電機過流保護和三相電缺相保護

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1、word格式文檔目錄一、方案論證1二、方案設計11.過流保護12.缺相保護1三、具體內容21.過流保護21）電流的檢測方案比較22）方案的選擇23）信號處理24）基準比較電壓32.缺相保護31）缺相信號檢測方法的比較32）方案選擇43）信號處理44）控制開關電路45）自鎖的實現(xiàn)4四、方法步驟41、查找文獻42、電路的設計與仿真5五、設計結論8六、附表及元件明細8七、參考文獻8八、附圖一10附圖二11專業(yè)整理word格式文檔電機過流保護及三相電缺相保護一、方案論證隨著各行業(yè)現(xiàn)代化步伐加快，煤礦企業(yè)如今也慢慢步入電氣化時代，尤其是近幾年煤礦企業(yè)加大了對礦井的設備投入，這就為保障

2、井下的各種電器設備安全正常的運行提出了更高的要求。電器設備的正常運行直接關系到煤礦的生產和井下工人的生命安全！為此，我們提出設計相關電器設備的保護電路。而在井下常發(fā)生的電器事故中，設備的過載運行和三相電機的缺相運行是最常見的電器事故，且井下的大部分由外因素引起的火災都是由上述兩個因素造成的。特別是缺相運行的檢測，因三相負載在缺相時仍能工作，且不易被發(fā)現(xiàn)，例如三相電動機。如果不及時發(fā)現(xiàn)故障電路采取相應的措施，會嚴重影響井下設備的正常運行，更嚴重著則會引發(fā)火災，設備永久損壞！所以，我們設計與這兩個方面相關的電路保護——“過流保護”、“三相電缺相保護”。這兩個保護電路在井下對電器

3、設備的安全運行是必不可少的，具有很強的實用性！二、方案設計1.過流保護過流保護首先要檢測井下供電電纜的電流，而檢測電流有多種方案——電阻分壓、電流互感器、電流繼電器。然后經采集的信號進行處理，若信號本身是直流則直接接相應的保護動作電路，若是交流則要多加一級交流有效值轉換電路。而后就是實現(xiàn)電路的電器自鎖，保證電路穩(wěn)定可靠工作。流程圖如下：2.缺相保護缺相保護首先要實現(xiàn)的是相位缺失的檢測，這里同樣有多種方案可供選擇，主要的常用類型為：電容中性點檢測法、電阻中性點檢測法（只適用于三相四線制）、二極管整流法、互感器+二極管整流法。它們都是為了實現(xiàn)一個開關信號的檢測去實現(xiàn)驅動開關元件

4、動作。流程圖如下：專業(yè)整理word格式文檔三、具體內容1.過流保護1）電流的檢測方案比較l電阻分壓原理：將精密電阻串于負載電路，把電阻上的電壓作為檢測信號，然后接后級電路。優(yōu)點：電阻相比較而言便宜且工作相當穩(wěn)定可靠。缺點：溫漂對電阻影響較大l電流互感器原理：經互感器檢測交流信號，然后接放大電路。優(yōu)點：檢測精度高。缺點：體積稍大、成本高。l電流繼電器原理：靠電磁耦合，驅動繼電器觸點動作。優(yōu)點：可靠，安全，容易實現(xiàn)自鎖缺點：體積大2）方案的選擇首先，電阻分壓法只適用于小功率電路保護，若用于大功率電路，則要求電阻的功率非常大，不合實際，所以排除電阻分壓法。其次，雖然電流繼電器適用

5、電流范圍比電阻分壓法大，但要用于礦井下高達數(shù)十安、數(shù)百安的電流，則需要用到大功率（數(shù)百安）電流繼電器，如此則繼電器體積太大，所以也被排除。最后，電流互感器為最佳選擇，它能實現(xiàn)電流初級與次級的變比，將大電流轉化為小電流，非常適合于大電流的檢測。這使得它的成本相對于它所控制的設備來說成本幾乎可以忽略。3）信號處理專業(yè)整理word格式文檔互感器檢測到的信號為交流電流信號，需轉化為電壓控制信號，所以要加一級流壓轉換電路。然后，將再將其轉化為直流信號。傳統(tǒng)方法交直轉化為整流橋直接整流，這種方法精度低，動態(tài)性差。這里選用真有效值轉換電路，其原理為，電壓真有效值轉換公式為：4）基準比較電

6、壓基準比較電壓的實現(xiàn)可以利用德州儀器公司（TI）生產的TL431。TL431是一個有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調分流基準源。他的輸出電壓用兩個電阻就可以任意的設置到從Verf（2.5V）到36V范圍內的任何值。TL431可等效為一只穩(wěn)壓二極管。1)驅動及自鎖自鎖實現(xiàn)了過載發(fā)生時能及時斷開電路，電路斷開后能保證電路不再閉合，保證電路安全可靠工作，不會出現(xiàn)電路反復動作。2.缺相保護1）缺相信號檢測方法的比較l電容中性點檢測法原理：在三線制三相電中，從三相線路中，每相通過電容各引出一根線。并接在一點，形成人為的中性點。當三相負載正常工作時，中性點對地電壓為零。當負載缺相運行時，中性

7、點發(fā)生偏移，中性點對地電壓發(fā)生變化。利用這個開關量來檢測負載是否在正常工作。優(yōu)點：原理簡單、檢測電路簡單、改善了電路的功率因數(shù)缺點：后級需加整流電路l二極管整流法原理：從三相線路中，每相通過二極管各引出一根線。并接在一點，形成人字形的整流電路。當三相負載正常工作時，人字形節(jié)點電壓為三相電的相電壓有效值當三相電中任意一相斷開時，人字形節(jié)點電壓為三相電的相電壓有效值通過上述兩個電壓大小的不同可以用來判斷設備是否缺相運行。優(yōu)點：簡單、可靠、減少后級整流電路l電阻中性點檢測法原理：，從三相線路中，每相通過電阻各引出一根線。