圖３電動機過載保護特性曲線

       從圖３可以看出，不同的保護特性曲線擁有個共同的特點就是，電動機只能在保護特性曲線的左側(cè)正常工作，曲線１、２、３中的每條與曲線４之間的區(qū)域為無效區(qū)域，即該區(qū)域不能被充分利用。曲線３是以上三種曲線中接近曲線４的，也就是反時限過載保護特性效果佳。

       反時限過載保護的過載倍數(shù)即故障電流大小與過載保護的動作時間成反比，電流的大小決定了動作時間的zou勢。因此電動機的過載整定時間應(yīng)該為某電流值的某倍數(shù)下的動作時間。

       電動機過載運行狀態(tài)指的是當(dāng)其運行電流大于額定電流時的工作狀態(tài)，電動機過載時會引起電動機的銅耗急劇增加，從而使得電動機的繞組發(fā)熱導(dǎo)致電動機燒損，因此可以間接檢測電動機的運行電流來判斷電動機的發(fā)熱情況，實現(xiàn)電動機過載的保護。因為這種方法檢測的對象是電流，能適應(yīng)于切電氣負載，而且其調(diào)整靈活、維修方便，所以得到了廣泛的應(yīng)用。因此，在本設(shè)計中，根據(jù)煤礦井下情況，選用C＝２時的度反時限過載保護方法對電動機進行保護。

2.3短路保護

       由于電動機發(fā)生短路故障時將會帶來非常嚴(yán)重的后果，因此，在設(shè)置電動機綜合保護器中的短路保護時應(yīng)該是速斷保護。電動機的啟動電流往往非常之大，接近短路時候的電流。所以，電動機的短路整定電流倍數(shù)應(yīng)該大于使電動機穩(wěn)定啟動的大電流，通常取電動機額定電流時的８-10倍，將時限設(shè)置為躲過電動機啟動時瞬間沖擊電流的時間，這個時間般大于0.04。

       電動機在運行時通常還會發(fā)生堵轉(zhuǎn)故障，堵轉(zhuǎn)故障發(fā)生時通過電動機的電流同樣非常大，為區(qū)分堵轉(zhuǎn)故障電流和電動機正常啟動瞬間的電流，般將使電動機穩(wěn)定啟動的大電流作為堵轉(zhuǎn)保護的整定值，將時限設(shè)置為通常電動機在重載情況下啟動的時間，這個時間般為８～16ｓ。電動機的堵轉(zhuǎn)保護與短路保護共同構(gòu)成了電動機的短路保護。

       在本設(shè)計中采用對電流的鑒幅式保護原理，其中可以對短路電流保護值進行設(shè)定，以適應(yīng)于不同的電網(wǎng)等級中。

2.4斷相與三相不平衡保護

       引起電動機燒損的另個原因就是三相不平衡，嚴(yán)重的三相不平衡則可能產(chǎn)生斷相，占10％以上燒損的電動機是由這兩種原因引起的，在做電動機綜合保護器時，這兩種情況須考慮。從廣義上來說，電動機繞組上的輸入電流達到定程度的不對稱即為三相不平衡，這便是所謂的故障狀態(tài)，更為嚴(yán)重的電動機繞組電流不對稱狀態(tài)就是電動機的斷相運行狀態(tài)。

       三相不平衡或者斷相故障增加了變壓器及輸電的銅損。三相不平衡電流對系統(tǒng)銅損的影響為：

       假設(shè)R是電動機系統(tǒng)三相電路與變壓器繞組之間的電阻之和，如果三相電流平衡，假設(shè)IA=10A，IB＝10A，IC＝10A，那么總銅損為102R+102R+102R＝300R；如果三相電流不平衡，假設(shè)IA=5Ａ，IB＝10A，Ｉ＝15，那么總銅損為52R＋102R＋152R＝350R，比平衡狀態(tài)的銅損增加了50R，也就是增長了17％；在嚴(yán)重情況下，也就是斷相的情況下，假設(shè)IA＝15，IB＝0A，I＝15，那么總銅損為152Ｒ＋0＋152Ｒ＝450R，是平衡狀態(tài)時銅損的1.5倍；在嚴(yán)重情況下，也就是斷兩相情況下，假設(shè)IA＝0A，IB＝0A，IC＝30A，那么總銅損為０＋０＋302R＝900R，是平衡狀態(tài)時銅損的３倍。由此可見，三相不平衡或者斷相對電動機的損壞是相當(dāng)大的，對其進行檢測是*的。

       當(dāng)三相電流平衡時，三相電流的值是相等的，當(dāng)不平衡時，每相將會發(fā)生相應(yīng)變化。本設(shè)計中，根據(jù)以上原理通過式計算方式來確定三相電流的不平衡度。式中：ω 為三相電流不平衡度；Imax為三相線電流中電流大值；Imin為三相線電流中電流小值。