[发明专利]按寿命损失保护电机过载的方法

说明书

本发明涉及一项应用计算机系统完成电气设备过载保护的方法。

目前保护电机过载的方法较多，国内运用较普遍的有：

1、采用双金属片式热继电器保护;

2、采用GL系列反时限过电流继电器保护;

3、采用模拟电子电路进行保护，典型产品见DW15系列空气开关半导体脱扣器;

4、采用温度继电器保护，将温度继电器或感温元件埋入电机最热点。

以上这四种方式除2以外都是以电机额定温升限制的过载能力为保护依据并具有反时限保护特性。

日本三菱电机公司于1982年研制成一种带有电子式热继电器的MS-K系列磁力起动器，它是由S-K系列交流接触器和ET系列电子式热继电器组合而成（见（日）《三菱电机技报》1982、NO7及1983、NO1）。我国出版刊物《低压电器》1983年第五期有过简略介绍。ET系列电子式热继电器采用了单片四位微处理机，比较上述几种保护装置有下列明显优点：

1、采用了数字电路，保护特性精度高，保护可靠性好;

2、可具有多种保护功能;

3、有很宽的电流调节范围。

但是ET系列电子式热继电器也有重大缺点，就是保护特性不理想。ET系列电子式热继电器在保护电机过载时采用了定时限阶梯式保护特性，以电流作为整定参数。这种保护特性不利于发挥电机过载能力，对已经发生的过载造成的影响没有如前述1、3、4这几种过载保护方法的积累效果，这就影响了保护过载的有效性。

本发明的目的：

1、利用计算机系统保护其使用寿命主要取决于绝缘材料运行温升的电气设备，如电动机、发电机、变压器、电抗器、电缆等的过载;

2、最大限度地开发电气设备的过载能力。

本发明内容如下：

本发明所采用的计算机系统的硬件组织基本上具有图（1）所示的结构框图。

电机过载模拟信号（过载电流或电机温升）经过信号变送和处理单元后，进行采样，经过模-数变换后馈入计算机系统。计算机系统已经对有关参数及控制程序在系统工作开始前予置（或固化）完毕。电机在工作过程中，上述硬件组织系统监视着电机过载情况，如电机发生过载，则计算机根据电机输入的过载信号按下式进行寿命损失量计算：

β =∫ 0ξAe -Bθ 0+ θ Xd t]]>

……（1）

式中    β-电机过载的寿命损失量;

A-电机寿命的实验系数，取决于绝缘材料等级，秒^-1;

B-电机寿命的实验系数，取决于绝缘材料等级，°K;

θ_o-环境温度，°K;

θ_x-电机温升，°K或℃;

e-2.7182818;

ξ-过载时间，秒。

公式（1）中

参数A、B的参考数值如下：

对A级绝缘，A＝5.308×10⁵秒^-1;

B＝12642°K;

对E级绝缘，A＝22.895秒^-1;

B＝9193.7°K。

如果电机过载时的寿命损失量β达到或超过许可的过载寿命损失量（即整定的过载寿命损失量）〔β〕，则计算机系统便发出电机过载信号。计算机系统发出过载信号可以有三种形式：1、作用于告警或跳闸继电器的开关量;2、反馈于减负载装置的模拟量;3、用作显示或其它目的的数字量。