第5章　常用电气保护电路

5.1　电动机过载保护电路

5.1.1　电动机双闸式保护电路

三相交流电动机启动电流很大，一般是额定电流的4～7倍，故选用的熔丝电流较大，一般只能起到短路保护的作用，不能起到过载保护的作用。若选用的熔丝电流小一些，可以起到过载保护的作用，但电动机正常启动时，会因为启动电流较大，而造成熔丝熔断，使电动机不能正常启动。这对保护运行中的电动机很不利。如果采用双闸式保护电路，则可以解决上述问题。电动机双闸式保护指用两只刀开关控制，电动机双闸式保护控制电路如图5-1所示。图中刀开关Q1用于电动机启动、刀开关Q2用于电动机运行。

启动时先合上启动刀开关Q1，由于熔断器FU1的熔丝额定电流较大（一般为电动机额定电流的1.5～2.5倍），因此启动时熔丝不会熔断。当电动机进入正常运行后，再合上运行刀开关Q2，断开启动刀开关Q1。由于熔断器FU2的熔丝额定电流较小（一般等于电动机的额定电流），所以在电动机正常运行的情况下，熔丝不会熔断。但是，当电动机发生过载或断相运行时，电流增加到电动机额定电流的1.73倍左右，可使熔断器FU2的熔丝熔断，断开电源，保护电动机不被烧毁。

5.1.2　启动时双路熔断器并联控制电路

由热继电器和熔断器组成的三相异步电动机保护系统，通常前者作为过载保护用，后者作为短路保护用。在这种保护系统中，如果热继电器失灵，而过载电流又不能使熔断器熔断，则会烧毁电动机。如果电动机能顺利启动，而运行时熔断器熔丝的额定电流等于电动机额定电流，则发生过载时，即使热继电器失灵，熔断器也会熔断，从而保护了电动机。图5-2所示为一种启动时双路熔断器并联控制电路。

电动机启动时，两路熔断器装置并联工作。电动机启动完毕，正常运行时，第二路熔断器FU2自动退出。这样，由于第一路熔断器FU1的熔丝的额定电流和电动机的额定电流一致，一旦发生过电流或其他故障，能将熔丝熔断，保护电动机。

图5-2中时间继电器KT1的延时动作触点的动作特点为当时间继电器线圈得电时，触点延时闭合，时间继电器KT1的作用是保证熔断器FU2并上后，接触器KM2再动作，电动机才开始启动，KT1的延时时间应调到最小位置（一般为零点几秒）。

图5-2中时间继电器KT2的延时动作触点的动作特点为当时间继电器线圈得电时，触点延时断开，时间继电器KT2的作用是待电动机启动结束后，切除第二路熔断器FU2。KT2的延时时间应调到电动机启动完毕。

选择熔丝时，FU1熔丝的额定电流应等于电动机的额定电流，FU2熔丝的额定电流一般与FU1的一样大，如果是重负荷或频繁启动，则应酌情增大。

5.1.3　电动机启动与运转熔断器自动切换控制电路

电动机启动与运转熔断器自动切换控制电路如图5-3所示，图中KM2与FU2分别为启动接触器与启动熔断器，图中KM1与FU1分别为运行接触器与运行熔断器。

图5-3中时间继电器KT的延时动作触点的动作特点为当时间继电器线圈得电时，触点延时闭合。其作用是，在启动过程结束后，将时间继电器KT和启动接触器KM2切除。

电动机启动熔断器FU2熔丝的额定电流按满足启动要求选择，运行熔断器FU1熔丝的额定电流按电动机额定电流选择。时间继电器KT的延长时间（3～30s）视负载大小而定。

5.1.4　使用电流互感器和热继电器的电动机保护电路

为了防止电动机过载损坏，常采用热继电器FR进行过载保护。对于容量较大的电动机，额定电流较大时，如果没有合适的热继电器，可以用电流互感器TA变流后，再接热继电器进行保护。如果启动时负载惯性转矩大，启动时间长（5s以上），则在启动时可将热继电器短接，如图5-4所示。

图5-4中时间继电器KT的延时动作触点的动作特点为当时间继电器线圈得电时，触点瞬时闭合；当时间继电器线圈断电时，触点延时断开。其作用是，在启动过程中，将热继电器短接。

热继电器动作电流一般设定为电动机额定电流通过电流互感器电流比换算后的电流。

5.1.5　使用电流互感器和过电流继电器的电动机保护电路

图5-5所示是由过电流继电器和电流互感器配合组成的电动机过电流保护控制电路。它的特点是灵敏度高，可靠性强，电路切断速度快。它既能对过载作定时保护，又能对短路作瞬时动作。本控制电路适用于大容量的电动机运行保护。

启动时，先合上空气开关QF，再合上控制开关SA，中间继电器线圈KA经过过电流继电器KI1、KI2的常闭触点得电吸合，KA的常开触点闭合。这时按下按钮SB1，接触器KM得电吸合，接通主电路，使电动机运转。

当电动机电流增大到某一数值时（约10倍的动作电流），过电流继电器迅速动作，其常闭触点KI1、KI2断开，使中间继电器线圈KA失电释放，KA的常开触点断开，切断接触器KM的控制回路，从而使电动机即刻停止。