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电动机保护器的延时特性可分为定时限和反时限两种。 反时限保护是在电力行业多用于发电厂的厂用电动机保护， 被保护设备（如电动机）故障时，故障电流（或称短路电流）越大， 该继电保护的动作延时越小，即：上述电流与动作时间成反比； 反时限保护曲线由附图1所示， 2007年，在我入职某公司从事兼容工作之前，正在研发中的电动机保护器的反时限保护算法是通过查表加定时器实现的。 以一定的周期定时检测电动机的工作电流， 当检测到电流超过额定值时，根据过流倍数与脱扣时间的关系表，得到定时器的定时时间。 启动定时器，定时器溢出时，对电动机执行脱扣动作。 问题在于，在电动机生产发生过流故障时，电流值往往不会是一个恒定值，而是波动时， 导致脱扣保护时间也随之飘忽不定，没有规律。 我当时想，反时限保护的本质是热保护，即热量积累到一定值时，需要断开电路避免过热。 而根据焦耳定律，热量与电流平方成正比。 这就是电流平方的反时限保护的依据。 想到这，我觉得应该用热量积累的思路来设计反时限的算法， 具体步骤为： 1)根据反时限保护曲线的电流与保护时间以及恢复时间的关系，生成电流与热量关系的表。 根据处理器的数据位宽选择合适的总热量。 比如，检测周期为1ms 。 总热量采用32位数，为: 1,000,000，用变量Q保存。 过流10倍时，立即脱扣，积累热量值为1,000,000； 过流1.1倍时，保护时间为60s，1ms周期的单次计算积累热量为1,000,000/60,000=17。 过流2.0倍以上时，保护时间为4.2s，1ms周期的单次计算积累热量为1,000,000/4200=238。 过流3.0倍以上时，保护时间为1.6s，1ms周期的单次计算积累热量为1,000,000/1600=635。 而考虑当电动热过热保护时，需要120s散去所有的热量，则小于等于额定电流时，从积累的热量中减去(1,000,000/120,000)=8。 2)定时检测电动机的运行电流，将检测到的电流值除以额定电流值，得到比值。 当比值小于等于1时，则将变量Q减去散去的热量。 当比值大于1时，从步骤1定义的表中根据过流倍数查到积累的热量值，并加入变量Q。 3) 判断变量Q的数值是否大于总允许的热量，如果大于，则进行脱扣保护。 改完之后，实验验证，保护特性与实际曲线完全一致，非常理想。 多年之后，我还把该算法用于电源的过流保护中，也起到了很好的效果。    |
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