1 故障種類及保護(hù)策略
電動機的常見故障有：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。對于三相對稱性短路故障采用相敏保護(hù)，電動機作為感性負(fù)載，在直接啟動時，其功率因數(shù)偏低(cos =0.3～0.5)，當(dāng)線路中出現(xiàn)短路情況時功率因數(shù)則偏高(eos 一1)。若在檢測電流大小的同時檢測其功率因數(shù)，把電流與功率因數(shù)的乘積作為短路保護(hù)的動作參數(shù)判據(jù)，即可準(zhǔn)確區(qū)分短路電流和啟動電流。利用非接地性不對稱故障時的負(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)即電動機長時問處于過載狀態(tài)會引起電動機繞組過熱，極易導(dǎo)致匝問短路的發(fā)生。利用電動機生產(chǎn)廠家提供的熱容曲線進(jìn)行反時限保護(hù)。
漏電故障是利用零序電流互感器檢測電動機的零序分量，即可對電動機的漏電故障進(jìn)行保護(hù)。合閘前故障檢測是在送電前，通過對供電線路和供電設(shè)備與大地之間的絕緣電阻進(jìn)行檢測。當(dāng)檢測到該絕緣電阻低于漏電閉鎖整定值時，則進(jìn)行漏電閉鎖保護(hù)。
2 硬件設(shè)計
本保護(hù)裝置具有在電動機運行時對電機進(jìn)行參數(shù)測量、故障保護(hù)、控制、遠(yuǎn)程通訊、故障信息的存儲及查詢等功能。保護(hù)裝置通過傳感器對主回路的三相電壓、三相電流、零序電流等模擬信號進(jìn)行檢測，通過單片機的運算，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報警顯示各種故障信息。系統(tǒng)硬件如圖1所示。
(1)單片機部分 本設(shè)計主單片機選用AVR系列ATmega128，AVR是8位單片機中的第1個真正的精簡指令集(RISC結(jié)構(gòu))單片機，ATmega128在AVR單片機中具有性能好、性價比高、使用方便、功能強大的特點。具有128K Flash;4K E PROM;4K SRAM;53個I/O口;34個中斷源;2個16位定時器、2個8位定時器;自帶SPI、TwI通信接口;2個串行通訊接口;硬件乘法器;8路PWM;8路10位A/D通道。ATmega128單片機內(nèi)部的這些資源完全滿足本系統(tǒng)的設(shè)計要求。
