[发明专利]防误动感应电动机保护器

说明书

技术领域：本发明是一种保证电动机排除外部干扰，并能正确及时发现自身故 障的电动机保护器，应用于三相感应电动机测控领域。

背景技术：电动机作为拖动系统中的重要组成部分在国民经济中占有举足轻重 的地位，它的使用几乎渗透到了各行各业，是工业、农业和国防建设及人民生 活正常进行的重要保证，因而确保电动机的正常运行就显得十分重要。

电动机在正常使用中是作为电力系统终端使用的，由于电动机的功率大， 使用持续时间长，并且电动机是一个储能的综合负荷，故障后特性与众不同， 往往会使相邻的电机误跳闸，并且自身也极易受到其他问题电机的影响，在这 种情况下，实现防误跳的测控保护器极其重要。

目前的电动机测控装置把主要功能集中在对于电动机的保护上，例如：启 动时间过长保护，过流保护，热过载保护，零序电流保护，负序电流保护，堵 转保护，低压保护，失压重启等，现在的保护器的确可以有效的保护电动机烧 毁，但是在实际现场运行中，由于目前的大部分厂矿企业一次并不是投入一台 电动机，在系统故障失压时，作为终端综合负荷的电动机有着电流反馈的特性， 这就极大的影响了电动机测控的准确性，目前的保护器在这一领域有着致命的 缺陷，在一台感应电机或者供电系统出现问题后，往往是电机保护器集体动作， 出现整个生产过程中断的情况，并且此时由于保护器动作较多，不能迅速查明 故障所在也是困扰生产的问题之一。

发明内容：在一些厂矿企业内部，往往使用大量的感应电动机，在出现故障时， 这些电动机往往会出现无选择性的跳闸，为了使感应电机拥有选择性的跳闸， 本发明使用了一种利用感应电机作为储能负荷的特点，来检测系统或电动机故 障时正常感应电机电流的反馈，从而实现测控系统有选择的跳闸的方法。通过 对于这种反馈功率的判断，可以实现有选择的断开故障元件。

该发明的硬件系统主CPU采用DSP系统，数据采样采用外部AD转换器，可以 保证系统需要的数据为准确的，其主框图参见附图。

该发明的主要基础是计算电机发现故障瞬间的功率流向，在自身出现问题时， 计算功率为从系统流向电机，而在非本身故障时，功率为从电机本体流向外部 系统，因为该理论的实现需要较高的采样率与编程技巧，虽然有些理论已经设 计到逆功率计算，但均不能在实践中实现，该发明的另一个理论基础是在电机 发现故障时如果负荷较重，不能计算逆功率时，进行判断故障相电流的过零点， 如果不是本身故障，则所测电流穿过零点的数值不超过四个。

该方法包括：

1，通过电机故障判断系统判断电机发生了故障，进行故障时的数据采集。

2，通过把采集的电流值与电压值进行计算得出逆功率数值：

P＝U*I*cos α

其中cos α为功率因数，如果电压相角超前电流，则取反。

如果计算出的数值大于门槛值，则认为外部故障。

3，在逆功率较小时，对故障相电流的过零点进行计数。

4，在判断为外部故障后，在电压恢复并且电机断电时间小于最大失压重启动 时间时，电动机自动重新启动，恢复生产。

电动机有判别的自动恢复启动在现实生产中十分重要，其一，可以最大限度 的保证生产的顺利进行，其二，可以在最短的时间内保证找出故障所在处。

通过上述方案的实施，可以保证感应电动机在本身故障时能够可靠的动作， 在外部故障时能正确的判别，在把故障正确切除后能够最快的恢复生产。

具体实施方式：

1，系统经过AD模块不停的采集外部电流电压数值，并经过数据总线传输到 CPU，在CPU里进行不停的计算，判断系统是否故障。见图1。

2，如果判断系统发生了故障，则把采集来的数据进行逆功率计算，此时采用 的电压数值为一周波前的记忆数值，

P＝U*I*cos α

其中cos α为功率因数，如果电压相角超前电流，则取反

如果计算出的数值大于门槛值，则认为外部故障。

逆功率特征见图2。

3，在逆功率较小时，对故障相电流的过零点进行计数，如果过零点个数小于 等于四，则判为外部故障。见图3。

4，在故障区域判断后进行事故处理，即使是区外故障，在较大逆功率的情况 下也需要出口继电器，以减少能量损失，便于重启。