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摘要：380 V异步电动机一般使用具备短路脱扣器的断路器实施保护，使用常规公式计算短路脱扣器动作整定电流数值时，电动机启动之后会出现较高频率的误脱扣跳闸现象，而出现这类现象的原因是早期阶段生产的电动机、断路器母线电压较高。为了能够解决这类问题，需要对继电器保护设施进行改装。
关键词：380 V异步电动机；短路脱扣器；断路器；保护
380 V异步电动机的保护是一个复杂性的问题，在具体使用的过程中需要按照电动机的容量、型式、控制按时、配电设备来采取对应的保护措施。电动机保护和其控制方式存在关联，在控制和保护中实现运行。电动机启动时如果需要接触器或者断路器进行控制，则是要求电器的触头能够承担电流的接通，防范接触器使用时对触头的磨损。
一、常规意义上的计算公式
380 V异步电动机，其短路脱扣器动作整定电流值要按照如下的公式进行计算。Idz≥KIq
（Ldz代表 是断路器所带短路脱扣器的整定电流；Iq代表的是电动机的启动电流；K代表 是可靠系数。动作时间超过0.02s时断路器可靠系数为1.35；动作时间低于0.02s时候断路器的可靠系数范围在1.7-2之间。）脱扣器保护灵敏系数的检验公式如下：Kim=Id/Id2≥1.5。（Id是电动机系统端上最小的相间短路电流，在具体计算时候会选择两个短路电流来作为相间短路进行保护验算。）在Id2比较小的时候，380 V异步电动机短路脱扣器的保护灵敏系数会低于公式中所设定的1.5数值要求。如果遇到这样的情况时需要重新安装速断继电保护设施来作为相间短路保护。所规定的继电保护要满足继电保护和安全自动装置技术操作规程和保护灵敏系数的基本要求。
二、交流异步电动机启动电流的基本性状
异步电动机的转子绕组是短路闭合电阻，在电动机启动的时候合闸系统会接通电源，电动机也会在瞬间出现物理反应，这样的变化本质上和变压器突发短路的过程是一致的，等效电路具体如图一所示。假设r1、x1是定子绕组阻抗，r2和x2是静止状态下转子经折算到定子侧的阻抗，电动机短路电阻和短路电抗计算公式分别为：rq=kr1＋k2r2；xq=kx1＋k2x2（k是校正系数，小容量电动机校正系数的取值范围为1.023-1.08，容量超过40KW异步电动机的k趋近于数值1.）
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图一：交流异步电动机启动合闸瞬刻等效电路
三、影响可靠系数k取值的因素分析
在一些工程中，电动机用脱扣器保护按照Idz≥KIq进行计算，将k赋值为2来整定结果，最终发现，电动机在启动的时候仍然还会出现误扣跳闸的现象。
某电厂的水泵房有一台JS128-4型、380V、300KW的电动机，Iq=6.7Ie，Ie=527A。电动机用脱扣器保护动作电流的整定数值计算如下：Idz=Kiq=2x6.7x527A=7062A。在使用EW-10-2500型号断路器，脱扣器的整定电流数值为7500A，在启动交流异步电动机的时候，脱扣跳闸率达到了40%，由此判定不能够使用DW10-1000型的电动机，可以使用DW10-2500型号的电动机予以替换。
另外，还有两台电动机，基本型号为380V、180KW、JSII7-4型，Ie=329A，启动倍数为5.8倍，按照Idz=2x5.8x329A=3816A，最终确定使用DW10-1500型的电动机，脱扣器的整定电流数值为4500A，总体为计算数值的1.18倍，在启动发动机时，发动机误脱扣跳闸率为60%。
使用过程中由于多次开关电流，最终导致断路器的主要触头出现了损伤，对发动机的系统运行带来了比较大的困难。
基本型号为380V、180KW、JSII7-4型电动机脱扣器保护整定计算方式中的k赋值为2，基本达到了可靠性整定电流的数值，（k实际为1.18x2=2.36），由此判定出现的故障不仅仅是启动电流非周期电力冲击造成的破坏，也有可能是断路器质量较差所引发的故障。
四、短路脱扣器保护方案的探讨
（一）改装继电器的保护方案
按照相关规定，如果短路脱扣器保护灵敏系数不符合规定的标准，需要在系统内部额外加装继电保护装置。在电力工程设计手册中提出了适合应用在380V电动机电流速断保护的动作整定电流计算公式，在公式中要求短路脱扣器保护灵敏系数不低于2，这样的规定和《技术规程》中对厂用电继电保护的一般要求不符合。在馈线电缆比较长的情况下，短路脱扣器保护灵敏系数将无法达到规范的标准。由此就需要改用继电保护。
但是从继电保护装置实际应用情况来看，继电保护是凭借电流互感器来将一次电流转为二次电流，保护整定的基本规定、计算方式和短路脱扣器一致，唯一区别在于保护整定数值可以被放大。但是继电保护装置的缺点是电流互感器在短路电流的状态下会出现饱和过大的现象，最终导致短路电流无法按照既定的比例转变为二次电流。
在电流速断保护动作电流整定计算中，在使用DL型定时继电器的时候，可靠系数会减小，在使用GL型反时限继电器的时候，k的取值范围在1.6到1.8之间。但是在继电保护灵敏系数超过2的时候，在同样Id2数值下验算发现，短路脱扣器灵敏系数在无法达到1.5的时候，电流速断继电保护也无法达到2。同时，DW15系列的断路器在延时脱口状态下的短路分析能力不强，且在运作的时候不会提供短时期的延时操作。
（二）优化后的短路脱扣器保护方式
国外引进的300MW汽轮发电机组电动机群都采用了电动机控制中心完成供应发电，在发电的过程中各个电动机馈线电缆都不是很长，电动机所在电缆末端Id2数值比较高，经过验算之后各个对应短路脱扣器保护灵敏系数超过了1.5，证明短路脱扣器能够有效保护发动机。
对于一些容量比较小的电动机来说，其馈线电缆会比较长，最终会导致其所保护电路脱扣器的经验验算灵敏系数降低。为了能够改善这个问题，可以借鉴一些其他电厂的设计方式，将馈线电缆从铝芯改变成铜芯，适当的加大铜芯馈线的电缆截面，由此来缩短电动机和馈线电源之间的电气距离，最终满足电动机短路脱扣器规定范围内的灵敏系数要求。
结束语
综上所述，380 V异步电动机被人们广泛的应用在机械、农业、化工等领域，对拉动社会经济发展起到了十分重要的作用。但是从实际运行情况来看，380 V异步电动机在运行的过程中会因为携带负载以及电源系统运行故障而导致电机烧毁，甚至还会出现比较大的事故。因此，为了能够防范电机设备遭受破坏，合理把控事故，文章就如何优化380 V异步电动机短路脱扣器保护工作作出了研究，旨在能够更好的发挥出380 V异步电动机在各个行业和领域的应用作用。
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