圖３電動機過載保護特性曲線

       從圖３可以看出，不同的保護特性曲線擁有個共同的特點就是，電動機只能在保護特性曲線的左側正常工作，曲線１、２、３中的每條與曲線４之間的區(qū)域為無效區(qū)域，即該區(qū)域不能被充分利用。曲線３是以上三種曲線中接近曲線４的，也就是反時限過載保護特性效果佳。

       反時限過載保護的過載倍數即故障電流大小與過載保護的動作時間成反比，電流的大小決定了動作時間的zou勢。因此電動機的過載整定時間應該為某電流值的某倍數下的動作時間。

       電動機過載運行狀態(tài)指的是當其運行電流大于額定電流時的工作狀態(tài)，電動機過載時會引起電動機的銅耗急劇增加，從而使得電動機的繞組發(fā)熱導致電動機燒損，因此可以間接檢測電動機的運行電流來判斷電動機的發(fā)熱情況，實現電動機過載的保護。因為這種方法檢測的對象是電流，能適應于切電氣負載，而且其調整靈活、維修方便，所以得到了廣泛的應用。因此，在本設計中，根據煤礦井下情況，選用C＝２時的度反時限過載保護方法對電動機進行保護。

2.3短路保護

       由于電動機發(fā)生短路故障時將會帶來非常嚴重的后果，因此，在設置電動機綜合保護器中的短路保護時應該是速斷保護。電動機的啟動電流往往非常之大，接近短路時候的電流。所以，電動機的短路整定電流倍數應該大于使電動機穩(wěn)定啟動的大電流，通常取電動機額定電流時的８-10倍，將時限設置為躲過電動機啟動時瞬間沖擊電流的時間，這個時間般大于0.04。

       電動機在運行時通常還會發(fā)生堵轉故障，堵轉故障發(fā)生時通過電動機的電流同樣非常大，為區(qū)分堵轉故障電流和電動機正常啟動瞬間的電流，般將使電動機穩(wěn)定啟動的大電流作為堵轉保護的整定值，將時限設置為通常電動機在重載情況下啟動的時間，這個時間般為８～16ｓ。電動機的堵轉保護與短路保護共同構成了電動機的短路保護。

       在本設計中采用對電流的鑒幅式保護原理，其中可以對短路電流保護值進行設定，以適應于不同的電網等級中。

2.4斷相與三相不平衡保護

       引起電動機燒損的另個原因就是三相不平衡，嚴重的三相不平衡則可能產生斷相，占10％以上燒損的電動機是由這兩種原因引起的，在做電動機綜合保護器時，這兩種情況須考慮。從廣義上來說，電動機繞組上的輸入電流達到定程度的不對稱即為三相不平衡，這便是所謂的故障狀態(tài)，更為嚴重的電動機繞組電流不對稱狀態(tài)就是電動機的斷相運行狀態(tài)。

       三相不平衡或者斷相故障增加了變壓器及輸電的銅損。三相不平衡電流對系統(tǒng)銅損的影響為：

       假設R是電動機系統(tǒng)三相電路與變壓器繞組之間的電阻之和，如果三相電流平衡，假設IA=10A，IB＝10A，IC＝10A，那么總銅損為102R+102R+102R＝300R；如果三相電流不平衡，假設IA=5Ａ，IB＝10A，Ｉ＝15，那么總銅損為52R＋102R＋152R＝350R，比平衡狀態(tài)的銅損增加了50R，也就是增長了17％；在嚴重情況下，也就是斷相的情況下，假設IA＝15，IB＝0A，I＝15，那么總銅損為152Ｒ＋0＋152Ｒ＝450R，是平衡狀態(tài)時銅損的1.5倍；在嚴重情況下，也就是斷兩相情況下，假設IA＝0A，IB＝0A，IC＝30A，那么總銅損為０＋０＋302R＝900R，是平衡狀態(tài)時銅損的３倍。由此可見，三相不平衡或者斷相對電動機的損壞是相當大的，對其進行檢測是*的。

       當三相電流平衡時，三相電流的值是相等的，當不平衡時，每相將會發(fā)生相應變化。本設計中，根據以上原理通過式計算方式來確定三相電流的不平衡度。式中：ω 為三相電流不平衡度；Imax為三相線電流中電流大值；Imin為三相線電流中電流小值。