【分　 类】 机械与建筑工程
【关 键 词】 电机   过流保护 应用
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正文：
【摘要】：针对湖南柿竹园有色金属有限责任公司的井下电机的现状, 设计了一种过电流自动保护装置，能对电机进行单相、堵转、过流、过载等实现自动保护和监视，有效地防止电机的烧毁，保证电机的正常运转和生产的正常进行。
【关键词】：电机    过流保护    应用
一  引言
湖南柿竹园有色金属有限责任公司是湖南省国资委的监管企业，湖南有色金属控股集团的核心企业，湖南省有色金属股份有限公司控股子公司。是一个集采矿、选矿、冶炼为一体的国有大型矿山企业，同时，也是国家新确定的五大矿产资源综合利用基地之一。
公司地处郴州市苏仙区境内，距市区20公里。公司拥有土地权面积15平方公里，采矿权面积35平方公里。区域内矿产资源丰富, 矿物品种达143种之多，矿石资源量达3.6亿吨，金属储量161.69万吨。其中钨74.7万吨，占世界已探明储量的20.7%，占全国已探明储量的49%；铋30.5万吨，占世界已探明储量的42%，全国已探明储量的63%；锡48.6万吨；钼13.2万吨；还有伴生萤石矿物储量4589万吨。已探明的矿产资源价值达2000多亿元，是世界闻名的多金属矿床地，被中外地质专家誉为“世界有色金属博物馆”。
电机广泛应用于机械设备当中，直接拖动机械设备的运转，为机械设备的正常运转提供主动力。一旦电机出现故障，设备将失去动力而无法工作，特别是一些中大型电机，如果缺少保护或保护不全，电机很容易损坏,若损坏，它将造成很大的直接或间接经济损失。以湖南郴州柿竹园矿而言，该矿的设备很大一部分是七、八十年代设计和生产的，电机保护存在着很不完善的状况，给正常生产带来了较多的隐患。比如该矿选场长期运行的20立方米/分钟空压机、西口主扇、558主扇、电扒、水泵等30KW以上的电机都只有单一的热继电器过载保护，没有单相和过流保护，而且热继电器本身存在着灵敏度低的缺点，很难确保电机的正常运转。长期以来电机烧坏的频率很高，给生产带来了很大的影响，造成了较大的经济损失。针对这一现状，我对20立方米/分钟空压机的130KW电机、西口主扇的110KW电机、558主扇的37KW电机、30KW的水泵电机控制回路设计了一套结构简单、成本较低的过电流自动保护装置，能对电机进行单相、堵转、过流、过载等实现自动保护和监视，有效地防止电机的烧毁，保证电机的正常运转和生产的正常进行。
二  电机保护
1、在电机直接起动控制电路中，如图示一。新设计了以电流继电器DL1、DL2（作过电流动作用）、时间继电器KT（作躲过起动电流用）、中间继电器KA构成的电机保护电路（虚线框）。其工作原理如下：当接通电源后，按下起动按钮SB2，接触器KM得电，电机M通电起动，同时时间继电器KT线圈得电，在电机起动瞬间，因起动电流很大，DL1、DL2常开触头会瞬时闭合，起动完毕，DL1、DL2则由闭合变为断开，电机从起动至DL1、DL2闭合至DL1、DL2断开时间为起动时间，而时间继电器KT整定时间大于起动时间，所以KT延时闭合前DL1、DL2触头（1-7）已断开，KT触头（7-8）延时闭合后为保护用中间继电器KA作好准备。若电机在运行过程中因单相、堵转、过载、短路等因素导致过电流，即通过电流继电器的电流大于其整定电流则DL1、或DL2、动作，使得KA线圈得电，KA触头（4-5）断开，KM失电切断电源，使电机停止运转，从而保护电机。
      
 图 示 一
    2、在电机降压起动控制电路中，如图示二。新设计了以电流继电器DL1、DL2（作过电流动作用）、时间继电器KT（作躲过起动电流用）、时间继电器KT2（作保护降压起动器和电机用）、中间继电器KA构成的电机保护电路（虚线框）。其工作原理如下：当接通电源后，按下起动按钮SB2，接触器KM1、KM2得电闭合，电机M通电降压起动，同时时间继电器KT1、KT2（KT2整定时间大于KT1整定时间）得电延时，当KT1延时闭合后：KT2失电断开（表示KT1工作正常）、KA1线圈得电，使KA1常闭触头（6-7）断开，导致KM1、KM2失电断开，同时接触器KM3得电投入全压运转；在KA1得电的同时，时间继电器KT线圈得电，在电机起动瞬间，因起动电流很大，DL1、DL2常开触头会瞬时闭合，起动完毕，DL1、DL2则由闭合变为断开，电机从起动至DL1、DL2闭合至DL1、DL2断开时间为起动时间，而时间继电器KT整定时间大于起动时间，所以KT延时闭合前DL1、DL2触头（5-11）已断开，KT触头（11-12）延时闭合后为保护用中间继电器KA作好准备。若电机在运行过程中因单相、堵转、过载、短路等因素导致过电流，即通过电流继电器的电流大于其整定电流则DL1、或DL2动作，使得KA线圈得电，KA触头（2-4）断开，KM3失电切断电源，使电机停止运转，从而保护电机。在保护电路中，时间继电器KT2的延时闭合常开触头也与保护用中间继电器KA线圈串联，若在电机起动后，因为时间继电器KT1失灵不延时闭合，会导致电机一直处于降压运转，不但降压起动器会因为过流发热烧坏，而且电机也可能低压长时间运转发热损坏，所以设计了时间继电器KT2作保护：当KT1在整定时间内没有延时闭合时，KT2继续得电延时闭合，使KA得电切断电源保护电机及降压起动器。

                             图 示 二
三  安装与调试
将电流继电器DL1、DL2的电流线圈分别串入互感器的感应电流电路中，与互感器HL1、HL2、电流表构成电流二次回路，通过电流互感器反映出电机的实际工作电流。在控制电路中，如图示一或二所示，将电流继电器DL1、DL2常开触头并联后与时间继电器KT的延时闭合常开触头串联接入KA线圈构成电机保护电路。DL1、DL2的整定值可根据电机正常运行时的实际负荷整定在额定电流或略小于额定电流1至5安（可根据负载情况整定）。时间继电器KT的整定值应大于电机由起动到投入正常运行的起动时间，即通过电流继电器DL1、DL2的电流由起动电流下降到额定电流以下之后的时间，由此躲过起动电流。在降压起动控制电路中，时间继电器KT2的整定值应大于KT1的整定值。时间继电器KT、KT1、KT整定时间根据不同电机在不同设备中的实际起动情况进行整定。
四  应用与效果
将改进后的图示一直接起动电路分别安装到压风机房两台30KW水泵、3号30KW空压机、558的37KW主扇进行控制，改进后的图示二降压起动电路安装到西口110KW主扇，经过两年多的实际运行，电机运行良好，保护灵敏，完全达到了电机因缺相、过载、堵转、短路等原因造成过流之后实现自动保护的目的，避免了电机烧坏，降低了因电机烧坏造成的直接和间接经济损失，不但保障了电机的安全运行，达到了安全运转的目的，而且节约了成本，极大的提高了生产效率，产生了较好的经济效益。以上保护电路还推广应用到其它设备中，进一步完善了柿竹园矿的电机保护系统。

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