电动机热继电器的选择、整定计算及调试

2019-04-25石逸雯华北电力大学电气与电子工程学院

数码世界 2019年3期

关键词：额定电流熔断器绕组

石逸雯华北电力大学电气与电子工程学院

关键字：热继电器

前言

热继电器作为一种常见的电动机过热保护装置，它有着体积小、动作灵敏度高、价格便宜等优点，广泛应用于电力生产中。

1 热继电器的适用范围

热继电器适用于电动机容量在37kW以下、电压等级400V及以下的电气回路中。使用热继电器仅有一定范围的适应性。当电动机起动电流倍数为6Ie，起动时间为1S、满载工作、通电持续率为60%时，每小时允许操作数不能超过40次。如操作频率过高，可选用速饱和电流互感器的热继电器，或者不用热继电器保护而选用电流继电器。

2 工作原理

热继电器是利用电流的热效应而动作的电气设备，它主要作用是对电动机实现过热保护，以免电动机因长时间超负荷运行而损坏电机绝缘，由于发热存在热惯性，热继电器不能作为短路保护元件，因为在发生短路故障时，要求回路立即断开，但由于热惯性的存在，热继电器不可能立即工作。同时也就是因为热惯性这个特点，在电动机起动时，热继电器不会动作，从而有效避开起动电流，保证了电动机可靠正常工作。

热继电器工作原理如下：热继电器的双金属片由热膨胀系数不同的两种金属材料扎压而成，绕在金属片上的发热元件串联在电动机主回路中，当通过发热元件的电流超过允许值，使双金属片受热变形向上弯曲使扣板脱扣，在拉簧的作用下，通过连板将常闭触头打开。

3 热继电器的选择

热继电器是作为长期或间断长期工作制交流异步电动机的过载保护，它不宜做频繁通断工作及正反转工作电动机的过载保护。在选用热继电器前应先清楚电动机的型号、规格及其所带机械负载的性质、正常负载下起动时间和起动电流倍数，以及使用环境和工作机械的重要性。

电动机在运行中，绕组绝缘有一定的温升限度，即为保证电动机正常运转绕组绝缘有一反时限的容许过载特性，在选择热继电器时就必须考虑到热继电器的保护特性曲线应在电动机容许过载特性下，当回路过负荷20%时，继电器应当可靠动作，同时电动机启动时应不动作，按此原则选择才可保证热继电器在绕组绝缘达到危险温度之前可靠动作。

热继电器的额定电流应大于电动机额定电流，然后根据额定电流来选择热继电器的型号。热继电器的额定电流应略大于电动机的额定电流。

3kW以上电动机一般选用带断相保护的热继电器。

对于Y接法的电动机，选用普通型三相热继电器即可满足要求，但对于Δ接法的电动机则必须选用三相带断相保护装置的热继电器。

4 热继电器的整定原则

4.1 按电动机额定电流来整定

热继电器的额定电流应大于或等于电动机的额定电流，为（1.0—1.15）Ie。当电动机起动电流为其额定电流的6倍及起动时间不超过5S时，热元件的整定电流可整定为电动机的额定电流；当电动机的起动时间较长，拖动冲击性负载或不允许停车时，热元件整定电流调节到电动机额定电流的 1.10—1.15 倍。

4.2 Y—Δ起动电动机

当热继电器的3个热元件分别串接在Δ连接的各相绕组内，热继电器的整定电流应按电动机的额定电流来整定。

4.3 无温度补偿的热继电器

应按周围环境温度校验热继电器的整定电流。当环境温度不同于制造厂规定的35℃时，应按下式计算：

It——环境温度为t℃时热继电器的额定电流

I35——环境温度为35℃时热继电器的额定电流

事实上，按照上述原则整定热继电器，仍然会有误动发生，这是因为热继电器在运行过程中，由于环境等因素存在着接触不良等问题，导致接触电阻变大，接触电阻变大引起热继电器发热，随着时间积累，发热现象轻则使热继电器特性变差，重则导致继电器误动。针对这种现象，应尽量采取各种措施减小接触电阻的阻值，必要时可将电流值整定略大些，根据经验不可超过1.2倍额定电流。

5 热继电器与熔断器、断路器的配合

热继电器耐受过电流能力，通常约为12倍热元件的最大整定电流。如果被保护的设备的过载电流超过耐受电流，应设置熔断器或断路器对电动机进行保护。配合原则如下：

(1）过载电流在热继电器10倍整定电流之内，应由热继电器承担过载保护。

(2）过载电流大于热继电器10被电流，应有熔断器或断路器进行过载保护。

(3）选用熔断器或断路器作为热继电器的短路保护时，应满足热继电器在最大整定值时，冷态能承受的最大过载电流倍数。

6 热继电器的调试

日常工作中，工作人员经常简单的将整定值旋转到旋钮刻度值处，由于误差存在，刻度值不能与要求值相符，导致继电器误动的情况也是存在的，因此应通入电流进行调试。

试验方法如下：

试验电路为自耦调压器后接一大电流变压器，将热继电器各相热元件串联连接，在变流变压器二次侧串一只电流表，对具有断相保护的热元件可将热元件分相串联试验。热继电器通以1.05Ie电流，待发热稳定后（一般为5—10min），立即将电流升到1.2Ie，经2—3min旋转电流调节使热继电器动作，该刻度值即为热继电器所要求的整定电流值。

对热继电器，一般要进行复试，按下表规定的动作特性进行。