试论电动机保护器的保护原理及应用

试论电动机保护器的保护原理及应用（通用13篇）

1.试论电动机保护器的保护原理及应用 篇一

继电保护装置原理及反措培训总结

为提高云南电网继电保护专业人员的技术水平和综合素质，公司举办了继电保护装置原理及反措培训班。本期培训由公司系统运行部（电力调度控制中心）和电力研究院主办、白云培训中心承办，培训时间从2012年11月28日至30日，培训对象为继电保护专业人员。

本次培训内容主要分为三个部分，第一部分为南方电网继电保护新规范对线路保护原理及通道配置使用情况介绍，第二部分为继电保护及二次回路反措要求，第三部分为CT特性测试原理及方法。

北京四方公司和南瑞继保主要介绍了在南网标准新规范下的高压线路保护和主变保护，通过两个公司的详细讲解，我对其公司有了初步的了解，学习了不同电压等级、不同型号的线路保护的装置原理，新规范下对通道的配置及要求，南网标准化保护的介绍，变压器保护的配置及原理。

反措主要讲述了失灵保护、主变高压侧断路器失灵联跳主变三侧、降压变增加阻抗保护的反措，了解了线路、母联（分段）、主变断路器失灵保护启动回路、失灵保护的原理及动作判据以及失灵保护的双重化配置。

电力研究院讲述了某电厂升压变零差保护误动的案例，从电流互感器的饱和进行分析估算、对其选型进行评估、分析其伏安特性试验等方面对保护动作情况进行介绍，学习了从电流互感器类型和电流互感器额定参数方面进行选择，电流互感器进行现场校验要做伏安特性、变比、极性、二次绕组内阻，学习了电流互感器的铁芯饱和有了深刻

理解。

北京博电主要对其产品进行了介绍，讲解了PCT系列互感器综合测试仪的使用方法、电流互感器的原理、影响电流互感器饱和的因素、电流互感器校核原因及方法、电流互感器特性测试原理及对比。通过北京博电的讲述，对电流互感器的的原理有了深刻理解、学会了怎样使用CT测试仪、电流互感器的特性“变比、极性、伏安特性、内阻”测试原理更为清楚，为以后的工作打下了基础。

此次的培训内容与我们的实际工作相结合，具有专业针对性。通过此次培训提高了我们的专业水平，熟识了南网标准新规范以及在新规范下对线路保护原理及通道配置使用情况，了解失灵保护相关的反措内容，学习了电流互感器的原理及CT测试仪的使用，为我们以后的工作起着指导性意义，最后感谢领导和班组给我此次培训的机会。

2.试论电动机保护器的保护原理及应用 篇二

电动机是应用最广泛的动力设备, 是其它机电设备的动力源泉, 电动机正常的输出是其驱动的机电设备正常工作的前提, 如今已被广泛应用于工农业、交通运输、国防等领域。电动机所带的负载种类繁多, 且往往是整个设备中的关键部分, 因而确保电动机的正常运行就显得十分重要。电动机保护器 (电机保护器) 是发电、供电、用电系统的重要器件, 是跨行业、量大面广、节能效果显著的节能机电产品。电动机保护器的作用是给电机全面的保护控制, 在电机出现过流、欠流、断相、堵转、短路、过压、欠压、漏电、三相不平衡、过热、接地、轴承磨损、定转子偏心时、绕组老化予以报警或保护控制。如今电动机保护器几乎渗透到所有用电领域, 在国民经济和节能事业中有着不可替代的重要地位和作用。

1 电动机保护器的保护原理与构成

对于电动机, 其故障形式从机械角度可以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) 电动机长时间的电、热、机械和化学作用下, 绕组的绝缘老化损坏, 定转子绕组匝间短路或是对地短路;2) 电网供电质量差, 电源电压三相不平衡、电压波动大、电网电压波形畸变、高次谐波严重或者电动机断相运行;3) 电源电压过低使得电动机启动转矩不够, 电动机不能顺利启动或者是在短时间内重复启动, 电动机长时间承受过大的启动电流导致电机过热;4) 因机械故障或其它原因造成电动机转子堵转;5) 某些大型电机冷却系统故障或是长时间工作在高温高湿环境下造成电机故障。

电动机保护原理的研究是保证电动机保护器性能高低的关键, 根据三相对称分量法的理论, 三个不对称的向量可以唯一分解成三组对称的向量, 分别为正序分量、负序分量和零序分量。

电动机在发生对称故障和不对称故障时, 电动机的三相电流都会发生变化。电动机故障条件流过绕组的电流过大, 超过电动机的额定电流, 因此可根据这一特征来对电动机过电流进行保护。电机过载、断相、欠压都会造成绕组电流超过额定值。电源电压欠压, 运行电流上升的比例将等于电压下降的比例;电机过载时, 常造成堵转, 此时的运行电流会大大超过额定电流。针对以上情况, 电动机保护器可通过对三相运行电流进行检测, 根据运行电流的不同性质来确定不同的保护方式, 从而对电机予以的断电保护。电动机的故障类型分为过流保护、负序电流保护、零序电流保护、电压保护和过热保护等几种。

通过对电动机保护器的保护原理分析可以看出, 理想的电动机保护器应满足可靠、经济、方便等要素, 具有较高的性能价格比。经过发展和更新, 如今电动机保护器一般由电流检测电路、温度检测电路、基准电压电路、逻辑处理电路、时序处理电路、启动封锁及复位电路、故障记录电路、驱动电路、电动机控制电路组成。

2 电动机保护器的类型及应用分析

目前我国普遍采用的电动机保护器主要有热继电器、温度继电器和电子式电动机保护器。热继电器是20世纪50年代初引进苏联技术开发的金属片机械式电动机过载保护器, 它在保护电动机过载方面具有反时限性能和结构简单的特点。但存在功能少, 无断相保护, 对电机发生通风不畅, 扫膛、堵转、长期过载, 频繁启动等故障不起保护作用。这主要是因为热继电器动作曲线和电动机实际保护曲线不一致, 失去了保护作用。且重复性能差, 大电流过载或短路故障后不能再次使用, 调整误差大、易受环境温度的影响误动或拒动, 功耗大、耗材多、性能指标落后等缺陷。温度继电器是采用双金属片制成的盘式或其他形式的继电器, 在电动机中埋入热元件, 根据电动机的温度进行保护, 但电动机容量较大时, 需与电流监测型配合使用, 避免电动机堵转时温度急剧上升, 由于测温元件的滞后性、导致电动机绕组受损。温度继电器具有结构简单、动作可靠, 保护范围广泛等优点, 但动作缓慢, 返回时间长, 3KW以上的三角形接法电动机不宜使用。目前在电风扇、电冰箱、空调压缩机等方面大量使用。电子式电动机保护器通过检测三相电流值和整定电流值, 采用电位器旋钮或拔码开关操作来实现对电动机的保护, 电路一般采用模拟式, 采用反时限或定时限工作特性。

除了上述三种常见的电动机保护器, 磁场温度检测型继电器和智能型电动机保护器也在电动机故障保护中得到普遍应用。磁场温度检测型保护器通过在电动机中埋入磁场检测线圈和温度探头, 根据电动机内部旋转磁场的变化和温度的变化进行保护, 主要功能包括过载、堵转、缺相、过热保护和磨损监测, 保护功能完善, 缺点是需在电动机内部安装磁场检测线圈和温度传感器。智能型电动机保护器能实现电动机智能化综合保护, 集保护、测量、通讯、显示为一体。整定电流采用数字设定, 通过操作面板按钮来操作, 用户可以根据自己实际使用要求和保护情况在现场自行对各种参数修正设定, 采用数码管作为显示窗口, 或采用大屏幕液晶显示, 能支持多种通讯协议, 目前高压电动机保护均采用智能型。

3 电动机保护器应用选择原则

选用电动机保护装置的目的, 既能使电动机充分发挥过载能力, 又能免于损坏, 而且还能提高电力拖动系统的可靠性和生产的连续性。合理选用电机保护装置, 既能充分发挥电机的过载能力, 又能免于损坏, 从而提高电力拖动系统的可靠性和生产的连续性。具体的功能选择应综合考虑电机的本身的价值、负载类型、使用环境、电机主体设备的重要程度、电机退出运行是否对生产系统造成严重影响等因素, 力争做到经济合理。在能满足保护要求的情况下首先考虑最简单保护装置, 当简单的保护装置不能满足要求时, 或对保护功能和特性提出更高要求时, 才考虑应用复杂的保护装置, 做到经济性和可靠性的统一。

4 结束语

如今电动机保护器已发展到了微电子智能型时代, 电动机保护器也朝着多元化方向发展。这就需要工作人员在选型时应充分考虑电动机保护实际需求, 超前、准确、及时地判断电动机的故障, 合理选择保护功能和保护方式, 实现对电动机的良好保护, 达到提高设备运行可靠性, 减少非计划停车, 减少事故损失的目的。

摘要：本文分析了电动机保护器保护及构成原理, 阐述了电动机保护器在发展过程中的应用及选择原则。

关键词：电动机,保护器,保护原理,应用

参考文献

3.试论电动机保护器的保护原理及应用 篇三

关键词：电涌保护器；SPD；雷电反击；雷电感应；现代建设

中图分类号：TU856　　　　　文献标识码：A　　　　　文章编号：1009-2374（2012）26-0093-03

1　概述

在信息化带动工业化的引导下，各类信息设备、计算机、精密仪器等的应用越来越广泛。而此类精密电子产品具有工作电压低、耐压性差、高敏感性、抗干扰能力差等特点，因而在受到外界电流脉冲，尤其是雷电产生的影响下，极易受到损害。因此，防雷电保护在现代建设项目中显得尤为重要。

SPD全称是Surge Protective Device，也称为电涌保护器，是限制雷电反击、雷电感应和过压而产生顺势电压并释放电流的重要器件。作为雷电保护设备体系中的重要组成部分，SPD已经广泛应用在电力、交通、机场等各个行业。

2　电涌保护器的工作原理及分类

电涌保护器是电子设备防止雷电保护中重要的组成部分，是用于限制瞬态过电压和泄放浪涌电流的装置，它至少应包含一个非线性元件。电涌保护器并联在被保护设备两端。泄放浪涌电流、限制浪涌电压都是通过其非线性元件完成的。

2.1　工作原理

电涌保护器的类型可以根据其包含的非线性基本元器件的不同分类，通常电涌保护器的基本元件有放电间隙、气体放电管、压敏电阻和抑制二极管等。

2.1.1　放电间隙。一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成，其中一根金属棒与所保护设备的电源线相连接，另一根金属棒与接地线相连接。当瞬时过电压进入线路后，两根金属棒之间产生高电位差，使间隙被击穿。从而把过电压的电荷引入接地线，达到了保护设备的作用。这种放电间隙的金属棒之间的距离可以根据需要调节且结构简单。

2.1.2　气体放电管。由相互离开的一对冷阴极板封装在充有惰性气体的玻璃管或陶瓷管内组成。通常为了提高放电管的敏感度，也可在放电管内充入助触发剂。

2.1.3　压敏电阻。主要成分是以金属氧化物半导体非线性电阻为主，当作用在两端的电压达到触发电压数值后，电阻对电压变得十分敏感。其特点是通留容量大，对瞬时过电压响应时间快。

2.1.4　抑制二极管。抑制二极管主要是钳制限压功能，工作在反向击穿区。由于抑制二极管的钳制电压低并且反应速度快，所以经常应用在多级保护电路的末端保护元件。

2.2　分类和特性

SPD从工作原理和性能上可以分为电压限制型、电压开关型、组合型。

2.2.1　电压限制型。电压限制型SPD的核心保护元件为各种非线性电阻性元件，具有连续的伏安特性，随着电流增加电阻连续地减小。在无电涌出现时SPD表现为高阻抗，随着电涌电流和电压的增加，阻抗连续减小，使其两端电压基本保持不变。此类SPD通常采用压敏电阻、抑制二极管为主要组件。

2.2.2　电压开关型。电压开关型SPD的核心保护元件为各种开关型器件，如开放的空气间隙、气体放电管、晶闸管等。开关器件也是非线性元件，但其伏安特性不连续，在电压较小时基本为开路状态，当电压达到一定数值时，电阻突然降低，两端成为导通状态。

2.2.3　组合型。组合型SPD是由电压开关型元件和电压限制型元件组合而成的，串联或者并联共同发挥作用。组合型SPD也具有非线性特性，但是不连续，有时候表现为电压开关特性，有时是电压限制型特性。

电压限制型SPD具有反应速度快的特点，但其电压保护水平不高，有延缓老化现象。电压开关型SPD电压保护水平高且不会老化。组合型SPD由于串并联方式和结构的差异，会表现出不同的特点。

3　电涌保护器的應用

3.1　过电压成因

通常将超过设计规定的正常工作电压的上限值电压称为“异常过电压”，又称“过电压”。电涌保护器就是防止过电压对电气线路和电子设备中的电路、元件造成破坏。

过电压可能来自外部，也可能来自内部设备和装置。外部侵入的过电压可以通过导线、线路、管路传导进入，也可以通过线路之间的电磁感应、静电感应产生；内部过电压则可能由电路异常、开关动作产生。根据过电压的产生原因，可以将过电压大致分为雷电过电压、操作过电压、暂态过电压、静电等。

3.1.1　雷电过电压。由直击雷产生，通过导线或线路传导到电子设备；由于雷电对地面放电，对附近1.5km范围内的导线和导体产生电磁感应，从而传导到电子设备。雷电过电压的特点是持续时间短、峰值高。

3.1.2　操作过电压。操作过电压是由于在电路中存在大量能储存能量的元器件，如电容中的静电场能量和电感中的磁能等，在电路状态突变时产生能量转换，进而引起振荡而出现的过电压现象。通常，电路中的断路器、隔离开关、继电器、可控硅开关等在进行通断动作时，都可以对开关两端产生过电压。操作过电压的持续时间比雷电过电压长且衰减快。

3.1.3　暂态过电压。暂态过电压是当电力系统发生故障时，切断负荷或谐振时所产生的电压过高现象。其特点是持续时间长。

3.1.4　静电。在天气干燥的季节，人体与衣服间摩擦会使人带电，当带电的人体与电子设备接触时，就会对电子设备放电产生过电压。静电放电的特点是电压高，时间很短。

3.2　SPD选择与应用

针对不同原因产生的过电压，其电涌保护器SPD的选用也不同。在实际应用中，要考虑一下几方面选择使用：

3.2.1　电涌保护器SPD通常安装在电源线、信号线上对其进行保护。对于安装在电源线的SPD，要根据被保护对象的电气参数选择SPD的通流量、负载能力、残压和响应速度等，以便与被保护设备配合使用。对于信号线上安装的SPD，要根据信号线传输的信号电压选取。由于信号传输一般都为低电压，在不影响信号的传输前提下，通常采用限制线路上传输的最高电压从而保护线路。

3.2.2　电涌保护器的电压保护电压值应小于被保护设备的冲击耐压值，这是基本原则。当线路电压超过被保护设备冲击耐压值时，被保护设备将受到损坏。当进线端电涌保护器保护电压与被保护设备耐压值之比过高时，可以加装二级电压保护器。采样逐级降压引流的方式可以达到保护效果。

3.2.3　采样多级SPD保护时，其流通量应是逐级减小的。第一级应选用大通流量SPD，第二、三级选择通流量小的SPD。需要注意的是，当采用多级SPD保护时，要避免SPD残压过高和响应速度慢的原因，从而使被保护电路受损。

3.2.4　尽量减小电涌保护器和被保护设备两端引接线的长度，每只并联SPD引接线总长度不宜超过0.5m，以减少引线的电感产生的压降对设备的影响。

3.2.5　当进线端电涌保护器与被保护设备电气间的距离大于30m时，应在离被保护设备尽可能近的位置加装另一个电涌保护器。

3.2.6　在实际应用中应选较大通流量或者热备份SPD。雷击过程往往是多次瞬间产生，通流量大的SPD使用寿命较长，有利于设备的保护。

3.2.7　对于SPD引入和引出線应用扎带或胶布将其紧密捆扎在一起，这样能有效地消除感应磁场，降低压降。

3.2.8　要防止交叉耦合对设备线路的影响。雷电或其他脉冲信号线路在未通过SPD前，可以认为是一个强电磁场辐射源；当通过SPD后将可以视为稳定的线路，此线路不可再与已通过SPD的线路靠近，这样容易产生“二次辐射”。

4　结语

电涌保护器在现代化建设领域中的作用越来越重要，选择并使用好电涌保护器是防雷保护中的重要环节。SPD的使用必须考虑建筑物具体情况、被保护设备的具体对象以及合理正确的技术参数和接入方式，只有这样才能使系统安全的运行，电子设备受到可靠的保护。

参考文献

[1]　建筑物防雷设计规范（GB 50057-94）[S]．2000．

[2]　叶蜚誉．关于电涌保护器选配文章的讨论[J]．电气工程应用，2003，（3）．

[3]　林滨．浅谈建筑物防雷接地的施工[J]．福建建筑，2010，（8）.

[4]　张维．建筑防雷接地系统的施工实践[J]．华北科技学院学报，2010，（7）．

[5]　石有平．高层建筑防雷接地施工技术[J]．科学情报开发与经济，2007，（36）．

作者简介：曹兴华（1981-），男，北京人，供职于北京中企建发监理咨询有限公司，硕士，研究方向：电工理论与新技术。

4.试论电动机保护器的保护原理及应用 篇四

试论环境保护在城市可持续发展中的意义及实施策略

环境保护和城市可持续发展,是相辅相成,相互作用的,对一个完整的生态系统的构建,它不仅仅支撑着一个城市的生命系统的延续,还维持着自然界的生态系统平衡,使得城市的人与自然实现和谐的发展.本文从环境保护和城市可持续发展的`内涵进行了理论分析,在此基础上提出了要实施有效的环保措施,推进城市的可持续发展.

作 者：许丽君 韩立峰  作者单位：许丽君(绍兴市中等专业学校)

韩立峰(绍兴水处理发展有限公司)

刊 名：城市建设 英文刊名：CITY CONSTRUCTION 年，卷(期)：2010 “”(2) 分类号：X3 关键词：环境保护   城市   可持续发展   意义  

5.试论电动机保护器的保护原理及应用 篇五

关键词：高压变频器；电动机；继电保护

1.高压变频器简介

高压变频器的基本组成如图1所示。高压变频器的种类很多，其主要包括直接变频器（循环变频器）和间接变频器（脉冲调制型、负载换流型、中点钳位型、飞跨电容型、H桥级联型）。

2.传统电动机保护配置与变频器电动机保护配置

2.1传统电动机保护配置

异步电动机的故障有定子绕组相间短路故障、绕组的匝间短路故障和单相接地故障；不正常运行状态主要有过负荷、堵转、起动时间过长、三相供电不平衡或断相运行、电压异常等。因此，对于高压电动机，根据规程以差动保护或电流速断为主保护，以过负荷保护、过流保护、负序保护、零序保护及低电压保护等作为后备保护。

2.2变频器电动机保护配置

为了确保系统的可靠性，工频旁路一般都是用变频器来进行，这样也使电动机能够正常工作。如图3所示，在保证变频器检修时，开关K1、K2与主回路没有接触点，此时闭合开关K，电动机运行主要是通过旁路来进行。当按照此情况运行时，电动机由高压母线工频电压直接驱动，开关出线以及电动机本体就是进线开关QF处保护装置的保护对象。因此，电动机保护配置就需要根据常规电动机保护的要求进行，对于有差动保护要求的，需要增加电动机差动保护装置。当断开开关K3时，由变频器拖动电动机时，开关出线以及变频器就是进线开关QF处保护装置的保护对象。目前，由整流变压器等部分构成的变频器是发电厂比较常用的，也就是说，开关出线以及整流变压器是进线开关QF处保护装置的保护对象。此时电动机的负荷与母线隔离后高压变频器的负荷相同，因此，高压变频系统的控制器能够实现电动机的保护。当然也有些电动机无法实现差动保护，因为开关处电流与电动国际中性侧电流频率不同，此时步伐实现保护，只能选择退出。

目前变频器电动机保护配置方式主要存在两个问题：(1)对于2000kW以上的电动机，需要配置差动保护。因此，在变频器拖动电动机情况下，电动机差动保护退出，保护的可靠性受到影响。(2)任意时刻，变压器保护装置、电动机保护装置只有一台投入使用，降低了装置的使用效率。

3.高压变频器在电动机继电保护中运用时产生的问题

一般而言，高压异步电动机应装设纵联差动保护。对6.3MVA及以上的变压器应装设本保护，用于保护绕组内及引出线上的相间短路故障；保护装置宜采用三相三继电器式接线，瞬时动作于变压器各侧断路器跳闸，当变压器高压侧无断路器时，则应动作于发电机变压器组总出口继电器，使各侧断路器及灭磁开关跳闸。对2MVA及以上采用电流速断保护灵敏性不符合要求的变压器也应装设本保护。

目前而言，工变频互动方式是现场电动机加装变频器所采用的主要改造方式，其系统架构如图2所示。

变频器可以通过可编程逻辑控制器自动完成或者手动完成变频与工频之间的切换，但是条件是当变频器出现故障或者工况要求进入工频供电；在工频运行时，如果变频运行需要重新投入进行，那么工频与变频状态的切换就可以通过自动或者手动完成。

当电动机处于工频运行工况时，那么对于现场使用要求，常规电动机保护对此要求是能够满足的；当电动机处于变频运行工况时，由于变频器装置的加入，在频率、相位上，变频器的输入和输出电流之间的关系不大，如果其保护配置还是按照原来的方法进行，那么要想实现保护功能就受到了阻碍。因此，在具有高压变频器的电动机中，只需对电动机进行单独保护就行，不应将变频器纳入差动保护的范围。差动保护范围为：始端电流互感器应置于变频器的输出端，而非电源开关侧，末端电流互感器置于电动机的中性点侧。

电动机在变频运行工况时，变频器输出频率范围一般可以达到0.5~120Hz，现场实际调频运行范围一般在15~50Hz。而目前常用的微机保护装置均是根据行业标准设计的，即采用固定频率50Hz进行数字采样计算，如何让微机保护装置能够适用于大范围频率运行是变频电动机保护必须解决的问题。同时，考虑到在变频器电源输出侧不方便装VT，如何实时测量电动机运行频率也是需要解决的难题。

4变频差动保护原理

装置的宽频率运行采用实时频率测量、实时频率跟踪、实时电流互感器补偿的方式来实现引风机变频工况的差动保护。装置采用了电压和电流相结合的测频模式，当电压不能接在装置外回路时，此时采用电流测频。同时软件过零点测频算法和实时频率跟踪相结合是装置的频率测量的采用的主要方法，并且在此基础上，采用了幅值自动补充功能，主要是考虑到了不同频率下幅频特性的不一致，从而在不同范围内使装置具有可靠的采样精度得以保证，装置的正确可靠动作也得到了进一步的实现。

5．变频器电动机差动保护

高压变频器在电动机中的运用，在此情况下，如图3所示，由于电动机机端CT1与CT3两处的电流频率不同，而导致传统的电动机差动保护无法使用。目前磁平衡差动保护的应用主要存在以下问题：（1）目前发电厂使用的电动机基本上都无法提供磁平衡差动所需要的中性侧电缆引出。(2)磁平衡差动的电流是在变频器下方，非工频电流。对于微机保护，按照工频50Hz整定的定值不适用于非工频情况。由于差动保护的两侧电流必须为同一频率下电流。可考虑在变频器下方、电动机上方加装一组CT，即CT2，此组CT可安装于变频器柜中，由CT2和CT3两组电流构成差动保护。常规差动保护为相量差动，其原理是用傅里叶算法，根据一个周波的采样点计算出流入和流出电流的实虚部，再计算出差动和制动电流的幅值、相位后用相量比较的方式构成判据。由于电流非50 Hz工频，因此在进行傅里叶计算时需要通过频率跟踪保证计算结果的正确。由于变频器下方无电压引入，因此通过常规的电压跟踪频率方式无法实现。有厂家提出利用电流跟踪频率，但由于电流跟踪频率存在较大的误差，容易引起保护的误动、拒动，在实际中并不采用。

对于差动保护中采用的采样值差动，微机保护中所有通道采样均为电流在同一时刻的瞬时值:当被保护设备没有横向内部故障时，各采样电流值之和为零；当发生内部故障时，各采样电流值之和不为零。采样值差动保护就是利用采样值电流之和按一定的动作判据构成。

与常规相量差动保护相比，采样值差动具有动作速度快、计算量少等特点，是微机差动保护领域的一个突破，己应用于母差、变压器等保护中。采样值差动不涉及傅氏计算，变频器所带来的谐波也不会影响其计算精度，因此，对工作于25~50Hz的高压变频电动机，其差动保护可以利用该算法实现。

总而言之，就目前高压变频器在电动机继电保护中的运用而言，实现差动保护主要采用值差动保算法来进行，可以最终使用一台装置来实现变压器与电动机保护装置的功能，这样不仅使高压变频器在电动机继电保护中实现了相应的功能，而且也使成本节省了很多。

参考文献：

6.电动机的工作原理及种类分析 篇六

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电动机也称为“马达”，把电能转变为机械能的机器。利用电动机可以把发电机所产生的大量电能，应用到生产事业中去。构造和发电机基本上一样，原理却正好相反，电动机是通电于转子线圈以引起运动，而发电机则是借转子在磁场中之运动产生电流。为了获得强大的磁场起见，不论电动机还是发电机，都以使用电磁铁为宜。电动机因输入的电流不同，可分为直流电动机与交流电动机：

1、直流电动机——用直流电流来转动的电动机叫直流电动机。因磁场电路与电枢电路连结之方式不同，又可分为串激电动机、分激电动机、复激电动机。

2、交流电动机——用交流电流来转动的电动机叫交流电动机。种类较多，主要有：

（1）整流电动机——使串激直流发电机，作交流电动机用，即成此种电动机，因交流电在磁场与电枢电路中，同时转向，故力偶矩之方向恒保持不变，该机乃转动不停。此种电动机因兼可使用交、直流，故又称“通用电动机”。吸尘器、缝纫机及其他家用电器等多用此种电动机。

（2）同步电动机——电枢自一极转至次一极，恰与通入电流之转向同周期的电动机。此种电动机不能自己开动，必须用另一电动机或特殊辅助绕线使到达适当的频率后，始可接通交流电。倘若负载改变而使转速改变时，转速即与交流电频率不合，足使其步调紊乱，趋于停止或引起损坏。因限制多，故应用不广。

（3）感应电动机——置转子于转动磁场中，因涡电流的作用，使转子转动的装置。转动磁场并不是用机械方法造成的，而是以交流电通于数对电磁铁中，使其磁极性质循环改变，可看作为转动磁场。通常多采用三相感应电动机（具有三对磁极）。直流电动机的运动恰与直流发电机相反，在发电机里，感生电流是由感生电动势形成的，所以它们是同方向的。在电动机里电流是由外电源供给的感生电动势的方向和电枢电流I方向相反。

7.试论电动机保护器的保护原理及应用 篇七

目前大容量断路器生产厂家较少,而且短路电流达到某种程度时,也找不到相应的断路器,因此在短路容量比较大的系统中,就选择断路器而言,经济上造成浪费,且实施困难。为此需要采用高速限流保护开关来限制短路电流,这样不仅可以降低短路电流对系统的冲击,同时可以降低断路器的额定开断容量,节约投资费用。

2 原理分析

高速限流保护开关又被称为大容量高速开关(FSR)、故障电流限制器、快速开关、限流保护器、FCL(Fault Current Limiter)等。主要作用是在短路电流未上升到峰值之前,将其高速开断。高速限流保护开关原理接线图如图1所示。

图1中高压载流桥体FS和特种高压限流熔断器FU在电气上是并联的,由于前者电阻为微欧级,后者电阻为毫欧级,故正常运行情况下,主导流母线中的电流几乎全部流过高压载流桥体FS。当系统发生短路故障时,特种电流互感器CT检测到短路电流信号,将其传递给电子控制器ZK,由ZK进行信号的分析和处理。若短路电流信号超过整定值,ZK将发出点火信号,通过高压脉冲变压器MB,使高压载流桥体FS在几百微秒的时间内高速断开;在其断口开断的过程中,故障电流转移到特种高压限流熔断器FU中,由FU最后开断短路电流,切除故障。在FU熔断过程中,线路上可能会产生瞬时过电压,此时高能氧化锌电阻FR对其进行限压。各部分的动作时序如图2所示。

图2中:t=0短路故障发生;t=t1电子控制器探测到故障并建立点火信号;t=t2快速隔离器打开,电流转移到熔断器中;t=t3熔断器开始起弧;t=t4熔断器内电弧熄灭,故障电流被彻底开断,(t3-t4)为熔断器的燃弧时间。

由此可见,在预期短路电流远未发展到峰值之前,短路电流已经被高速切断。实际通过电力设备的短路电流的峰值ic在第一个半波被限制到预期短路电流峰值的(15-45)%,短路电流的持续时间为5 ms左右,保护了电力系统主设备免受损坏。高速限流保护开关的技术参数如表1所示。

3 高速限流保护开关与断路器的比较

断路器的开断时间约为60-200 ms,开断过程中不限流,虽可切除短路故障,但发电机或变压器等设备因经受不住短路电流电动力的冲击,仍有可能损坏;另外,断路器开断能力很有限,额定短路开断电流一般小于63 kA,在发电机出口等很多情况下不能满足要求,若采用开断能力较大的发电机断路器则价格非常昂贵,而且发电机断路器也无限流功能。

高速限流保护开关的开断时间仅约5 ms,可将短路电流限制到预期值的15%-45%,针对预期短路电流的水平进行整定,使发电机、变压器等主设备不因高幅值短路电流的冲击而损坏。

高速限流保护开关开断能力强,可开断预期值为120-200 kA的短路电流,且国内产品价格远比国外同类产品低廉。专用于出口短路等灾难性短路事故的保护,动作后更换部件,一般不能重合闸。

由以上比较看出,高速限流保护开关弥补了断路器的不足,适合于短路电流有可能损坏发电机变压器等主设备时的灾难性短路事故的保护。在很多情况下是对付短路电流非常有效的技术方案。

4 工程应用

4.1 旁路限流电抗器

旁路限流电抗器接线如图3所示。将高速限流保护开关与限流电抗器或变电站原来装备的限流电抗器并联。由于高速限流保护开关阻抗约为0.1 mΩ(其中直流电阻约20μΩ),而电抗器阻抗一般在0.15-0.9Ω(即150 mΩ-900 mΩ)之间,因此正常运行时电抗器被高速限流保护开关短接而不起作用。发生短路故障时,高速限流保护开关高速开断,将电抗器投入起限流作用。

以一台12 kV/1500 A,电抗率8%的中型限流电抗器为例,其阻抗约0.36Ω,三相容量约2500 kVA,其中有功损耗约50-100 kW。接入高速限流保护开关后,有如下作用。

(1)消除了电抗器巨大的无功损耗。可以节约装设补偿电容器的投资,已经装设的变电站,可以少投一些补偿电容器。有利于改善系统的功率因数。

(2)电抗器对母线电压质量有影响,一般会使母线电压降低4-8%,若遇大型感性负载(如大容量电动机等)投入,则电压降落更大。装备高速限流保护开关后上述电压损失消除了,这无疑将使电压质量得到提高,而提高电能质量一直是电力系统追求的目标。

(3)除无功损耗外,电抗器有功损耗也相当可观,采用高速限流保护开关后,有功损耗不到300 W,年节约电费约50万元。从这点上看,高速限流保护开关起到了节能降耗的作用,这符合我国节约能源的国策。

(4)不影响原有继电保护装置的整定,使老变电站改造变得很容易。

(5)原来因顾及电抗器的缺点而不装设限流设备的重要变电站可以放心加装,进一步保证电力主设备的安全。

(6)避免采用高阻抗变压器。

4.2 使分段母线并列运行

大容量高速开关使分段母线闭合运行主接线如图4所示,在母联开关的位置串接一台高速限流保护开关,正常运行时母联断路器处于合闸位置,而不是传统的母联断路器处于分闸位置。仅在出线发生短路、且预期短路电流值超过高速限流保护开关整定值时,短路电流限制器才动作,随后母联断路器分断,使双母线分裂运行。在国外,这种应用方式约占到高速限流保护开关总应用的50%。其优点是:(1)降低网络阻抗,改善电能质量;(2)变电站扩建或变压器增容后,无须更换所有出线断路器,从而节约大量投资;(3)提供闭环运行的可能性,提高供电可靠性;(4)优化负荷分配,增强系统的电压调整能力。

4.3 发电机或变压器出口的短路保护

发电机出口保护如图5所示,将高速限流保护开关与普通断路器一起直接串联到发电机或变压器出口。该应用不仅适用于中、小型水/火电厂,也适用于化工冶金企业的自备发电机、大电流试验室用发电机、核聚变试验用发电机、舰船用发电机等。在变压器出口的应用主要是那些不要求重合闸的场合。

大容量发电机出口短路时,由发电机提供的短路电流的周期分量超过90-100 k A;进一步考虑短路电流中含有约50-60%的非周期分量,普通断路器已经无法使用。解决的办法之一是采用昂贵的发电机专用断路器作为断路保护,此办法的缺点是不限流,相关的电气设备仍然要冒很大的被短路电流损坏的风险。办法之二采取发电机—变压器组死连接,二者之间用封闭母线的方式,以期避免相间短路的发生,此种接线方式的缺点是运行不灵活,变压器高压侧断路器操作/动作频繁、寿命短,不便于检修等。办法之三就是采用高速限流保护开关+普通断路器,此办法克服了上述两个办法的缺点。

4.4 发电厂分支母线和厂高变的短路保护

发电厂分支母线和厂高变的短路保护如图6所示,将限流器与普通断路器一起串联到发电厂厂用电分支回路上。此用法适用于大、中型水电厂及火力发电厂。

当发电厂分支母线发生短路、或厂高变的高压侧或低压侧发生短路时,从发电机和系统两方面同时向故障点提供短路电流,短路电流值比发电机出口短路时更大,考虑非周期分量后可达150-200 kA。尽管发电厂的厂高变采用了高阻抗变压器及分裂绕组变压器,但是各大型发电厂的厂高变仍然频频损坏。如装机容量1200 MVA的某发电厂运行十余年来其6台厂高变已经全部烧坏过一次,每次厂高变的事故都导致发电机停机,给发电厂和社会造成巨大的损失。装备限流器后,当发生灾难性短路时,由限流器快速切断短路电流,即可有效地防止厂高变的损坏。

4.5 地区火/水发电厂上网保护

地区火/水发电厂上网保护如图7所示,某一个可以提供15 kA短路电流的地区火/水电厂在上网后,使原先的断路器的短路开断能力不足。为此,在上网电厂的出口安装一台限流器,可不更换原先装备的断路器且不用增容改造便可继续运行,节约了工程投资。

5 结论

高速限流保护开关因其独有的快速可靠的切断能力,与传统的断路器相比较,可靠性高,不存在机械拒动,可以在发电及配电系统大量推广应用,从而使发电机、变压器等不再受短路电流峰值的冲击,延长了设备使用寿命。因此,在提供先进的技术方案的同时,大大减少工程投资,具有很高的性能价格比。

摘要：对高速限流保护开关的原理接线和技术参数进行了说明,对高速限流保护开关与断路器的分断性能进行分析比较,并介绍了高速限流保护开关的几种应用方案。

关键词：高速限流保护开关,断路器,短路电流,开断能力

参考文献

[1]水力电力部西北电力设计院编[M].电力工程电气设计手册1.

[2]水力电力部西北电力设计院编[M].电力工程电气设备手册1.

[3]王川.用于大型同步发电机出口及厂用变分支的大容量快速开断装置[J].水电电气,2001.

8.控制钢筋保护层的原理及措施 篇八

【关键词】混凝土；钢筋；保护层

在国内的诸多建筑中。尤其是在民用建筑中，大多数结构均采用以钢筋混凝土为主材的结构体系，那么混凝土中钢筋的保护层厚度成为了不容忽视的问题，现就依据规范中的要求、钢筋与混凝土共同作用的受力原理以及设计施工中得到的经验谈一些自己的看法。

从材料的力学性能分析，钢筋具有较强的抗拉、抗压强度，而混凝土只具有较高的抗压强度，钢筋与混凝土之所以能够共同工作，是因为混凝土结硬并达到一定的强度以后，两者之间建立了足够的黏结强度，能够承受由于钢筋与混凝土的相对变形在两者界面上所产生的相互作用力。对于受力构件截面设计来讲，钢筋几乎承担着所有的拉应力，所以受拉钢筋离受压区越远就越能发挥较高的效率，所以一般来说。无论是梁或板的受拉钢筋，都应尽量靠近受拉一侧混凝土构件的边缘，这样如何控制混凝土构件的保护层厚度就显得尤为重要。如悬挑构件的受力钢筋应设在构件上部的受拉区，如果保护层过大，那么实际是减小了构件的有效截面高度或厚度，从而很大程度上降低了构件的承载能力，但如果钢筋保护层厚度过小，则容易造成钢筋外露，或钢筋受力时表面混凝土剥落，从而使钢筋失去了混凝土的保护，也影响了钢筋与混凝土的相对变形而产生的作用力，这样构件整体性受到破坏。

在设计中，要求按照《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）第9.2节的规定执行，另外，还有几个地方的钢筋混凝土构件保护层厚度要求特殊注意：①防水混凝土的迎水面保护层厚度为50mm（保护层厚度大于40时可在混凝土保护层中离构件表面一定距离（一般可设置在保护层厚度的中部）加设钢筋网片，一般可采用由4@150的双向钢筋网）；②对有覆土的地下结构，其顶板上部钢筋的保护层为25mm（梁为35mm）；③与土壤接触的非防水混凝土墙的保护层为25mm④梁板中预埋管的混凝土保护层厚度不应小于30mm；⑤处于露天环境中的悬挑板，由于受力钢筋因混凝土开裂更容易受到腐蚀，因此，在结构设计中应提出明确的保护措施，有条件时应增大受力钢筋的混凝土保护层厚度。并采用相应的防裂构造措施，当不具备加厚保护层厚度时。应在结构设计中对建筑的防水层提出明确的要求，并应定期更换确保防水的效果。而且在设计的过程中还应该考虑施工工艺特点，比如井字梁节点处粱的纵横交叉钢筋产生的“叠合”现象，部分钢筋的保护层厚度值会超过设计规范的要求，这种情况只能是保证满足主要受力构件的保护层要求；通常情况下砖混结构中阳台挑梁较构造圈梁优先考虑，框架结构中框架柱优于框架梁。剪力墙结构中剪力墙及其连梁、暗柱要优于楼板等等。

在工程实例中，由于钢筋保护层厚度不到位引起的质量问题可谓是数不胜数。例如现在的楼板跨度越来越大，由计算结果可以看出，支座处的负弯矩比跨中的正弯矩要大得多，但是施工时施工单位对支座负弯矩钢筋又不是很重视，结果在新建楼盘还未投入使用或刚投入使用时就发现楼板上支座部分出现裂缝，而引起这种问题的大多数原因都是保护层厚度过大，导致楼板的负弯矩钢筋发挥不出自身的作用。保护层厚度过大主要原因是施工时支撑钢筋的马墩间距太大。更有些施工单位根本就不设置（仅依靠楼面粱上部钢筋搁置和分离式配筋的拐脚支撑），再加上各工种交叉作业，施工人员行走频繁，这样上层钢筋就会弯曲变形，而在混凝土浇捣时又没有及时更正，所以钢筋的保护层厚度就远达不到刚绑扎好时的位置了。到最后只能采取局部加固补强措施，这样除了影响工程质量外还增加了工程造价。

在工程中常用来检测钢筋保护层的仪器有钢筋雷达测定仪和磁性钢筋保护层测定仪等，基于自身设计原理的特点，其各自应用特点也不相同。如法向投影重叠的两根以上钢筋声学原理设备不宜采用；如含磁性骨料的混凝土，不宜采用无消磁能力的电磁测定设备进行检测。此外，对于建筑物中的特殊构件，如基础、壳体等，或者是受土方填挖、水位、测试角度等因素影响，到达后期工序不能完全提供规范要求的检测条件，应考虑其他方法对目标实体进行控制，如局部开槽钻孔测定，但应及时修补。由于该方法对结构本身损坏较大，所以在实际工程中除特殊情况应尽量避免采用。另外。在确定应用设备时还必须对检测时产生的破损、检测所达到的深度、不确定程度等因素进行充分考虑，提出科学、合理的检测方案。

对钢筋保护层的控制措施提出以下建议：①对墙柱等竖向构件的钢筋保护层一般比较容易控制，如控制钢筋的加工尺寸要准确；模板施工时切忌破坏墙柱保护层；多采用一些新工艺、新产品，如采用垫块或使用卡撑式定位件等。②对楼板的钢筋保护层在施工中就比较难控制了，所以建议采用卡槽式混凝土垫块，要求其纵横向间距不要太大，特别是对于比较细的钢筋间距应更小一些。除此之外，施工时应尽可能合理地安排好各工种交叉作业时间以减少板面钢筋绑好后作业人员的踩踏；混凝土浇筑前或浇筑中应有钢筋工作人员进行及时的修整；在浇筑时应在裂缝易发生部位或负弯矩筋受力较大的区域铺设临时性活动挑板，扩大接触面、分散应力，避免上层钢筋受到重新踩踏变形；而楼板的板底受力钢筋的保护层厚度可以采用不低于混凝土构件强度等级的素混凝土垫块来控制。

9.试论电动机保护器的保护原理及应用 篇九

环境伦理在环境保护中的应用及意义

目前,我国对环境保护越来越重视,但是仍有许多人不能自觉地做环境的.保护者,这对环境的保护、治理、修复进展有很大的影响,所以从提高人们环境保护意识出发,阐述环境保护意识的重要性,及应该加强其宣传力度.

作 者：石凤 张雁秋 郭方铮 李艳芬 SHI Feng ZHANG Yan-qiu GUO Fang-zheng LI Yan-fen 作者单位：中国矿业大学,江苏徐州,221008刊 名：工业安全与环保 PKU英文刊名：INDUSTRIAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION年，卷(期)：33(9)分类号：X3关键词：科学发展观 环境伦理 可持续发展 零排放

10.试论电动机保护器的保护原理及应用 篇十

接地技术已有二百多年的历史, 它最早是1 8世纪富兰克林为避雷针防雷而提出来的。目前, 接地已成为保障电力系统, 电子设备和建筑设施等安全可靠运行和人身安全的重要技术措施之一。在雷电防护措施中, 接地更是相当重要的一环, 接闪器, 引下线, 避雷器只有通过良好的接地装置才能将强大的雷电流迅速泄放入地, 在防静电、抑制雷电电磁脉冲干扰方面, 也必须进行良好的接地处理。

在我国现阶段, 用于接地的材质还主要为碳钢材料。接地装置埋设在地下, 既看不见又无监视装置, 当接地装置投入运行后, 腐蚀问题就会暴露出来。发生腐蚀后, 接地碳钢材料变脆、起层、松散甚至断裂, 接地体截面减小, 表层的腐蚀产物造成接地性能不良, 雷电冲击电流流经地网时, 可能因电动力作用使地网或引下线断裂;腐蚀之后接地电阻明显增大, 雷电流经引下线由接地装置入地时, 入地点的地电位, 跨步电压都会显著增大, 危及人身安全;由于防雷的接地装置大多与设备、电源接地共用, 接地装置上过大的压降, 以过电压的形式侵入电源系统, 对设备造成反击, 引起事故。

2 接地装置的电化学腐蚀机理

土壤由含有多种无机物和有机物的土粒、水、空气所组成的不均匀多相体系。在土粒间存在大量细微孔隙, 孔隙中充满空气和水, 盐类溶解在水中成为电解质。埋在土壤中的接地体, 其表面的不同部位因接触介质的理化性质不同 (如温度、盐浓度、氧浓度、水含量等) 而形成了不同的电极电位。接地金属构件上不同部位的电位差是引起接地装置腐蚀的根本原因。它通过土壤介质构成回路, 形成腐蚀电池。电位较负的部位成为阳极, 进行金属溶解反应, 放出电子;电位较正的部位成为阴极区, 进行阴极反应。

阳极Fe→Fe2++2e

阴极2H++2e→H2↑ (强酸性土壤中)

O2+2H2O+4e→4OH- (中性或碱性土壤中)

铁离子进一步与OH-结合生成Fe (OH) 2

在阳极区有氧气存在时, 还将进行反应:

4Fe (OH) 2+O2+2H2O→4Fe (OH) 3

Fe (OH) 3不稳定, 它将转变为更为稳定的产物:

Fe (OH) 3→FeOOH+H2O

Fe (OH) 3→Fe2O3 3H2O→Fe2O3+3H2O

在含有硫酸盐还原细菌的土壤中, 阴极过程还包括硫酸根的还原:

SO42-+6H20+8 e→H2S+10OH-

当土壤中存在H C O3-、C O32-、S 2-阴离子时, 与阳极附近金属离子反应生成不溶性腐蚀产物, 如Fe CO3、Fe S等。

因此, 普通碳钢接地装置在土壤中的腐蚀产物主要为铁的氧化物、氢氧化物及铁离子与土壤中阴离子作用生成的不溶性物质。

3 腐蚀的防护

常用防腐方法包含以下几种:

(1) 合理设计。

在接地装置设计中, 应该测量土壤对铜、钢和渡锌钢的腐蚀速度, 并按预期的接地体使用年限, 考虑一定的富裕量按腐蚀要求应选择的导体材料。然后与按热、动稳定要求所选择的导体截面积相比较, 取大值作为设计。布置地网时, 尽量避免将电极电位差较大的金属导体相连接或靠近, 减小腐蚀速度。

(2) 采用铜及其它耐腐蚀的有色金属做接地材料。

但是铜价格昂贵, 刚性不够, 施工困难, 并与地网连接或相邻的设备外壳构架基础、电缆皮、水油气管道等之间形成原电池, 加速腐蚀。

(3) 用覆盖层保护。

覆盖层的作用在于使导体与外界隔离开来, 以阻碍金属表面的微电池作用。覆盖层可以分为两类:一是金属覆盖层, 用耐腐蚀性强的金属或合金将容易腐蚀的金属表面完全覆盖起来, 如铜包钢材料、镀锌钢等。二是非金属覆盖层, 其主要作用是将导体与电解质溶液隔离开来, 用油漆, 沥青和塑料等。这种方法主要用于接地引下线的防腐。

(4) 牺牲阳极的阴极保护法。

阴极保护法是电化学保护法的一种, 电化学保护法还包括阳极保护法。阴极保护法主要有两种, 一种是消耗阳极法, 即牺牲阳极以保护阴极, 也称为无源法;另一种是馈电法或称有源法。

图1是无源法的原理图。将一个比被保护物有更大负电性的辅助电极 (镁) 埋在土壤中, 并与铜锌导体连接, 就会产生所需电流。这样辅助电极被腐蚀, 保护了锌和铜。

图2是有源法原理图。将电源负极接在被保护的锌和铜导体上, 正极接在一辅助电极上 (可用钢或石墨做成) , 这样电流从正极流向铜锌导体, 辅助电极被腐蚀。

4 牺牲阳极的阴极保护法在接地装置防腐蚀中的应用

牺牲阳极的阴极保护法在海洋石油钻井平台、油气管线的腐蚀防护中广泛应用, 实践证明它能有效地防止金属腐蚀它具有保护效果好、保护周期长、施工方便等突出优点。接地体的腐蚀是由于钢材本身的电化学不均匀性和外界环境的不均匀性, 在其表面形成了腐蚀原电池。因此可以采用改变金属的表面电极电位而改变金属的腐蚀状况。牺牲阳极的阴极保护法靠电位较负的金属 (例如锌和镁合金) 的溶解提供保护电流, 使被保护金属表面阴极极化, 防止表面发生腐蚀。

目前用于牺牲阳极保护的阳极材料主要有锌、铝、镁以及以它们为基体的合金。由于锌合金阳极只适用于土壤电阻率低于15~20Ω·m的地区, 铝合金阳极性能又不够稳定, 在地下钢质物体的防腐保护方面大多用镁合金阳极。

如表1所示。

(1) 防蚀电流的计算

当已知接地网的防蚀表面积S (m2) , 根据下式计算得防蚀电流:

I=S·δ (m A) δ=5~50 (m A/m2)

按下式计算所需的牺牲阳极发生的电流I

式中:Ea保护阳极的开路电位V

Ep设计保护电位V

E0被保护物的自然电位V

S被保护物的表面积m 2

ρ1被保护物体L间距内的外敷绝缘层的电阻率Ω·m 2

R阳极组的接地电阻Ω

如表2所示。

(2) 镁阳极输出电流的计算

a.被保护的接地网绝缘差时, I=1500K1K2/ρ

b.被保护的接地网绝缘完好时, I=1200K1K2/ρ

式中:I—单只镁合金阳极输出电流, m A

K1—保护地网地电位调整系数, 见表

K2—镁合金阳极重量系数, 见表

ρ—土壤电阻率, Ω·m

如表3, 4所示。

由此得出并联阳极组输出电流I A, 即

IA=I K3N

式中:N—阳极组内阳极的根数

K3—多根阳极的敷设系数, 见表

如表5所示。

(3) 阳极寿命T的计算

T=1000GAηK4/ (8760I)

式中:G—阳极重量, k g

A—理论电流产量, A·h/k g

η—阳极电流效率, %

K—利用系数, 一般采用0.8

I—阳极输出电流, A

对于镁合金阳极, A=2 2 0 5 A·h/k g, η=6 0%, K4=0.8, 则上式可简化为

T=121G/I

按以上计算公式分析, 设计牺牲阳极法阴极保护时, 应考虑以下几点:

(a) 牺牲阳极应设在土壤潮湿, 地势低洼, 且透气性差的地区, 土壤电阻率以50~60Ω·m为宜, 不超过80Ω·m。

(b) 为了减少屏蔽作用, 阳极间距离以3 m为宜, 阳极与被保护地网的间距也以3m为宜。阳极组适于小集中、大分散布置。每组根数以6根为宜, 可水平或垂直敷设.阳极组的间距一般为1~2m。

5 结语

接地装置腐蚀的本质是电化学腐蚀, 采用保护层、加入缓蚀剂都不能做到长期保护, 采用铜合金又因资源缺乏成本过高难以推广。利用镁合金采取牺牲阳极的阴极保护法不仅适合新建接地装置的防护, 而且技术经济性好, 可望实现接地装置长久有效的目标。

摘要：防雷接地装置的腐蚀是普遍存在的现象。由于土壤的复合多相体系的特点, 无论是人工接地装置还是基础接地体, 若不采取完善的防腐蚀措施, 腐蚀将会导致接地性能的下降, 造成雷击灾害事故。本文剖析了接地装置的腐蚀机理, 指出, 接地装置的腐蚀的本质是电化学腐蚀并重点介绍了牺牲阳极的阴极保护法的应用。

关键词：接地装置,腐蚀,防护,阴极保护法

参考文献

[1]陈先禄.接地.重庆:重庆大学出版社.2001.8.

[2]陈匡民.过程装备腐蚀与防护.北京:化学工业出版社, 2001.5

[3]李景禄.《实用电力接地技术》.北京:中国电力出版社出版, 2002年

[4]胡学文, 许崇武.接地网腐蚀与防护的研究.武汉:武汉大学, 2002.2.

11.特波保护器的原理和应用 篇十一

1 原理

1.1 特波理论

特波保护器功能的技术要素就是把人体直接触电所发生的对地电流, 用数字电路进行辨认和分离。人体接触电流波形受人体电阻特性的制约, 人体阻抗为一复杂的电网络, 在一般条件下, 主要取决于人体的皮肤阻抗。由于生理上的原因, 人体触电后, 在很短的时间内 (约2～3个电流波周期) 皮肤阻抗为时变网络, 其电阻值由大变小, 以后转变为非时变网络。皮肤阻抗的这一特性, 决定了流过人体的电流具有在起始的一段时间里为递增, 随后趋于稳定的周期性函数特性。我们把起始接触电流波形定义为特种波形。

1.2 理论先进性

据有关资料, 人体对电流的反应:8～10 mA手摆脱电极已感到困难, 有剧痛感 (手指关节) ;20～25 mA手迅速麻痹, 不能自动摆脱电极, 呼吸困难;50～80 m A呼吸困难, 心房开始震颤;90～100 mA呼吸麻痹, 3 s后心脏开始麻痹, 停止跳动。根据欧姆定律, 流经人体电流的大小与外加电压和人体电阻有关。人体电阻由自身电阻和衣鞋等电阻组成, 一般可达5 kΩ, 但影响人体电阻的因素很多, 如身体素质、皮肤与衣物状况、与带电体的接触面积和压力等, 因此触电后流经人体电流的大小是难以计算的。特波保护器的先进性就体现在可化解电流型或鉴相鉴幅型剩余电流动作保护器因考虑防人体触电而将灵敏度调高, 导致保护器频繁跳闸的矛盾。

1.3 功能设计

该功能与传统的剩余电流动作保护装置结合, 检测不同的漏电故障, 开断故障线路。特波保护器通过定值设定, 可对普通泄漏电流进行较大范围调整, 以适应绝缘化台区、老旧台区等不同基本泄漏电流值环境;当所辖范围出现人体触电, 产生特波泄漏电流, 通过定值设定又能以较高的灵敏度开断线路, 同时又因不存在同时三相人体触电情况, 不存在“死区”或者合成泄漏电流变小的情况, 使剩余电流动作保护器存在的技术矛盾得到缓解。

2 应用

2.1 选择、安装与设定

首先, 选择合格的产品很重要。由于国家现在没有相关标准, 很多企业限于技术水平, 只是将特波功能作为辅助功能体现在产品上作为宣传手段。因此, 购置特波保护器产品要选择具有国家发明专利和研产一体的企业, 购买其经长期可靠运行检验过的产品。

安装时根据产品说明书的要求正确接线, 保证足够的电磁安全距离。如果是断路器型剩余电流动作保护器必须检查“自动/手动”转换旋钮是否处于“手动”位置, 是否处于分闸状态。建议用户在断路器出线端加设防雷装置, 以提高保护器抗雷击性能。

特种波形动作电流值一般为50 mA或30 mA, 分断时间小于0.15 s。一般可先设在30 mA观察运行情况。

2.2 试验方法

试验基本要求:在规定周围空气温度范围, 试验电流值超过或小于设定值, 在合理数值和时间范围内, 动作正确。现实中, 有的厂家产品用特波测试仪能正确动作, 做动物触电试验则有问题。

如有必要也可用大块新鲜带皮的猪肉 (需可靠接地) 来进行试验。先将试跳笔对地 (接地必须良好) , 试跳笔上的指示灯亮, 不应动作;然后用试跳笔去触碰猪肉皮, 保护器应动作, “特波”指示灯闪亮。

2.3 认识误区

(1) 只要是人体触电就会有特波电流出现。

人体直接接触电流在特定情况下可能没有特波产生。比如:全身出汗时或洗澡时触电;皮肤非常细嫩, 皮肤角质层在触电瞬时就击穿;皮肤伤口处触电等。此外, 接触皮肤的电压太低, 角质层触电瞬间的特波电流平缓, 波形和幅值不对, 也不会动作。

(2) 废除三级漏电保护制度。

首先特波技术和产品目前并不是特别全面和成熟。再者, 根据产权维护关系, 从安全责任划分角度考虑, 供电企业不能也没有必要废除末端用户安装的剩余电流动作保护器。

(3) 特波保护器重合闸功能可以不退出。

根据特波技术原理, 人体触电较深后, 没有皮肤表层的特波电流出现, 再次重合, 特波功能将失去作用。

(4) 特波保护器性价比低。

12.超滤技术及环境保护中的应用论文 篇十二

摘要：膜技术作为一项高新技术，在发达国家已广泛应用于制药、生化、乳品、食品饮料、化工和环保领域。国内超滤膜的应用开发方面已取得一定成果，但还有相当大的潜力。本文介绍了上海应用物理研究所在膜技术应用方面开展的一些工作及其在工业生产、环境保护中的应用情况，以期为超滤技术在生产实践中的应用提供一些参考。

关键词：超滤技术;制药;生化;食品;环境保护

膜技术作为一项高新技术，在发达国家已广泛应用于制药、生化、乳品、食品饮料、化工和环保领域。国内在膜的应用开发方面做了一些工作，但还有相当大的潜力。其中超滤的技术原理近似于机械筛分。当溶液体系经由水泵进入超滤器时，在超滤膜表面发生分离，溶剂和其他小分子量溶质透过滤膜，而大分子溶质和微粒(蛋白质、细菌、胶体等)被滤膜阻留并得到富集，从而达到分离、提纯和浓缩产品的目的。选择超滤器应根据具体的分离目的、要求及其他条件，慎重选择，选择得当会达到事半功倍的效果，但如果选择不当则事倍功半，甚至对超滤技术失去信心。由于目前国内、外对于超滤膜性能表征尚无统一的测试标准，因此标定为同一切割分子量的超滤膜，不同厂家的产品实际性能可能会有较大的差异，用户要选择到理想的超滤膜，比较明智的选择是到生产厂家进行膜的筛选实验。此外，膜企业还应向用户提供滤膜切割分子量的标定方法及采用的标准物质，膜的材质等信息，同时提供选型试验服务。这些服务主要有膜的选择，包括膜切割分子量的选择和膜材质的选择，膜超滤工艺，包括运行方式、运行压力、运行温度、膜表面流速以及膜设备组器方式等。本文就上海应用物理研究所在膜技术应用方面开展的一些工作及其在工业生产、环境保护中的应用情况，以期为超滤技术在生产实践中的应用提供一些参考。

1.在制药工业中的应用

研究表明注射剂在制造过程中加入活性炭不能完全吸附热使用切向流超滤系统去除热原效果更优。在黄芪注射液生产中，通常采用活性炭吸附的方法去除热原，但采用这种方法，黄芪的损失比较大，上海应用物理研究所同二家制药企业合作，采用超滤技术去除黄芪注射液的热原，取得了较好的结果。将超滤技术用于卵磷脂的除热源在上海有关厂家已有多年的`使用历史。氨基酸的除热原是上海应用物理研究所又一成功的应用项目，处理规模1t/h。经超滤处理，氨基酸溶液的透光度从50%~60%提高到100%。有效成分没有变化，经上海市药品检验所检定过滤液热原均呈阴性。

2.在生化、发酵工业中的应用

生化产品一般都是具有生物活性的物质，其主要来源包括动物血液、动物脏器及植物等。在生化产品的生产过程中，需要对提取物质进行纯化或浓缩，提取物的分离、纯化直接关系到产品的性能和经济性。传统的方法是采用大吸附树脂离子树脂、醇沉等纯化，采用薄膜蒸发等进行浓缩。这些方法有些使用繁杂，有些能耗高，化学试剂消耗量大。使用超滤可以代替吸附树脂，除去大分子蛋白等杂质，因此在这一领域已普遍采用膜分离技术进行纯化、浓缩等。

2.1膜分离技术在生化产品中应用呈现的特点：

(1)在分离浓缩时不加热，同时在闭合回路中运转时减少了空气中氧的影响，而热和氧对生化产品的活性影响很大。

(2)超滤过程只是简单地加压反复输送，工艺简单。

(3)在分离水分时，由于无相变化，所以能耗低、操作便利，他的费用大约为蒸发浓缩法的1/2-1/5。另外由于装置结构简单，所以设备费也低。

(4)对稀溶液中微量成分的回收，低浓度溶液的浓缩等，目前许多方法是困难的，而膜分离阀可以实现。

(5)由于物质仅通过约1μm厚的膜，因此物质在通过膜的迁移中不会发生性质的改变。膜分离技术在生化制药领域应用最为广泛的是“浓缩-脱盐”。使用超滤技术对生化产品进行浓缩，在浓缩过程中，水和无机盐透过超滤膜，而生化产品不能透过滤膜得到富集，这种“浓缩-脱盐”过程是同时完成的。根据产品含盐量的要求还可以通过“多次少量”添加溶剂的方法进一步脱盐。理论上可以使无机盐含量降为零。

2.2超滤在生化制药、发酵行业的部分应用实例：

(1)SOD的浓缩SOD的生产中引用超滤，主要是将低含量原料液浓缩。超滤可以将SOD的效价浓缩8~10倍，收得率85%~90%。上海应用物理研究所经过对膜材料、膜的切割分子量、操作压力、膜表面流速对超滤速度影响的研究表明：SOD的超滤浓缩，除了选取合适的膜切割分子量，膜材料是极其重要的影响因素，必须给予足够重视。

(2)鸡冠透明质酸的浓缩透明质酸是分子量分布很宽的酸性多糖类物质，在低浓度下，分子间也有强烈的相互作用，因此具有很高的特性黏度，通常的制备方法是将公鸡冠脱水干燥、去血污、匀浆、水提取、过滤、滤液经酶解、酒精沉淀、脱水干燥。在上述方法中酒精沉淀工艺耗用酒精量很大。引入超滤工艺，先将酶解液用超滤浓缩，再用酒精沉淀，耗用酒精量可以大大减少，使成本降低。

(3)肝素钠的纯化、浓缩肝素钠的生产在我国已有近30年的历史，在肝素钠的精制生产中已普遍使用超滤技术。粗品生产普遍采用酶解――树脂吸附工艺。即酶解――吸附――洗涤――洗脱――沉淀――干燥。在上述工艺中，在酒精沉淀前用超滤浓缩洗脱液，可以使洗脱液体积大幅度降低，减少酒精的耗用量。超滤在肝素钠生产中的另外一项应用是在精制品的生产上使用切割分子量较大的超微滤膜进行预过滤，再使用切割分子量为6000的纳滤膜进行浓缩，这种应用方式在山东枣庄已有成功实例。

(4)小牛胸腺肽的纯化小牛胸腺肽经生化提取后，作为原料药还须进行纯化，特别要去除过敏性物质，而过敏性物质的分子量一般在10000以上，因此，采用膜技术是最合适的，通常采用的工艺是将提取液进行粗过滤，滤出液再经大孔径超滤膜或微孔膜过滤，去除大分子蛋白等杂质，最后经切割分子量为10000的超滤膜过滤去除过敏性物质。上述分离工艺可以在常温或低温下进行，操作简单。

(5)纤维素酶的浓缩在纺织工业和饲料工业中有重要的应用，采用超滤技术可以进行浓缩、脱盐。目前上海植物生理研究所等十余家生产企业使用原子核所的超滤器用于纤维素酶浓缩，经济效益显著。

(6)核苷酸的纯化核苷酸有不同的生产方法，膜法生产核苷酸的工艺如下：酵母提取核酸―酶解―离心分离―超滤―纳滤浓缩―喷雾―产品，该流程的特点是操作简便，成本较低。采用板框式超滤器超滤鲜酵母浸膏，超滤液可直接喷雾，省却了浓缩工艺，节能效果显著。生产的酵母浸膏粉灰份大幅度下降而氨基酸含量有较大幅度的提高，配制成溶液清澈透明、无沉淀。超滤用于生化、发酵产品的提纯、浓缩分离起步较早，很多项目的应用已相当成熟，更因为生化产品一般价值较高和膜的研究与生产企业不断地开发出低吸附、耐污染的高性能超滤膜，所以越来越多的企业愿意将超滤技术引入到生产中，这为超滤技术在生化、发酵领域应用提供了巨大的发展空间。

3.在食品、保健品领域的应用

食品行业是超滤重要的应用领域。在酱油生产中采用超滤技术，代替传统的灭菌工艺，在达到除菌目的的同时，滤去酱油中可引起沉淀的物质，既能改善酱油的风味，又能达到外观清澈透明的效果。在江南地区传统米酒的改造方面，经与有关单位合作，使用超滤技术成功研制出“中国清酒”，该酒在色、香、味及澄清度等方面全面达到了“日本清酒”的水平，经中国专家和国际友人的品尝，受到广泛好评。使用超滤技术纯化、澄清人参精口服液和水解珍珠口服液，可使口服液清澈透明，长期放置无沉淀。在甜叶菊甙的提取生产中使用超滤技术，可以简化工艺，产品吸潮性得到明显改善，纯度提高。此外，在花生蛋白的浓缩、食用醋的澄清等方面，已经获得了大量的试验结果，证明了超滤使用的可行性。

4.在环保领域的应用

环保领域成功的应用实例是印钞废水的处理。该废水含有表面活性剂、碱和组分复杂的油墨颗粒，经超滤处理，过滤水可以回用，既可解决环保问题又可产生较高的经济效益，节省了大量的表面活性剂和烧碱。超滤用于乳化油废液过滤是膜技术在环保领域应用的又一成功实例。上海宝山钢铁总厂冷轧厂使用进口管式超滤膜投入运行已有十余年，期间，上海应用物理研究所也同宝钢总厂合作用板框式超滤器处理废乳化液并进行了中试的连续运行，积累了宝贵的经验，为进一步实现管式膜的国产化奠定了基础。综上所述，超滤膜在液体的大小分子分离乃至固液分离方面有着广泛的应用前景，国内在应用开发方面还不够深入，开发的空间或潜力巨大，在膜技术专家的努力和各行业的专家、学者的支持和帮助下，膜的应用一定会登上新的台阶，膜技术一定能在国民经济的发展和技术进步中发挥重大的贡献。

参考文献：

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[2]张亚楠.浅析针剂生产中热原的控制[J].化工管理，，(9)：84.

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[4]徐建新，王松涛，杨海军宁，等.我国聚醚砜超滤膜的研发进展综述[J].净水技术，(3)：22-30.

[5]吴开芬，郭学弟，李书申，等.超滤法处理回用印钞厂擦版液的研究[J].环境科学，1993(4)：34-36.

13.电动机热容量保护的应用分析 篇十三

电动机作为重要的动力装置, 已被广泛应用于工业、农业、交通运输、国防军事以及日常生活等各个领域。电动机有“工业心脏”之称, 因此, 为电动机提供完善的保护已成为用户关注的焦点。电动机的保护可分为电气、机械、环境温度及维护等方面的保护。据统计, 全球平均每年3%~5%的电动机发生故障, 其中在冶金、造纸等行业中电动机的故障率达12%。在引起这些电动机故障的因素中, 有36%是电动机热容量保护不到位和维护不善, 所以本文将主要针对电动机热容量保护的实现方法展开讨论。

1 电动机热容量的概念

系统在某一过程中, 温度升高 (降低) 1℃所吸收 (放出) 的热量叫做这个系统在该过程中的“热容量”。电动机的热容量是指电动机在启动过程中由启动电流、不平衡电流引起的温度上升以及电动机周围的环境温度总和。对于一台电动机, 其热源为定子绕组I2 R损耗、定子铁芯损耗和转子绕组I2 R损耗。电动机绕组和铁芯具有存储热量的能力, 而存储的热量则由热源流向周围的介质。

2 热容量保护的应用

电动机热容量保护通过以下6个功能模块实现: (1) 过负荷曲线; (2) 不平衡偏移; (3) 热/冷安全失速比值; (4) 电动机冷却时间常数; (5) 启动制动及紧急重启动; (6) RTD偏移。

2.1 过负荷曲线

电动机保护装置中的过负荷曲线一般具有3种形式:标准曲线形式、用户自定义曲线形式以及基于电压的曲线形式。对于所有类型的曲线, 电动保护装置都在热容量寄存器中保留相应的热记忆, 而被保留的热记忆每0.1s更新一次, 过负荷动作值能够确定运行过负荷曲线的开始位置。

电动机保护中一般具有1~15倍数值的标准过负荷曲线供用户选择, 如果用户认为标准过负荷曲线不能满足实际运行要求, 可以根据电动机生产商提供的电动机热限制曲线自定义过负荷曲线。

基于电压的过负荷曲线用于大惯性负荷的电动机, 在这种情况下, 电动机的加速时间实际上超过安全失速时间和电动机热限制, 在电动机加速过程中, 已经编程的过负荷曲线被动态调整, 这种调整是根据系统电压水平进行的。过负荷曲线类型和形状的选择需要根据电动机生产商提供的电动机热限制曲线来进行。

2.2 不平衡 (负序电流) 偏移

在电动机生产商提供的热限制曲线中能够引起转子过热的负序电流因素未被考虑在内, 电动机保护根据负序与正序电流之比来计算不平衡情况, 在计算之中, 热模型被偏移以反映产生的额外热量。电流不平衡产生的电动机额定容量降级可以通过设置不平衡系数k来选择, 不平衡电压引起的不平衡值约高于电流不平衡值6倍。

2.3 热/冷安全失速比值

热/冷安全失速比值能够确定电动机所使用的热容量的稳态值。该值可反映满负荷电动机正常运行的温度, 而且如果电动机负荷低于额定容量, 那么该值可以按照比例调整。

电动机保护使用热/冷安全失速比值来确定运行冷却曲线的低限值以及RTD偏移曲线中心点的热容量值。

2.4 电动机冷却时间常数

当保护装置检测到电动机正在以低于过负荷动作整定值的负荷运行时, 或电动机已经停止运行时, 保护装置将开始降低存储的热容量值, 并模拟实际的电动机冷却过程。热容量以冷却时间常数整定值所需要的速率呈指数下降。正常情况下, 停止后的电动机冷却过程要比运转时的冷却过程慢得多, 所以电动机保护中有2个不同的冷却时间常数, 即运行冷却时间常数和停止运行的冷却时间常数, 它们可反映出2种冷却时间常数的差异。运行冷却曲线的热容量低限值由热/冷安全失速比值以及电动机负荷水平决定, 停止运行冷却曲线的热容量低限值是0, 也就是电动机的环境温度。

2.5 启动制动和紧急重启动

启动制动功能是指在电动机尚未达到冷却值或电动机的启动监视功能发出启动制动指令时阻止电动机启动。紧急重启动是指在紧急情况下, 所使用的热容量保护以及电动机监视定时器可以被复位, 以允许尚未冷却的电动机启动。

2.6 RTD偏移

电动机保护装置的过负荷曲线只以被测量电流为基础, 前提是假定环境温度为40℃而且电动机冷却条件是正常的。实际上, 由于异常的环境温度或者电动机冷却条件的变化, 电动机的温度会升高, 所以如果电动机的定子已经安装了RTD传感器, 那么使用RTD偏移特性可以对所使用的热容量的计算值予以修正, 从而更接近实际值。

RTD偏移特性是所测量定子温度的反馈, 这种反馈可作为假定热模型的修正。由于RTD的响应速度相对较慢, 所以RTD的偏移特性特别适用于温升速度较慢的电动机, 如果电动机的温升速度较快, 那么对于启动和严重过负荷条件, 就应当选择热模型的其他功能模块。

当RTD温度低于RTD偏移特性的最小设定值时, 偏移特性不能实现;当定子RTD最高温度高于RTD偏移最大设定值时, 热记忆将充分被偏移并强制其达到100%;在中间值时, 如果RTD偏移所使用的热容量高于热模型的其他功能使用的热容量, 那么该值即作为低限值使用。

3 电动机的启动监视功能

由热容量保护衍生出电动机的启动监视功能由以下几个特性构成:启动间隔时间、每小时启动次数、重新启动时间。配备这些功能执行元件的目的是保护电动机, 以防其尚未冷却又再次启动, 或者频繁启动致使热容量超过限值而损坏电动机。

4 结语

热容量保护是基于对电动机发热和散热的合理模拟, 它利用发热时间常数和散热时间常数 (一般由制造厂家提供) , 结合电动机的工作电流即可判断电动机的运行状态;同时, 结合电动机实际电流、环境温度与电动机实际温度的关系, 热容量保护可计算电动机运行过程中的温升情况, 以确定电动机温升是否超过用户设定值, 从而监视电动机的整个运行状态。热容量保护可以替代反时限过负荷保护, 精确地模拟电动机的运转特性和发热特性, 灵敏地对电动机启动失败、堵转、不平衡电压和过载等故障作出反应, 配合过流、低电压、负序、接地等保护, 在故障导致电动机损害前发现问题, 从而保障电动机的安全运行。热容量保护的算法比较先进合理、精度高, 但是热容量保护的过负荷曲线比较难选, 要根据电动机生产商提供的电动机热限制曲线来决定。

参考文献

[1]Anderson P M.电力系统保护[M].北京:中国电力出版社, 2009

[2]贺家李, 李永丽, 董新洲.电力系统继电保护原理[M].第4版.北京:中国电力出版社, 2010

[3]Stephen J C.电动机学[M].第5版.北京:电子工业出版社, 2012