摘 要

随着我国工业的发展，电动机广泛地应用于国民经济各主要部门中，然而电动机的相关保护却一直难以做到及时有效。为了降低工业企业由于电机故障造成的损失，提高经济效益，在正确使用电动机的前提下，要有针对地对电动机各种不利状况设置专门的保护。

本文以大中型电动机保护为研究对象，首先简要介绍了微机继电保护装置的基本硬件构成，并在归纳总结了大部分与电动机相关的各类保护的作用及原理的基础上分析设计了电动机的保护逻辑，接着对一些常用的微机继电保护算法进行了在c语言上的编写，最后在CSC-237A装置上进行了实验，验证了实际的电动机保护装置的动作过程。

关键词：电动机保护 保护原理 保护算法

Abstract

With the development of China's industry, motor is widely used in the major sectors of the national economy, but its correct and timely protection of the problem long-term plagued the relay protection professionals and operators. In order to further reduce the production costs of industrial enterprises and improve their economic efficiency, in the correct use of the premise of the motor, there must be targeted for the various adverse conditions of the motor set a special protection.

In this paper, the protection of large and medium-sized motor is taken as the research object. Firstly, the basic hardware of microcomputer relay protection device is briefly introduced. Based on the analysis of the function and principle of most of the various motor-related protection Protection logic, and then some of the commonly used computer relay protection algorithm in the c language on the preparation, and finally in the CSC-237A device on the experiment, verify the actual motor protection device action process.

Key Words：motor protection, protection principle, protection algorithm

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究背景和意义 1

1.2 电动机保护的国内外研究现状 2

第2章 电动机综合保护装置的插件设计 3

2.1 微机继电保护装置硬件的基本构成 3

2.2 微机电机保护装置的总体插件设计 4

2.2.1 交流插件 4

2.2.2 CPU插件 5

2.2.3 逻辑插件 6

2.2.4 开出插件 6

2.2.5 电源插件 6

2.2.6 通信插件 7

2.2.7 人机接口组件 7

2.2.8 总结 7

第3章 电动机综合保护的原理及逻辑分析 8

3.1电动机差动保护 8

3.2 定时限电流速断保护 10

3.3 堵转保护 11

3.4长起动保护 12

3.5 热过载保护 13

3.6 负序电流保护 14

3.7 低电压保护 15

3.8 定时限零序过流保护 16

3.9 F-C过流闭锁 17

3.10非电量保护 17

第4章 电动机保护算法设计与实现 18

4.1 继电保护中的正弦量的特征量算法研究 18

4.1.1半周绝对值积分算法 18

4.1.2两采样值积算法 20

4.1.3 计算复相量实部和虚部的两采样值算法 22

4.2 继电保护中的部分保护的算法研究 23

4.2.1 基本的延时算法研究 23

4.2.2 电动机定时限速断保护的子程序编写 24

第5章 电动机综合保护试验 27

结术语 31

参考文献 32

附录A 半周绝对值积分程序 33

附录B两采样值积程序 33

附录C两采样值算法计算某时刻n的相位的程序 33

附录D 保护的延时程序 34

附录E 电流速断保护程序 35

致谢 38

第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

随着我国工业的发展，电动机因为它的种种优越性已经广泛地应用于国民经济各主要部门中，然而电动机的相关保护却一直难以做到及时有效。据不完全统计,全国每年由于电动机过载、短路缺相、接地等故障引起严重损坏的恶性事故达数百起，直接经济损失上亿元^[1]。为了进一步降低工业企业的生产成本，提高他们的经济效益，在正确使用电动机的前提下，要有针对地对电动机各种不利状况设置专门的保护。

原本中小型的电动机采用热继电器、接触器、熔断器和断路器的组合作为其安全运行的保护。但是当电动机使用这种保护方式时，当电动机在运行中产生故障，有可能会使熔断器发生一相熔断的现象，从而导致电动机运行于缺相状态，这不仅可能影响到生产产品的质量，还可能使事故进一步扩大，甚至可能造成电机烧毁，反而不能对电动机起到有效的保护作用。

随着我国工业的不断发展，为了达到更有效地保护电动机的目的，新型的电子模拟式保护装置被研究并生产出来。这种新型的电子模拟式保护装置的各功能实现原理是从电流、电压互感器中获取电动机三相电流及三相电压，再经过电压变换器和电压形成回路输出电压信号，再经整流滤波输入到鉴幅电路中，由此判断电动机是否过载、短路或断相等，整个功能的实现都是由模拟电路完成的。但随着科技的发展以及对电动机性能要求的提高，电动机的设计思想已走向所谓“极限设计法”，即在增加输出功率、输出转矩的同时，电动机的体积、重量不断减小^[2]。原本的模拟式保护装置由于其采用的检测元件和利用模拟电路识别电机故障的局限性，不能及时有效地识别电机故障，导致其在面对现代电机时动作可靠性降低。

由于由热继电器及其他必要元件组成的保护和电子模拟式保护都存在种种弊端，虽然一开始在电动机保护的应用中表现良好，但是随着电动机的发展，这些保护越来越不适用于现代电动机的保护中，为了及时有效地保护电动机，微机式电动机保护装置必不可少。