)行分析和探討。

(1)A相或C相(裝有電流互感器的相)斷相運(yùn)行。此時(shí)電流互感器TA₁或TA₂中無電流流過，電流繼電器KA₁或KA₂復(fù)位，其常閉觸點(diǎn)閉合，常開觸點(diǎn)斷開。此時(shí)其余兩個(gè)電流繼電器線圈中均有電流流過，其常開觸點(diǎn)都在閉合狀態(tài)，因此斷相保護(hù)中間繼電器KA₄通過時(shí)間繼電器KT的延時(shí)后動(dòng)作。

(2)B相(未裝有電流互感器的相)斷相運(yùn)行。此時(shí)B相中無電流流過，而A相和C相中流過大小相等、方向相反的電流。在電流繼電器KA₁與KA₂中均流過大小相等且其相位差180°的電流，而電流繼電器KA3線圈中無電流流過而復(fù)位，其常閉觸點(diǎn)閉合、常開觸點(diǎn)斷開。這樣，電源通過KA₁、KA₂的常開觸點(diǎn)(已閉合)和KA3的常閉觸點(diǎn)送至KT線圈，使斷相保護(hù)得以動(dòng)作。該保護(hù)適用于高壓籠型或繞線型電動(dòng)機(jī)。

二、斷相保護(hù)的整定

由于各種型號(hào)的高壓電動(dòng)機(jī)空載電流互有差別，拖動(dòng)負(fù)載也不同，因此斷相保護(hù)整定值亦不相同。根據(jù)有關(guān)資料介紹，電動(dòng)機(jī)的空載電流為額定電流的30～50％。所以，斷相保護(hù)用的電流繼電器KA₁、KA₂、KA₃的動(dòng)作電流I_d應(yīng)按其不大于30～50％額定電流IE整定為宜，即

式中：K_f一電流繼電器返回系數(shù)，取0．8～0．9；

K_i一保護(hù)用電流互感器變比。

考慮到高壓電動(dòng)機(jī)一般和工作機(jī)械連成一體，故應(yīng)以電動(dòng)機(jī)帶機(jī)械空轉(zhuǎn)的實(shí)測(cè)電流作為空載電流來整定。斷相保護(hù)的時(shí)間整定以0．5～1．5s為宜。