1 故障種類及保護(hù)策略
電動(dòng)機(jī)的常見故障有：短路、漏電、過電壓、堵轉(zhuǎn)、過載、斷相等。短路故障又分為兩相接地短路、單相接地短路、兩相短路、三相短路。對(duì)于三相對(duì)稱性短路故障采用相敏保護(hù)，電動(dòng)機(jī)作為感性負(fù)載，在直接啟動(dòng)時(shí)，其功率因數(shù)偏低(cos =0.3～0.5)，當(dāng)線路中出現(xiàn)短路情況時(shí)功率因數(shù)則偏高(eos 一1)。若在檢測(cè)電流大小的同時(shí)檢測(cè)其功率因數(shù)，把電流與功率因數(shù)的乘積作為短路保護(hù)的動(dòng)作參數(shù)判據(jù)，即可準(zhǔn)確區(qū)分短路電流和啟動(dòng)電流。利用非接地性不對(duì)稱故障時(shí)的負(fù)序分量電流從小到大來判斷不平衡故障，如三相不平衡故障、相間短路和斷相等。過載保護(hù)即電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)問處于過載狀態(tài)會(huì)引起電動(dòng)機(jī)繞組過熱，極易導(dǎo)致匝問短路的發(fā)生。利用電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家提供的熱容曲線進(jìn)行反時(shí)限保護(hù)。
漏電故障是利用零序電流互感器檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的零序分量，即可對(duì)電動(dòng)機(jī)的漏電故障進(jìn)行保護(hù)。合閘前故障檢測(cè)是在送電前，通過對(duì)供電線路和供電設(shè)備與大地之間的絕緣電阻進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)檢測(cè)到該絕緣電阻低于漏電閉鎖整定值時(shí)，則進(jìn)行漏電閉鎖保護(hù)。
2 硬件設(shè)計(jì)
本保護(hù)裝置具有在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)對(duì)電機(jī)進(jìn)行參數(shù)測(cè)量、故障保護(hù)、控制、遠(yuǎn)程通訊、故障信息的存儲(chǔ)及查詢等功能。保護(hù)裝置通過傳感器對(duì)主回路的三相電壓、三相電流、零序電流等模擬信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，通過單片機(jī)的運(yùn)算，判斷是否出現(xiàn)故障，若有故障發(fā)生能夠迅速切斷供電并及時(shí)報(bào)警顯示各種故障信息。系統(tǒng)硬件如圖1所示。
(1)單片機(jī)部分 本設(shè)計(jì)主單片機(jī)選用AVR系列ATmega128，AVR是8位單片機(jī)中的第1個(gè)真正的精簡(jiǎn)指令集(RISC結(jié)構(gòu))單片機(jī)，ATmega128在AVR單片機(jī)中具有性能好、性價(jià)比高、使用方便、功能強(qiáng)大的特點(diǎn)。具有128K Flash;4K E PROM;4K SRAM;53個(gè)I/O口;34個(gè)中斷源;2個(gè)16位定時(shí)器、2個(gè)8位定時(shí)器;自帶SPI、TwI通信接口;2個(gè)串行通訊接口;硬件乘法器;8路PWM;8路10位A/D通道。ATmega128單片機(jī)內(nèi)部的這些資源完全滿足本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。
