水泥厂电气设计除完成一般供配电等设计外，还有大量的工作是完成设备电机的拖动控制设计。水泥厂电气设计的核心工作之一是要保证设备电机按照设计的工艺操作程序安全、可靠地运行。要达到此目的，电机保护显得尤为重要。电动机的电气损坏通常是由于电机内部（即绕组）温升过高（例如电机额定功率出力运行情况下环境温度过高或一般环境温度下电机较长时间功率过载运行等）导致的。本文就水泥厂电机的保护原理与方法进行浅析。
 

1 电机的允许工作温度

电机某一部分的温升为该部分温度冷却介质温度之差，单位为K。电机温升包括定、转子绕组温升，定、转子铁心温升；集电环温升及轴承允许温度（前面已作说明）。B级电机绕组温升限制为80K；F级电机按B级考核亦为80K；按F级考核则为105K，按相应标准，B级绝缘材料可长期承受的工作温度是130摄氏度，F级可长期承受155摄氏度，按电机实际运行最高环温40摄氏度计算，则电机允许工作温度为：

B级时≤120摄氏度（环温40摄氏度+温升80 ）＜130摄氏度

F级时≤145摄氏度（环温40摄氏度+温升105）＜155摄氏度

国内电机制造一般是低压电机为B级绝缘，中压电机是F级绝缘。如不考虑环境温度因数，电机温升和电机实际工作电流与该电流下电机运行时间的乘积成正比，电机温升（发热）有一个热积累的时间过程。
 

2 保护电机的四种特性曲线

根据电机的特性，IEC 60255-3和BS 142标准制定了四种特性曲线来保护电机。

3 保护方法分析

实际应用中通常选用特性VIT或EIT来保护电机。其特性曲线如图1、图2。
 

对于中压电机来说，采用微机综合保护装置完成VIT或EIT特性保护电机非常容易，因而中压电机一般都设计了较完备的保护。低压电机保护目前通常采用热继电器、电机综合保护器来实现电机过电流、过热保护。根据IEC947-4-1标准将电机保护跳闸（起动）等级分为：10A、10、15、20、25、30 、30A，见表1 。这七个电机起动等级电流时限均满足EIT特性曲线。

国外各个大公司生产的热继电器均能以IEC标准为生产制造标准。例如Schneider 公司的LR2系列热继电器和ABB公司的TA系列热继电器保护跳闸等级按10A设计制造，TA系列热继电器保护跳闸特性见图3。

国内对低压电机保护器的研制起步较早，大多按EIT特性来实施保护，例如凯乐电工的DJB-C、D型电机保护器采用EIT特性曲线，10倍电流（I/ IS =10）动作时限为2.8秒，过流动作值和动作时间约为：6 Is / 8秒 ～1.2 Is / 600秒，保护跳闸等级界于IEC标准的10和10A之间。国内电机保护器要解决好可靠性、电子器件温度漂移和智能通讯问题。

须特别指出的是RockWell公司的E3现场总线式智能电机保护器，该保护器为RockWell公司智能MCC柜配套器件，集控制操作、测量（L1、L2、L3三相电流、平均电流、功率等）、保护、通讯为一体。另外E3保护器还有4个DI输入（24VDC）、3个继电器输出和1个PTC输入。通过计算机可设置改变E3保护器的通讯地址、通讯波特率、设定电流和跳闸等级（5、10、20、30）等。RockWell公司智能MCC柜一般电控回路（软起动器、变频器回路除外）的测量及控制均以E3现场总线式智能电机保护器为核心实施的。

从电子技术及通讯技术的发展来看，RockWell公司的E3现场总线式智能电机保护器代表了今后低压电机保护发展的方向。

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