为什么要设置电动机保护

首先说说为什么要设置电动机保护。
我们知道，电动机的主要故障是定子绕组的相间短路及单相接地短路。定子绕组的相间短路会造成电动机的损坏和烧毁，引起母线电压显著下降，并破坏其它用电设备的正常工作。尽管在6kV中性点不接地系统发生单相接地，虽然单相电压升高，由于线电压仍为6kV，二次电压为100V，当电容电流很小时，电机在2小时内还能正常工作，但如果电容电流大于5A，短时间内还是会烧坏电机。此外，电动机还有过负荷等不正常工作状态。过负荷是由于所带机械负荷过大、母线电压降低引起的转速下降，一相电源断线而造成两相运行及电动机起动时间过长等所致。电动机长时间过负荷将使电机过热、绝缘老化，甚至发展成为故障。鉴于上述原因，在电动机上应装设相间及接地保护装置，并装设过负荷保护，尽快地将故障电动机切除。
电动机分布于380V低压系统和6kV高压系统，磨煤机、引风机、送风机、排粉风机、给水泵、循环水泵等1000kW以上大容量电机接入6kV系统，除400kW凝结水泵、355kW灰浆泵纳入6kV系统外，其他几百千瓦小容量电机均接入380V系统。
一、6kV高压电机保护配置有：综合保护、差动保护、低电压保护、熔断器保护，其中综合保护包括速断保护、过流保护、零序保护、热积累保护等。
1. 综合保护（速断保护、过流保护、零序保护、热积累保护）
速断保护作为电动机相间短路的主保护；过流保护作为速断保护的后备保护及靠近电机中性点侧短路的主保护；零序保护反映电动机接地故障；热积累保护反映电机过负荷保护。
6KV高压电机均装有数字式综合保护装置，通过开关负荷侧CT将测量量引入。速断保护的动作电流应按躲过自起动的电流来整定，即
Id = Kk Idq Kk—可靠系数 Idq—电机自起动时的起动电流
正常运行中，开关回路中流过额定电流，而在电机短路故障下，则开关回路中流过短路电流。该电流远大于额定电流，此时，流入继电器的电流达到保护动作值，继电器动作，其接点闭合，跳开电动机出口开关。由于电流速断保护有死区，只能保护电机绕组80%，不能保护电机全部。如在电机靠近中性点侧发生短路时，短路电流达不到电机速断保护动作值，但又大于电机额定电流，此时，就应装设过流保护来切断电机电源开关，切断故障电流。
正常运行时，零序电流互感器中没有电流流出，而当电机发生接地故障时，在零序电流互感器中产生零序电流，该电流流入继电器,其接点闭合跳开开关。
电机在额定电流或额定电流以下可长期运行，但由于某些原因，如负载太重、出口门开度过大等造成电机电流超过额定值，经过一段时间，热积累达80%时发信号，此时，应及时降低电机出力，使电机电流降至额定电流以下，如不调整，热积累达100%时则跳开该电机电源开关。
2.差动保护
6kV高压电动机当装设速断保护的灵敏度不够时，应装设差动保护装置，作为相间短路的主保护。两组CT分别取于开关负荷侧与电机中性点侧。差动保护用于大容量的重要电动机上，我公司仅在5100kW给水泵电动机上装设此类保护。
正常运行时，开关流过负荷电流，在两CT间产生环流。该电流不流入差动继电器1CT、2CT,当保护区内故障时，如三相短d1点，此时，两CT产生电流为Id1、Id2。该电流流入差动继电器，电流值为Id1+Id2。此时，差动继电器动作，其常开接点闭合，启动中间继电器（ZJ）,ZJ常开接点闭合后启动跳闸回路跳该开关。
为防止电流互感器二次回路断线时保护误动作，差动继电器的动作电流应按躲过电动机的额定电流来整定：
Idj = Kk Ide / nl
Kk—可靠系数 Ide—电机额定电流 nl—CT变比
3、电动机低电压保护
当母线电压降低或中断后的恢复过程中，接在母线上的电动机都要自启动而吸收很大的启动电流，从而延长了电压恢复时间，使自启动的条件变坏，甚至使自启动成为不可能。装设低电压保护的目的就是当电网电压降低时，将一部分不重要的电机及根据生产情况要求不许或不需要自启动的电机从母线上切除，以保证重要电机的自启动并加速母线电压的恢复过程。
6KVI段、II段设置两级低电压保护。第一级低电压保护动作三个电压继电器,动作电压为0.3Ue,动作时间为0.5S；第二级低电压保护动作另一电压继电器,动作电压为0.2Ue,动作时间为9S。一级低压保护切除母线上一部分电机，而二级低压保护切除母线上所有电机。
低电压保护用电压量取于各母线段电压互感器（PT）,经PT二次小开关分别接于四个电压继电器。其动作过程正常时，母线电压正常，其中两个电压继电器励磁，因而其常闭接点打开，另外两个继电器不励磁，两低压母线不带电。当母线出现低压时，达到电压继电器的动作电压时，则低电压继电器动作，其常闭接点闭合起动另一继电器。如在0.5S电压未恢复，则这一继电器接点闭合，一低压母线带电跳一部分电机。若此时电压恢复，则三个电压继电器返回。若电压还未恢复，达到另一继电器动作电压，则该继电器常闭接点闭合，启动又一继电器。该继电器经9S延时，在此期间电压恢复则返回，另一低压母线不带电。若经过9S电压仍未恢复，则继电器接点闭合该低压母线带电，切除母线上所接全部电动机，相应低压保护动作有掉牌。装于PT柜门上两个继电器为低压掉牌继电器。
二、380V电动机保护配置
380V系统小容量电动机采用低压熔断器作为电机相间及接地保护。
380V电动机保护有熔断器及热偶，熔断器主要保护电机及其引出线相间故障及接地故障，通过熔断器熔断切断故障电流。熔断器的选择一般取（2.25~3.25）In，它可以躲过电机启动电流。由于电机故障时，短路电流可达额定电流的十几倍，这么大的电流流过熔断器使熔丝熔断达到切除故障的目的。热偶为电动机过负荷保护。在正常运行时，电极电流小于或等于额定电流，而由于某些原因导致电流超过额定电流，经过一段时间热偶动作跳该电机，切断电机的控制回路。如重新启动，则应复归热偶，并控制电流不能超过额定电流。