電力系統(tǒng)常見(jiàn)保護(hù)功能介紹

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  電氣控制系統(tǒng)除了能滿(mǎn)足生產(chǎn)機(jī)械的加工工藝要求外，要想長(zhǎng)期、正常、無(wú)故障的運(yùn)行，還必須有各種保護(hù)措施。保護(hù)裝置是所有機(jī)床電氣控制系統(tǒng)不可或缺的組成部分，利用它來(lái)保護(hù)電動(dòng)機(jī)、電網(wǎng)、電氣控制設(shè)備以及人身安全等。電氣控制系統(tǒng)中常用的保護(hù)功能有短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、零電壓和欠電壓保護(hù)以及弱磁保護(hù)等。

一、短路保護(hù)

   電動(dòng)機(jī)繞組的絕緣，導(dǎo)線(xiàn)的絕緣損壞或線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí)，造成短路現(xiàn)象，產(chǎn)生短路電流并引起電氣設(shè)備絕緣損壞和產(chǎn)生強(qiáng)大的電動(dòng)力使電氣設(shè)備損壞。因此在產(chǎn)生短路現(xiàn)象時(shí)，必須迅速地將電源切斷。常用的短路保護(hù)元件有熔斷器和自動(dòng)開(kāi)關(guān)。

1、熔斷器保護(hù)

   熔斷器的熔體串聯(lián)在被保護(hù)的電路中，當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，它自動(dòng)熔斷切斷電路，達(dá)到保護(hù)的目的。熔斷器一般適用于對(duì)動(dòng)作準(zhǔn)確性和自動(dòng)化程度要求不高的系統(tǒng)中，如小容量的籠型電動(dòng)機(jī)、一般的普通交流電源等。

2、自動(dòng)開(kāi)關(guān)保護(hù)

   自動(dòng)開(kāi)關(guān)又稱(chēng)自動(dòng)空氣熔斷器，它有短路、過(guò)載和欠壓保護(hù)，這種開(kāi)關(guān)能在線(xiàn)路發(fā)生上述故障時(shí)快速地自動(dòng)切斷電源。它是低壓配電的重要保護(hù)元件之一，常作低壓配電盤(pán)的總電源開(kāi)關(guān)及電動(dòng)機(jī)變壓器的合閘開(kāi)關(guān)。

   在發(fā)生短路時(shí)，熔斷器很可能使一相熔斷器熔斷，造成單相運(yùn)行，而自動(dòng)開(kāi)關(guān)只要發(fā)生短路就會(huì)自動(dòng)跳閘，將三相同時(shí)切斷。自動(dòng)開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作頻率低，廣泛用于要求較高的場(chǎng)合。

二、過(guò)載保護(hù)

   電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期超載運(yùn)行時(shí)，繞組溫升超過(guò)其允許值，其絕緣材料就要變脆，壽命縮短，嚴(yán)重時(shí)使電動(dòng)機(jī)損壞。過(guò)載電流越大，達(dá)到允許溫升的時(shí)間就越短。常用的過(guò)載保護(hù)元件是熱繼電器，熱繼電器可以滿(mǎn)足這樣的要求：當(dāng)電動(dòng)機(jī)為額定電流時(shí)，電動(dòng)機(jī)為額定溫升，熱繼電器不動(dòng)作；在過(guò)載電流較小時(shí)，熱繼電器要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間才動(dòng)作；過(guò)載電流較大時(shí)，熱繼電器則經(jīng)過(guò)較短時(shí)間就會(huì)動(dòng)作。

   由于熱慣性的原因，熱繼電器不會(huì)受電動(dòng)機(jī)短時(shí)過(guò)載沖擊電流或短路電流的影響而瞬時(shí)動(dòng)作，因此在使用熱繼電器過(guò)載保護(hù)的同時(shí)，還必須設(shè)有短路保護(hù)。并且短路保護(hù)的熔斷器熔體的額定電流不應(yīng)超過(guò)熱繼電器發(fā)熱元件的額定電流的4倍。

三、過(guò)電流保護(hù)

   過(guò)電流一般是由于不正確的啟動(dòng)和過(guò)大的負(fù)載轉(zhuǎn)矩引起的，一般比短路電流要小。在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中產(chǎn)生過(guò)電流要比發(fā)生短路的可能性更大，尤其是在頻繁正反轉(zhuǎn)、啟動(dòng)、制動(dòng)的重復(fù)短時(shí)工作的電動(dòng)機(jī)中更是如此。

   對(duì)于三相籠型電動(dòng)機(jī)，由于其短時(shí)過(guò)電流不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果，一般不采用過(guò)電流保護(hù)而采用短路保護(hù)。直流電動(dòng)機(jī)和繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)一般采用過(guò)電流繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。

四、零電壓與欠電壓保護(hù)

   當(dāng)電動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行時(shí)，如果電源電壓因某種原因消失，那么在電源電壓恢復(fù)時(shí)電動(dòng)機(jī)就將自行啟動(dòng)，這就可能造成生產(chǎn)設(shè)備的損壞，甚至造成人身事故。對(duì)電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，同時(shí)有許多電動(dòng)機(jī)及其他用電設(shè)備自行啟動(dòng)也會(huì)引起不允許的過(guò)電流及瞬間網(wǎng)絡(luò)電壓下降。為了防止電壓恢復(fù)時(shí)電動(dòng)機(jī)自行啟動(dòng)的保護(hù)叫零壓保護(hù)。一般常用電壓繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)零壓保護(hù)，用按鈕代替開(kāi)關(guān)來(lái)操作也可實(shí)現(xiàn)零壓保護(hù)。

當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電源電壓過(guò)分地降低將引起一些電器釋放，造成控制線(xiàn)路不正常工作，可能產(chǎn)生事故；電源電壓過(guò)分地降低也會(huì)引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降甚至停轉(zhuǎn)。因此需要在電源電壓降到一定允許值時(shí)將電源切斷，這就是欠電壓保護(hù)。一般常用欠電壓繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)欠電壓保護(hù)。

五、弱磁保護(hù)

   直流電動(dòng)機(jī)在磁場(chǎng)有一定強(qiáng)度下才能啟動(dòng)，如果磁場(chǎng)太弱，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流就會(huì)很大，直流電動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行時(shí)磁場(chǎng)突然減弱或消失，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速就會(huì)迅速升高，甚至發(fā)生飛車(chē)。因此需要采取弱磁保護(hù)。弱磁保護(hù)是通過(guò)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路串入弱磁繼電器（電流繼電器）來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中，如果勵(lì)磁電流消失或降低很多，弱磁繼電器就釋放，其觸點(diǎn)切斷主回路接觸器線(xiàn)圈的電源，使電動(dòng)機(jī)斷電停車(chē)。

   以上為幾種常見(jiàn)的保護(hù)功能介紹，對(duì)于一些高壓系統(tǒng)中，為了保證電氣設(shè)備的安全運(yùn)行，一般會(huì)使用到各種各樣的微機(jī)保護(hù)裝置，如變壓器保護(hù)裝置、發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置、線(xiàn)路保護(hù)裝置等等。保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)中不可缺少的一部分。

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