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摘要：由于短路故障等原因，母线电压会在短时间内大幅度降低甚至消失，这会给线路和电器设备带来损伤。本文简要论述了发电厂厂用电动机低电压保护跳闸回路的实现方式，并特别针对低压厂用电动机低电压保护的配置情况做了详细的分析，对于采用框架断路器的电动机的低电压保护列举了几个典型工程的应用情况，可为今后与低电压保护相关的工程设计提供一定的参考。
【关键词】：电动机;低电压保护;自起动;框架断路器
1.前言
近年来，电力行业快速发展，发电厂的建设也进入了一轮新的发展期，电厂中有很多的转动机械，其拖动全靠电动机来实现。厂用电动机的控制和保护，成为电力设计中至关重要的部分。由于短路故障等原因，母线电压会出现大幅度降低甚至消失的现象，给线路和电器设备带来损伤。例如：电动机的疲倒、堵转等将会在电动机定子侧产生数倍于额定电流的过电流，从而烧坏电动机；电压恢复时，大量电动机的自起动会使电压大幅度下降，造成电动机自起动不成功。因此低电压保护作为一种重要的保护手段，被广泛应用于电动机保护中。
2.厂用电动机的低电压保护
2.1装设低电压保护的必要性
首先，当母线电压降低时，电动机为维持电磁转矩与机械制动转矩的平衡，需增大电流。若母线电压长时间过低，电机必然会被烧坏。因此为避免电动机损坏，有必要装设电动机低电压保护。
其次，当母线电压降低时，异步电机的转速均会下降。若母线电压短时低电压并很快恢复时，电动机自起动带来的电流冲击将会延缓母线电压恢复，影响重要电机的自起动。因此有必要装设低电压保护，当母线短时故障时用以切除次要电机，用以保护重要电动机的自起动和恢复运行。
2.2低电压保护的装设及整定原则
对于I类电动机，当装有自动投入的备用机械时、或为保证人身和设备安全，在电源电压长时间消失后，必须从电力网络中自动断开时，应装设9~10s时限的低电压保护，动作于断路器跳闸；为了保证接于同段母线的I类电动机自起动，对不要求自起动的II、III类电动机和不能自起动的电动机，宜装设0.5s时限的低电压保护，动作于断路器跳闸；对于压力侧无逆止阀门的循环水泵，为避免水泵在倒转情况下自起动而烧毁电动机，应装设电动机低电压保护，其时间应在实际运行中单独整定，其值应小于水泵由额定转速下降至零所需的时间。厂用电动机的低电压保护一般装设原则见表1。
表1低电压保护的整定值
其中，I、II、III类电动机的分类及范围详见文献[1]。
2.3低电压保护的实现
1.低电压保护的实现方式
通常情况下，低电压保护可以通过失压线圈、电子脱扣器、磁力起动器或接触器以及外接低电压继电器和时间继电器等方式实现。其中，磁力起动器或接触器，由于其自带的吸持线圈跟失压线圈一样，在低电压时能自动释放，并能在正常电压下自保持，因此广泛应用于容量较低的电动机低电压保护中。
在实际应用中，低电压保护的配置需根据工程实际情况及电机开关回路配置情况来具体分析，不同开关配置回路时低电压保护实现方式如表2所示。对于中高压电机来说，其低电压保护需要通过相应的综合保护测控装置来实现。对于低压电机，表2中第一种方式接触器作为控制电器；表2中第二种方式框架断路器作为保护操作电器。
表2厂用电动机的开关回路配置及低电压实现方式
2．母线PT测量回路实现低电压保护
图1为带低电压保护功能的母线PT测量回路的二次接线图（部分），低电压继电器1YJ、2YJ、3YJ的线圈取自母线三相线电压。正常运行时母线电压正常，1YJ、2YJ、3YJ线圈带电吸合处于返回状态，其常闭接点断开，跳闸回路断开；当母线失电或发生故障且母线电压降低到继电器动作值时，若1YJ、2YJ、3YJ有一个处于带电吸合状态，中间继电器ZJ带电，低电压起动回路断开，低电压保护功能被闭锁，此时输出电压回路断线信号；当1YJ、2YJ、3YJ均检测到线路电压降低时，低电压起动回路通过ZJ的常闭节点接通，经1SJ（0.5s延时）或2SJ（9s延时）延时后接通中间继电器1ZJ、2ZJ，将其常开节点串联至电动机跳闸回路将该电动机从母线切除。当母线电压恢复以后，1YJ、2YJ、3YJ返回，当跳闸回路也断开后，才能重新起动该电动机。
图1带低电压保护跳闸回路的母线PT回路配置接线图
2.4防止低电压保护误动的接线为防止出现低电压保护误动造成电动机误跳闸的现象，低电压保护的接线应满足以下几点要求：1.电压互感器一次侧一相或两相断线，二次侧各相断线时（例如熔断时），低电压保护装置应被闭锁且发出信号。但此时，若厂用母线真正出现全相低电压时，低电压保护仍应正确动作。2.电压互感器一次侧的隔离开关或隔离触头因误操作而被断开时，保护装置不应该误动作，并应发出信号。
3.低压厂用电动机低电压保护工程应用实例
表3为我院近几年施工图阶段的工程，针对框架断路器的电动机的低电压保护的两种实现方式，进行了统计。
表3采用框架断路器的电动机回路低电压保护的实现方式
当然，电动机最终是否需要低电压跳闸回路以及低电压保护跳闸的延时，均还须满足本文2.2节的装设及整定原则。
4.小结
本文首先介绍了厂用电动机装设低电压保护的必要性，就低电压保护的装设及整定原则进行了论述，然后列举了传统的实现低电压的四种方式，并通过目前厂用电机开关回路的配置来分析了电动机低电压保护的具体实现，对于采用框架断路器，且配套的智能仪表不能实现低电压的电机，分析了通过母线PT测量回路来实现低电压的详细电路。文章最后结合工程应用数据对采用框架断路器的电动机低电压保护的实现方式作了统计。
参考文献:
[1]《电力工程电气设计手册》
[2]《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB/T14285-2006）
[3]《火力发电厂厂用电设计技术规定》(DL/T5153-2014)
[4]《大中型火力发电厂设计规范》（GB50660-2011）