采用电阻串的高压电动机保护设计发热管

采用电阻串的高压电动机保护设计

采用电阻串的高压电动机保护设计 2011年12月09日 来源： 1 引言本设计用价格低廉的精密金属膜电阻串取代高压电流互感器，并将电流继电器和热继电器直接接入高压电路，分别作为高压电动机的短路和过载保护。采用这个设计可以降低高压电流保护装置的价格、体积和重量，使用热继电器还可以充分发挥高压电动机的过载能力。2 保护原理图1是以电流继电器KA1、KA2、KA3作为6kV高压电动机短路保护，热继电器FR1、FR2、FR3作为过载保护的设计原理图。在高压电动机的供电线路三相中，每相各接入一只电流继电器和一只热继电器。电流继电器可采用JT4型过电流继电器，其接点能控制较高电压。可将热继电器的多相热元件串联起来作为单相使用。在三相高压线上，每相接左、右2个电阻串，共6个电阻串，每个电阻串由数十个阻值相同(180kΩ)、精度相同(0.1％)、功率相同(0.5W)的精密金属膜电阻R1和一个接地电阻R2串联而成，左电阻串R1电阻数为20只，右电阻串R1电阻数为21只。R2采用同样精度(0.1％)的精密金属膜电阻，其阻值应远远小于R1，如lkΩ。每串电阻均用长塑料内套管套装，且将接于同一相的2个电阻串封装在一根长塑料外套管内。每相电流继电器的常闭接点跨接在该相右电阻串与高压线直接连接的始端电阻的两端，每相热继电器的常开接点跨接在该相左电阻串始端电阻的两端，这样接点与线圈、热元件就处于同一高电压，不存在高压击穿的问题。由于每只电阻承受300V及以下电压，因此电流继电器、热继电器的接点也不会击穿。接于同一相的2个电阻串接地电阻R2的非接地端(如M1、N1)分别与该相运放1的输入两端连接，继电器动作时产生的信号电压由此输入运放1。右电阻串中R1的末尾电阻两端电压经R3电阻输入运放电路2，用于设置保护起动整定值，R3可取高阻值IMΩ。为使正常情况下左、右电阻串电流相等，相应左电阻串的R1末尾电阻应并联分流电阻R4进行补偿。运放2输入端反向并联的两只二极管用于限幅，保护集成电路。电动机正常运行时，继电器不动作，同相2个电阻串的R2非接地端(如M1、N1点)电位几乎相同，输入运放1的干扰信号电压仅仅由电阻串相对误差引入，由于电阻串由精密电阻构成，故干扰信号电压很小。当电动机短路或过载时，继电器动作，电阻串中被纳入或短接一只电阻，造成这2个R2非接地端电位较大差异，此信号电压经运放1放大后可用于电动机保护跳闸。电动机发生短路时高电压可能大幅下降，电流继电器动作产生的信号电压也成正比下降，因此应随着高电压下降成比例降低保护电路起动值，设置高电压检测运放2。运放2的信号如前述取自每相右电阻串R1的末尾电阻，末尾电阻上的电压始终与该相高电压成正比，发生短路时末尾电阻上的电压与该相高电压不仅降比相同，而且没有电位差。图 1发生短路或过载时，每相运放1输入的信号电压经计算也与该相高电压成正比，而且相位相同。可见运放1和运放2的输入信号是同相位的，而且均与高电压成正比，因此两者各自放大后很容易进行比较。用于保护的出口电路是否起动就由运放1和运放2的输出比较决定，只要运放1输出幅度高于运放2输出，出口电路立即起动。假定在额定高电压下保护动作时运放1前置级输出值为15V，那么此时运放2前置级输出值可以整定为6V。这样，短路时运放1输出与运放2输出幅度成同比下降，前者始终高于后者，确保出口电路起动。当高压电

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