第5章　常用電氣保護電路

5.1　電動機過載保護電路

5.1.1　電動機雙閘式保護電路

三相交流電動機啟動電流很大，一般是額定電流的4～7倍，故選用的熔絲電流較大，一般只能起到短路保護的作用，不能起到過載保護的作用。若選用的熔絲電流小一些，可以起到過載保護的作用，但電動機正常啟動時，會因為啟動電流較大，而造成熔絲熔斷，使電動機不能正常啟動。這對保護運行中的電動機很不利。如果采用雙閘式保護電路，則可以解決上述問題。電動機雙閘式保護指用兩只刀開關控制，電動機雙閘式保護控制電路如圖5-1所示。圖中刀開關Q1用于電動機啟動、刀開關Q2用于電動機運行。

啟動時先合上啟動刀開關Q1，由于熔斷器FU1的熔絲額定電流較大（一般為電動機額定電流的1.5～2.5倍），因此啟動時熔絲不會熔斷。當電動機進入正常運行后，再合上運行刀開關Q2，斷開啟動刀開關Q1。由于熔斷器FU2的熔絲額定電流較?。ㄒ话愕扔陔妱訖C的額定電流），所以在電動機正常運行的情況下，熔絲不會熔斷。但是，當電動機發生過載或斷相運行時，電流增加到電動機額定電流的1.73倍左右，可使熔斷器FU2的熔絲熔斷，斷開電源，保護電動機不被燒毀。

5.1.2　啟動時雙路熔斷器并聯控制電路

由熱繼電器和熔斷器組成的三相異步電動機保護系統，通常前者作為過載保護用，后者作為短路保護用。在這種保護系統中，如果熱繼電器失靈，而過載電流又不能使熔斷器熔斷，則會燒毀電動機。如果電動機能順利啟動，而運行時熔斷器熔絲的額定電流等于電動機額定電流，則發生過載時，即使熱繼電器失靈，熔斷器也會熔斷，從而保護了電動機。圖5-2所示為一種啟動時雙路熔斷器并聯控制電路。

電動機啟動時，兩路熔斷器裝置并聯工作。電動機啟動完畢，正常運行時，第二路熔斷器FU2自動退出。這樣，由于第一路熔斷器FU1的熔絲的額定電流和電動機的額定電流一致，一旦發生過電流或其他故障，能將熔絲熔斷，保護電動機。

圖5-2中時間繼電器KT1的延時動作觸點的動作特點為當時間繼電器線圈得電時，觸點延時閉合，時間繼電器KT1的作用是保證熔斷器FU2并上后，接觸器KM2再動作，電動機才開始啟動，KT1的延時時間應調到最小位置（一般為零點幾秒）。

圖5-2中時間繼電器KT2的延時動作觸點的動作特點為當時間繼電器線圈得電時，觸點延時斷開，時間繼電器KT2的作用是待電動機啟動結束后，切除第二路熔斷器FU2。KT2的延時時間應調到電動機啟動完畢。

選擇熔絲時，FU1熔絲的額定電流應等于電動機的額定電流，FU2熔絲的額定電流一般與FU1的一樣大，如果是重負荷或頻繁啟動，則應酌情增大。

5.1.3　電動機啟動與運轉熔斷器自動切換控制電路

電動機啟動與運轉熔斷器自動切換控制電路如圖5-3所示，圖中KM2與FU2分別為啟動接觸器與啟動熔斷器，圖中KM1與FU1分別為運行接觸器與運行熔斷器。

圖5-3中時間繼電器KT的延時動作觸點的動作特點為當時間繼電器線圈得電時，觸點延時閉合。其作用是，在啟動過程結束后，將時間繼電器KT和啟動接觸器KM2切除。

電動機啟動熔斷器FU2熔絲的額定電流按滿足啟動要求選擇，運行熔斷器FU1熔絲的額定電流按電動機額定電流選擇。時間繼電器KT的延長時間（3～30s）視負載大小而定。

5.1.4　使用電流互感器和熱繼電器的電動機保護電路

為了防止電動機過載損壞，常采用熱繼電器FR進行過載保護。對于容量較大的電動機，額定電流較大時，如果沒有合適的熱繼電器，可以用電流互感器TA變流后，再接熱繼電器進行保護。如果啟動時負載慣性轉矩大，啟動時間長（5s以上），則在啟動時可將熱繼電器短接，如圖5-4所示。

圖5-4中時間繼電器KT的延時動作觸點的動作特點為當時間繼電器線圈得電時，觸點瞬時閉合；當時間繼電器線圈斷電時，觸點延時斷開。其作用是，在啟動過程中，將熱繼電器短接。

熱繼電器動作電流一般設定為電動機額定電流通過電流互感器電流比換算后的電流。

5.1.5　使用電流互感器和過電流繼電器的電動機保護電路

圖5-5所示是由過電流繼電器和電流互感器配合組成的電動機過電流保護控制電路。它的特點是靈敏度高，可靠性強，電路切斷速度快。它既能對過載作定時保護，又能對短路作瞬時動作。本控制電路適用于大容量的電動機運行保護。

啟動時，先合上空氣開關QF，再合上控制開關SA，中間繼電器線圈KA經過過電流繼電器KI1、KI2的常閉觸點得電吸合，KA的常開觸點閉合。這時按下按鈕SB1，接觸器KM得電吸合，接通主電路，使電動機運轉。

當電動機電流增大到某一數值時（約10倍的動作電流），過電流繼電器迅速動作，其常閉觸點KI1、KI2斷開，使中間繼電器線圈KA失電釋放，KA的常開觸點斷開，切斷接觸器KM的控制回路，從而使電動機即刻停止。