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探究电气控制系统中低压电动机的有效保护

2020-11-30刘永志

中国电气工程学报 2020年17期
关键词:低压电气电气系统

摘要:低压电动机是现代科技发展的产物,其在电气控制系统中承担着重要作用。近年来,我国低压电气控制中又不断孕育出许多新的技术,如节能技理念下的动力节能、变压器节能等,虽然使电气系统更为科学化、合理化,但其电动机运行中的一些问题仍然存在。在此情况下,电气领域也针对电动机的保护进行了大量技术研究,并出现了各种更为先进的电动机保护装置。对此,针对当前低压电动机保护装置及其运用进行研究,更有助于我们对低压电动机实施有效保护,提升其运行的安全稳定性。本文主要介绍了当前电气控制系统中的低压电动机保护装置,然后对低压电动机的有效保护措施进行了探讨,进而针对电动机保护技术的未来发展进行了展望。

关键词:低压电动机;低压电气;电气系统

一、电气控制系统中低压电动机保护装置概述

低压电动机在性能、安全性、运行效率等方面都较传统电动机有较大提升,为现代电气控制系统的运行提供了更有力保障。但低压电动机也并非完全不需要保护,相反,随着其应用的日渐广泛,其已经成为影响低压电气系统运行稳定性的重要因素,所以必须实施有效保护。基于此,现代电气领域依托新科技研发出了低压电动机保护装置。当前的低压电动机保护装置主要利用了现代网络通信技术,并结合接触器、软启动器、塑壳断路器等装置一同構成了一种同时拥有测量、控制、保护、计量、通信等功能的全新装置。这种新型保护装置帮助低压电动机进行了保护优化,形成一套专业化的运行问题解决方案,并且对低压电动机进行了智能化优化,精简了以往电动机运行中的热保护器、热继电器、测量仪表、电流互感器、辅助继电器等配套装置,极大提升了其运行效率和安全性。目前,国内外已经产生了许多低压电动保护产品,为电气控制系统的打造和安全保障提供了更多选择,也有助于电气生产领域进一步降低生产成本。可以说,低压电动机保护装置的发展创新为现代电气控制系统的建设与运行带来更多保障。

二、电气控制系统中低压电动机的有效保护措施

在现代低压电动机的保护技术中,针对电动机不同的故障问题需要采取不同保护措施,所以现阶段形成的保护技术主要有以下几方面:

(一)短路保护技术

在低压电气系统运行中,短路问题是十分常见的。任何电器或线路绝缘出现损坏、短路负载或者接线错误,都有可能引发短路。这一现象最直接的结果就是瞬间产生极大的电流,超出电动机额定电流荷载,从而使电动机出现故障,甚至引发火灾。因此,在对低压电动机进行保护时,其技术关键就在于如何在发生短路时以最快的速度切断电源。在这一方面,当前的短路保护技术主要有低压电器保护欲熔印电路器两种,其都能在对短路发生时的电动机加以保护,只是实践中所适用的情况存在一定差异。这就需要在对低压电动机进行保护时能够准确分析各种短路故障的原因,进而采取有效保护措施。

(二)过电流保护技术

过电流保护时专门针对低压电气系统中过电流现象发生时而采取的一种低压电动机保护措施。过电流通常是电动机或电器元件中的电流超出额定电流运转的一种情况。通常情况下在过电流状态下仍然运行的电动机将会发生升温情况,一旦这个温度过高,就会对电动机造成损害。因此,当电动机中的电流超出额定数值技术工作的情况下,就需要采取保护措施。针对这种情况的保护通常是利用过电流继电器。该装置会在电流将要超出电动机额定电流之前就将线圈接入电流保护电路中,再将继电器主触头断开,如此就能够有效断开电动机电源并对其产生保护。该保护措施能够针对三相绕线转子异步电动机与直流电动机实施有效保护。同时,如果这种过电流继电器的动作电流能够设置成电动机额定电流的1.2倍,则这一装置还能够对短路情况下的低压电动机形成有效保护,所以这一保护技术在实践中的应用是十分必要的。

(三)热过载保护技术

热过载也是低压电动机运行过程中容易引发故障的一种现象,且这一问题是许多电动机都会发生的,即使当前电气技术得到极大发展,实践中这一现象发生的可能性还是存在的,所以就需要针对这一现象对电动机实施有效保护。具体而言,热过载保护需要根据热过载的具体情况进行具体分析,然后采取不同保护措施。如针对电动机启动时间过长而引发电动机过热的现象,实践中就需要在电动机较长时间内未启动进入正常运行状态的情况下为其可能引起的过热问题提供保护。再比如这对电动机三相电流不平衡的问题,需要及时分析其发生不平衡问题的原因并找到故障点,然后及时进行处理,从而防止其不平衡电流在更大区域内引起发热问题。

(四)弱磁保护技术

弱磁保护主要是针对电动机超负荷运转而出现消磁或磁场减弱问题而进行的保护措施。在电动机正常运转过程中如果长时间处于超负荷运转状态,或者处于轻负荷运行状态,都有可能出现磁场消失的情况,进而会对电动机造成较大损害。所以当前的电动机保护装置中也针对这一问题运用了相关技术,并能够依据不同的磁场特性采取不同的保护措施。

此外,现代低压电动机的保护技术能够针对油压、水压、超速等问题为电动机提供有效保护,并且形成了具体发挥保护功能的装置如压力继电器、测速发电机等。由此可见电气系统运行中对电动机实施有效保护是极其重要的。

三、电气控制系统中低压电动机保护的未来发展

虽然当前电气控制领域对低压电动机的保护进行了大量研究与创新,并几乎形成了一套相对完善的电动机运行保护方案,各种装置与技术可以为电动机运行提供有力保护。但这并不意味着其保护技术不再有发展空间。相反,随着现代各种先进技术陆续在电气领域中加以运用,低压电动机保护技术在未来仍有较大的发展空间。

首先,其保护技术将进一步向着智能化方向发展。在当前计算机技术、微电子技术的基础上,人工智能技术已经得到了极大发展,并在众多生产领域得到应用。而结合低压电动机故障问题的复杂性,未来智能技术将进一步应用到电动机保护中,从而增强其保护系统进行故障分析判断和应对处理的智能化水平。

其次,其保护技术将进一步向着节能方向发展。电动机保护技术对电动机的有效保护,也能够对电气系统产生良好节能作用。同时当前众多节能技术也可以在电动机保护中加以运用,使其保护装置运行所需要的能耗更少,并通过对电动机的及时保护来避免系统产生不必要的能耗。因此未来进行节能化的研究将成为一个重点方向。

结束语:综上所述,随着低压电气系统在当前社会生产中的运用日渐增多,针对其电动机这一核心部件的保护就成为低压电气领域研究的重点。虽然当前电动机的保护技术已经取得极大的进步,但未来仍需要继续进行大力研究,不断提升其保护的智能化与节能化,如此方能使电气领域的科技水平得到进一步提升。

参考文献:

[1]张邱泉.低压电动机过载保护分析及改进[J].仪器仪表用户,2017,24(10):103-107.

[2]张天鹏,翟亚芳,郝申军.低压电动机热过载保护装置的研究与设计[J].电力系统保护与控制,2015,43(13):125-129.

[3]陈培国.低压电动机保护器的现状及完善[J].低压电器,2011(02):1-5+42.

[4]王红.新型低压电动机综合保护装置原理与实现[J].低压电器,2006(03):43-47.

作者简介:刘永志(1990-),男,汉,山东德州人,助教,研究生,研究方向:电力变换和新能源开发。

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