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电机的各种转矩
篇一:堵转系数
电机的额定转矩 启动转矩 堵转转矩 最大转矩 静转矩[转] 电机的额定转矩 启动转矩 堵转转矩 最大转矩 静转矩
额定转矩：在额定电压、额定负载下，电动机转轴上产生的电磁转矩称为电动机的额定转矩。
启动转矩：当给处于停止状态下的异步电动机加上电压时的瞬间，异步电动机产生的转矩称为起动转矩。启动转矩表征了电动机的启动能力，它与启动方式有关（如星三角起动，变频调速起动等），直接起动鼠笼式一般为额定力矩的0.8到2.2倍。通常起动转矩为额定转矩的125%以上。与之对应的电流称为起动电流，通常该电流为额定电流的6倍左右。
对于直流电机来说，这个启动转矩特别大，所以启动电流也就很大，故而不能直接启动，当然这是对于大型直流电机而言，小型的直流电机包括永磁的都是例外。对于交流电机来说这个转矩就不是很大了，所以电流也不是很大，可以直接启动，当然交流电机启动转矩小所以不能带载启动。
最大转矩：电动机转矩从稳定区进入不稳定区的交界点。也就是说，如果负载转矩大于电动机的最大转矩，电动机的输出转矩会变小，并进入堵转状态。
堵转转矩：进入堵转状态后，转速为零，这时电动机能够输出的转矩为堵转转矩。
静转矩：电机通电但未转动时，定子锁住转子的力矩。
通常，最大转矩>堵转转矩>额定转矩。最大转矩与额定转矩之比，称为电动机的过载系数。
最大转矩倍数和堵转转矩倍数确实是衡量电机性能和两个重要性能指标，但是也不是越大越好。最大转矩倍数越大，电机也就具备了超载极限的能力，但是同时对电机的体积和用材也是个很重要的考核。 堵转转矩倍数大一些有好处，尤其是大电机一般自身的转动惯量都比较大，如果堵转转矩倍数比较大则电机起动更加迅速，转动也更自如。但是堵转转矩倍数也不能越大越好。
两个转矩倍数越大，电机的起动电流一般情况下也会增加很多，对电网的冲击也会越大，所以一般选择电机的时候，要根据实际工况的要求，选择合适的数值保留一定裕度即可。一般情况下堵转转矩倍数选择1.8--2.2。最大转矩倍数选择2.0-2.8（根据电机大小的不同而不同）
电动机保护整定计算
篇二:堵转系数
数字电动机保护测控装置
整定计算（仅供参考）
1 定时限过电流保护整定计算
1.1 电流速断保护
电流速断保护动作电流整定分起动状态速断电流定值和运行状态速断电流整定值，时限可为0s速断或整定极短的时限。
起动状态电流速断定值Isdzd.s
Isdzd.s=KKIqd hTA
式中：KK ——可靠系数（1.2～1.5），一般取1.3
Iqd ——为电动机铭牌上的额定起动电流
nTA——电流互感器变比。
保护灵敏系数KLM按下式校验，要求KLM≥2，如灵敏度较高可适
定值Isdzd.s。
KLM=
(2)(2)k.minhTAIsdzd.s≥2 式中：IK.min ——最小运行方式下电动机出口两相短路电流
运行状态电流速断定值Isdzd.0
Isdzd.0=(0.6~0.7)Iqd
hTA
动作时间：Tsdzd≤0.05s，一般整定为0s
1.2 过电流保护
过流保护动作电流整定分起动状态定值和运行状态定值，起动状态定值也可根据起动电流或堵转电流整定；运行状态定值可按起动电流或堵转电流的一半整定。
起动状态过流电流整定值Iglzd.s
Iglzd.s=KKIqd hTA
式中：KK——可靠系数，一般取1.1～1.2
运行状态过流电流整定值Iglzd.0
Iglzd=0.5ILR (或Iglzd=2Ie)
式中：Ie——电动机额定电流
ILR——电动机铭牌上的堵转电流
动作时间定值：一般整定为1.00～1.50s
1.3 过负荷保护
动作电流IFHZd定值
IFHZd=KKIe Kf
式中：KK——可靠系数，取1.05～1.2（当动作于信号时取1.05～1.1；
当动作于跳闸时取1.2）
Kf——返回系数，取0.95
动作时间定值Tglzd
由于过负荷保护在电动机起动过程中自动退出，起动完成后电动机处于运行状态时，过负荷保护才自动投入。因此，过负荷保护整定时间无需躲电动机起动时间，一般按大于定时限过流保护动作时间整定。
Tglzd=2~15s
2 长起动保护（DMP-31A）、堵转保护（DMP-31D）整定计算
2.1 长起动（起动堵转）保护整定值
动作电流整定值Izd,s一般为：
Izd.s=0.5 Iqd
动作时间整定值Tzd,s一般为：
Tzd.s=1.5TQD
式中：TQD——实际电动机起动时间，由电动机制造厂提供。
2.2 运行堵转保护（DMP-31D）整定值
动作电流整定值Izd.0一般为：
Izd.0=0.5 ILR
式中：ILR——为电动机铭牌上的堵转电流
动作时间整定值Tzd.0一般为：
Tzd.0=1.0~1.5s
3 电流反时限保护整定计算
电流反时限保护动作电流整定分起动状态定值和运行状态定值，起动状态定值按躲开电动机起动电流整定，运行状态定值可按额定电流整定。
3.1 起动状态反时限电流定值IFZd.S
IFZd.S=1.2 Iqd
3.2 运行状态反时限电流定值IFZd.0
IFZd.0=1.1 Ie
3.3 电流反时限时间常数整定值τ1
起动状态＆运行状态为同一时间常数τ1，τ1整定值一般由电机制造厂提供。如果电动机厂家提供反时限的动作曲线，则可根据下式求出一组τ1后取较小的值
τ1=IφIZd)1]*T
K
式中：α、k的取值为：
标准反时限：α＝0.02，k=0.14
非常反时限：α＝1，k=13.5
极端反时限：α＝2，k=80
4 负序电流保护整定计算
负序电流保护分二段，一段为定时限负序电流速断保护；二段为反时限负序过流保护（对DMP-31D可选择定时限或反时限功能）。
4.1 负序电流速断保护
负序电流速断定值I2zd.1的推荐整定范围为：
I2zd.1＝0.6～1.2 Ie
负序电流速断时间T2zd.1按躲过开关不同期合闸的时间整定，推荐整定范围为：
T2zd.1＝0.05～0.1S，一般可取0.05S。
4.2 负序过流（二段）保护堵转系数。
若选择采用定时限
负序过流（二段）定值I2zd.2按躲开正常运行的最大负序电流整定，一般为：
I2zd.2＝(1.2～1.3) I2max
式中：I2max——正常运行的最大负序电流
负序过流（二段）时间T2zd.2推荐整定范围为：
T2zd.2＝0.5～10S
若选择采用反时限
I2zd.2＝(1.05～1.1) I2max
负序过流反时限时间常数τ2整定范围为0.05～1S；如果电动机厂家提供负序反时限的动作曲线，则可根据三种反时限的动作曲线，按下式求出一组τ2后取较小值
[(I2
I2Zd.2)1]*T
Kτ2＝
式中：α、k的取值为：
标准反时限：α＝0.02，k=0.14
非常反时限：α＝1，k=13.5
极端反时限：α＝2，k=80
5 过热保护整定计算
发热时间常数τ由电动机厂家提供、如果厂家提供了电动机的热限曲线或一组过负荷能力的数据，则可根据下式，求出一组τ后取较小的值。
τ=T*[(I/Ie)2-1.052
如果厂家没有提供，发热时间常数τ，可考虑按下式求出τ。
e*k2*Tqd τ= 0
式中：θe——电动机额定连续运行时的稳定温升
KK——电动机起动电流倍数
Tqd——为电动机起动时间
θ0——为电动机起动时的温升
热告警系数一般取0.8
6 零序过流保护及小电流接地选线整定计算
6.1 零序过流保护
零序过流保护为一段一时限，当接地电容电流大于5A（一次），应投入零序过流保护。
零序过流保护动作电流整定值I0zd按照大于本线路的电容电流整定，即：
I0zdkk*3I0cl hTA
式中：KK——可靠系数，如保护不带时限取4～5；如保护带时限≥0.5s时，
取1.5～2；
3IOCL——外部发生接地故障时，被保护电动机的接地电容电流； nTA——零序电流互感器变比
零序过流保护灵敏系数KLM校验
KLM=3Iocmin hTA*IOZd
式中：3Iocmin——被保护电动机发生单相接地故障时，流过保护装置电流互感器一次侧的最小接地电容电流。
灵敏系数KLM要求大于2（当保护动作时限整定>0.5s时KLM＝1.5～2），当KLM不能满足要求时，应考虑适当降低整定值I0zd，增加保护的动作时间，以躲开故障瞬间过渡过程的影响，而将KLM降低至1.5～2。
动作时间推荐整定范围为0.5s~10s。
6.2 小电流接地选线
当接地电容电流幅值很小，用零序过流保护很难保证其选择性，则采用小电流接地选线功能（退出零序过流保护）
当被保护电动机发生单相接地故障时，流入保护装置的电容电流<0.1A时，退出零序过流保护；投入小电流接地选线。
当被保护电动机发生单相接地故障时，流入保护装置的电容电流<0.05A时，用基波零序电流和零序电压判方向很难保证其方向性，因此，应投入用5次谐波零序电流和零序电压判方向。
7 过压、低压保护整定计算
7.1 过电压保护
7.1 过电压保护电压整定值Ugγzd大于相间电压整定，即：
Ugγzd=(1.15~1.25)Un，一般取1.2 Un
7.2 过电压保护动作时间整定值TgYzd=10~50s
7.2 低电压保护
7.2.1 作为低电压保护
低电压保护主要用于不允许或不需要自起动的电动机。应退出电流闭锁功能。
低电压整定UDYZd
UDYZd=(0.6~0.7) Ue
式中：Ue——电动机额定电压。
动作时间TDYZd＝0.5～1S，一般取0.5S。
7.2.2 作为失压保护
失压保护主要用于电源电压长时间消失而不允许自起动的重要电动机。该保护应投入电流闭锁功能。
失压整定值：UsYzd＝(0.4~0.5) Ue
动作时间TsYzd＝8～10S,一般取10S
电流闭锁整定值Ibszd
Ibszd=0.9 IFhmin
式中：IFhmin——为二次最小负荷电流，推荐二次最小负荷电流参考电动机空载电流值确定。
电动机保护整定计算
篇三:堵转系数
数字电动机保护测控装置
整定计算（仅供参考）
1 定时限过电流保护整定计算
1.1 电流速断保护
电流速断保护动作电流整定分起动状态速断电流定值和运行状态速断电流整定值，时限可为0s速断或整定极短的时限。
起动状态电流速断定值Isdzd.s
Isdzd.s=KKIqd hTA
式中：KK ——可靠系数（1.2～1.5），一般取1.3
Iqd ——为电动机铭牌上的额定起动电流
nTA——电流互感器变比。
保护灵敏系数KLM按下式校验，要求KLM≥2，如灵敏度较高可适当增加定值Isdzd.s。
KLM=
(2)(2)k.minhTAIsdzd.s≥2 式中：IK.min ——最小运行方式下电动机出口两相短路电流
运行状态电流速断定值Isdzd.0
Isdzd.0=(0.6~0.7)Iqd
hTA
动作时间：Tsdzd≤0.05s，一般整定为0s
1.2 过电流保护
过流保护动作电流整定分起动状态定值和运行状态定值，起动状态定值也可根据起动电流或堵转电流整定；运行状态定值可按起动电流或堵转电流的一半整定。
起动状态过流电流整定值Iglzd.s
Iglzd.s=KKIqd hTA
式中：KK——可靠系数，一般取1.1～1.2
运行状态过流电流整定值Iglzd.0
Iglzd=0.5ILR (或Iglzd=2Ie)
式中：Ie——电动机额定电流
ILR——电动机铭牌上的堵转电流
动作时间定值：一般整定为1.00～1.50s
1.3 过负荷保护
动作电流IFHZd定值
IFHZd=KKIe Kf
式中：KK——可靠系数，取1.05～1.2（当动作于信号时取1.05～1.1；
当动作于跳闸时取1.2）
Kf——返回系数，取0.95
动作时间定值Tglzd
由于过负荷保护在电动机起动过程中自动退出，起动完成后电动机处于运行状态时，过负荷保护才自动投入。因此，过负荷保护整定时间无需躲电动机起动时间，一般按大于定时限过流保护动作时间整定。
Tglzd=2~15s
2 长起动保护（DMP-31A）、堵转保护（DMP-31D）整定计算
2.1 长起动（起动堵转）保护整定值
动作电流整定值Izd,s一般为：
Izd.s=0.5 Iqd
动作时间整定值Tzd,s一般为：
Tzd.s=1.5TQD
式中：TQD——实际电动机起动时间，由电动机制造厂提供。
2.2 运行堵转保护（DMP-31D）整定值
动作电流整定值Izd.0一般为：
Izd.0=0.5 ILR
式中：ILR——为电动机铭牌上的堵转电流
动作时间整定值Tzd.0一般为：
Tzd.0=1.0~1.5s
3 电流反时限保护整定计算
电流反时限保护动作电流整定分起动状态定值和运行状态定值，起动状态定值按躲开电动机起动电流整定，运行状态定值可按额定电流整定。
3.1 起动状态反时限电流定值IFZd.S
IFZd.S=1.2 Iqd
3.2 运行状态反时限电流定值IFZd.0
IFZd.0=1.1 Ie
3.3 电流反时限时间常数整定值τ1
起动状态＆运行状态为同一时间常数τ1，τ1整定值一般由电机制造厂提供。如果电动机厂家提供反时限的动作曲线，则可根据下式求出一组τ1后取较小的值
τ1=IφIZd)1]*T
K
式中：α、k的取值为：
标准反时限：α＝0.02，k=0.14
非常反时限：α＝1，k=13.5
极端反时限：α＝2，k=80堵转系数。
4 负序电流保护整定计算
负序电流保护分二段，一段为定时限负序电流速断保护；二段为反时限负序过流保护（对DMP-31D可选择定时限或反时限功能）。
4.1 负序电流速断保护
负序电流速断定值I2zd.1的推荐整定范围为：
I2zd.1＝0.6～1.2 Ie
负序电流速断时间T2zd.1按躲过开关不同期合闸的时间整定，推荐整定范围为：
T2zd.1＝0.05～0.1S，一般可取0.05S。
4.2 负序过流（二段）保护
若选择采用定时限
负序过流（二段）定值I2zd.2按躲开正常运行的最大负序电流整定，一般为：
I2zd.2＝(1.2～1.3) I2max
式中：I2max——正常运行的最大负序电流
负序过流（二段）时间T2zd.2推荐整定范围为：
T2zd.2＝0.5～10S
若选择采用反时限
I2zd.2＝(1.05～1.1) I2max
负序过流反时限时间常数τ2整定范围为0.05～1S；如果电动机厂家提供负序反时限的动作曲线，则可根据三种反时限的动作曲线，按下式求出一组τ2后取较小值
[(I2
I2Zd.2)1]*T
Kτ2＝
式中：α、k的取值为：
标准反时限：α＝0.02，k=0.14
非常反时限：α＝1，k=13.5
极端反时限：α＝2，k=80
5 过热保护整定计算
发热时间常数τ由电动机厂家提供、如果厂家提供了电动机的热限曲线或一组过负荷能力的数据，则可根据下式，求出一组τ后取较小的值。堵转系数。
τ=T*[(I/Ie)2-1.052
如果厂家没有提供，发热时间常数τ，可考虑按下式求出τ。
e*k2*Tqd τ= 0
式中：θe——电动机额定连续运行时的稳定温升
KK——电动机起动电流倍数
Tqd——为电动机起动时间
θ0——为电动机起动时的温升
热告警系数一般取0.8
6 零序过流保护及小电流接地选线整定计算
6.1 零序过流保护
零序过流保护为一段一时限，当接地电容电流大于5A（一次），应投入零序过流保护。
零序过流保护动作电流整定值I0zd按照大于本线路的电容电流整定，即：
I0zdkk*3I0cl hTA
式中：KK——可靠系数，如保护不带时限取4～5；如保护带时限≥0.5s时，
取1.5～2；
3IOCL——外部发生接地故障时，被保护电动机的接地电容电流； nTA——零序电流互感器变比
零序过流保护灵敏系数KLM校验
KLM=3Iocmin hTA*IOZd
式中：3Iocmin——被保护电动机发生单相接地故障时，流过保护装置电流互感器一次侧的最小接地电容电流。
灵敏系数KLM要求大于2（当保护动作时限整定>0.5s时KLM＝1.5～2），当KLM不能满足要求时，应考虑适当降低整定值I0zd，增加保护的动作时间，以躲开故障瞬间过渡过程的影响，而将KLM降低至1.5～2。
动作时间推荐整定范围为0.5s~10s。
6.2 小电流接地选线
当接地电容电流幅值很小，用零序过流保护很难保证其选择性，则采用小电流接地选线功能（退出零序过流保护）
当被保护电动机发生单相接地故障时，流入保护装置的电容电流<0.1A时，退出零序过流保护；投入小电流接地选线。
当被保护电动机发生单相接地故障时，流入保护装置的电容电流<0.05A时，用基波零序电流和零序电压判方向很难保证其方向性，因此，应投入用5次谐波零序电流和零序电压判方向。
7 过压、低压保护整定计算
7.1 过电压保护
7.1 过电压保护电压整定值Ugγzd大于相间电压整定，即：
Ugγzd=(1.15~1.25)Un，一般取1.2 Un
7.2 过电压保护动作时间整定值TgYzd=10~50s
7.2 低电压保护
7.2.1 作为低电压保护
低电压保护主要用于不允许或不需要自起动的电动机。应退出电流闭锁功能。
低电压整定UDYZd
UDYZd=(0.6~0.7) Ue
式中：Ue——电动机额定电压。
动作时间TDYZd＝0.5～1S，一般取0.5S。
7.2.2 作为失压保护
失压保护主要用于电源电压长时间消失而不允许自起动的重要电动机。该保护应投入电流闭锁功能。
失压整定值：UsYzd＝(0.4~0.5) Ue
动作时间TsYzd＝8～10S,一般取10S
电流闭锁整定值Ibszd
Ibszd=0.9 IFhmin
式中：IFhmin——为二次最小负荷电流，推荐二次最小负荷电流参考电动机空载电流值确定。
电动机保护整定
篇四:堵转系数
(1) 电流速断保护 作为电动机短路故障的主保护。一般按躲开电动机启动电流整定,并考虑一定的可靠系数,对微机电动机保护的可靠系数可比电磁型小一些,取1. 2～1. 3 之间。电动机启动电流应由实测取得,按负荷性质不同一般启动电流在6～10 倍电机额定电流之间。在保护选型时最好选择可以自动记录电动机最大启动电流的保护,以便于整定。微机电动机保护一般采用相电流接线方式,故接线系数为1。有的电动机微机保护有启动后速断定值自动减半功能,有的保护有启动后可以单独整定的速断定值,对启动后速断定值不可整定得过于灵敏。国内电动机微机保护对启动的判断是靠电机的电流,一般厂家对此门坎电流定为0. 1～0. 2 倍电机额定电流,大于此电流判断电机启动。考虑备用电源自投慢速失压切换时,由于电机的反馈电流可能还大于此门坎电流时,备用电源投入后,电机启动电流有可能大于启动后速断定值而引起保护误动。因此,对启动后的速断定值不能整定的过于灵敏,一般选在0. 5～0. 7 倍电机额定电流之间。
(2) 负序保护 作为反映电机及其电源断相或电机单相接地(对大电流接地系统的电机) 、两相短路的保护。负序保护定值一般按电机在额定电流时断线产生的负序电流使负序保护可靠动作来整定,可靠系数可取1. 2～1. 5 之间。保护动作时间要躲过电动机外部二相或单相短路(对大电 流接地系统) 的动作时间。由于负序保护按断相动作整定,动作比较灵敏。2003 年6 月广东沙角A 厂曾因电动机负序保护整定得过于灵敏, 在110kV 线路短路时,线路主保护拒动,由线路后备保护4. 07s 切除故障,由于故障时间过长而引起厂用6kV 母线上35 台电动机MP3000 型微机负序保护误动的情况。对负序保护,国内厂家一般用负序电流做为负序保护的故障量,而且有的厂家如万利达公司的MMPR 电动机保护,负序保护取两相CT 电流, (B 相电流由保护自产,) 有的厂家如智光公司的
MDU201D、东大金智公司的WDZ2430 保护,负序保护取三相CT 电流。国外有的厂家如西屋公司的MP3000、ALSTOM公司的P631 保护用负序电流与正序电流之比来做负序保护的故障量。对于具体装置的保护定值整定时。都要认真分析电机断相时的负序动作量,作为整定依据。
(3) 接地保护 作为保护电机及电缆单相接地时的保护。对大电流接地系统有专用零序CT 时,单相接地电流整定值可以按躲过电机启动时的最大零序不平衡电流来整定。对于三相CT接线收尾来产生零序电流时,为了防止CT二次回路断线时,保护误动作,也可按躲一相断线时的电流来整定。动作时间一般可取0. 3～0. 5s 之间。对电机启动时的最大零序不平衡电流最好实测,根据多年来运行经验,一般可按0. 2～0. 4 电机额定
电流来整定,这样整定能最大限度地保护电机内部中性点附近单相接地。对小电流接地系统的接地保护,如果只用零序电流而不判断零序电流方向作为零序保护的故障量,一般按躲开外部接地时电动机送出的三相 稳态电容电流值来整定,对电机电容电流应实测。对于判断零序功率方向的零序保护,按其具体动作原理来进行整定。
(4) 过热保护 过热是引起电动机损坏的重要原因,特别是转子因负序电流产生的过热。电流与时间的关系一般按式t =τ/ [ K1 ( I1/ In) 2 + K2 ( I2/ In) 2 - 1. 052 ]来设计,其中τ为电动机的发热时间常数,应由电动机厂家提供,但由于国内电机厂家对电动机研究水平的限制,此参数一般尚难提供。一般可按电动机允许连续启动两次来近似整定τ值。K1 为正序发热系数,有的厂家在起动时K1 取0. 03 ,启动后取1 ;有的厂家在启动时K1取0. 5 在启动后取1。K2 为负序发热系数,一般可取6。
(5) 堵转保护 防止电机堵转,一般利用电动机转速开关和相电流构成。动作时间应躲开电动机从启动到速度开关变位的时间。动作电流应躲 开电动机正常允许的最大负荷电流,这样可以防止转速开关误动引起堵转保护动作。
(6) 低电压保护 为了保护重要电动机的自启动可靠成功,切除部分不重要的电动机,并防止不允许自起动的电动机自起动。一般电厂低电压 保护用母线PT 的低电压保护来跳各台电机,其好处是PT 低电压保护在
一、二次保险断线时,可以闭锁低电压保护。而一般电动机的低电压保护在PT保险断线时,很少有闭锁低电压保护的功能。对高温高压电厂,次要电动机及不需要自起动的电动机,一般低电压保护动作定值在60～75 %额定电压之间,动作时间一般取0. 5s ;重要的电动机的低电压保护动作定值一般为45～55 %额定电压之间,动作时间一般取9s。
(7) 定时限过负荷保护 应躲过电动机允许长期正常运行的最大负荷电流;动作时间,可取电动机最大启动时间。
(8) 反时限过负荷保护 按反时限公式以躲过电动机启动时的启动电流和时间来整定。
(9) 差动保护 按继电保护和安全自动装置技术规程的要求,容量大于2000kW 的异步电动机和主保护灵敏度检验不合格的异步电动机要加 装电动机差动保护,国外的电动机保护一般采用变压器保护代替,因此差动保护装置内部有较完整的电动机后备保护。而国内保护厂家为电动机 差动保护做专用的差动保护,差动保护装置内部无电动机后备保护,需与电动机综合保护配合共同构成大型电动机的全套保护。
2 电动机故障情况分析[1 ]
要设计一个保护装置,首先要分析保护对象会遇到的各类故障,分析其故障特征,才能提出切实可行的保护方案。对于异步电动机来说,其故障形式
主要分为绕组损坏和轴承损坏两方面。造成绕组损坏的主要原因有:
(1) 由于电源电压太低使得电动机不能顺利启动,或者短时间内重复启动,使得电动机因长时间的大启动电流而过热。
(2) 长期受电、热、机械或化学作用,使绕组绝缘老化和损坏,形成相间或对地短路。
(3) 因机械故障造成电动机转子堵转。
(4) 三相电源电压不平衡或波动太大,或者电动机断相运行。
(5) 冷却系统故障或环境温度过高。