电动机保护器的热过载保护定值设置方法

引言：数字式电动机保护器与热过载整定

低压电动机是工业生产的动力核心，广泛用于泵、风机、压缩机、输送带等设备，其用电量占工业总用电量的 60% 以上。过载是最常见的故障形式——绕组温度每超过绝缘允许温度 10 ℃，绝缘寿命即缩短一半，长期过载将烧毁电机。

长期以来过载保护由热继电器承担，但双金属片方案动作值分散、整定精度低；无热记忆，热态重复起动易损坏电机；轻载断相时线电流可能不超过整定值而绕组相电流已超限，存在保护死区；对起重等重复短时工作场景，双金属片温升跟不上绕组温升，保护不可靠，且无测量、记录与通信能力。

数字式电动机保护器实时计算等效发热电流与热积累，模拟绕组温升，动作精度高，并集成断相、不平衡、堵转、接地等保护及测量、记录、通信功能，正大量替代热继电器。热过载保护能否不误动、不拒动，关键在定值整定。本文以 AMP605 智能型电动机保护控制器为例介绍其整定方法。

1 电动机热过载保护原理与热模型

电动机发热以绕组铜损（I²R）为主，过载倍数越大允许运行时间越短，极限过载特性为反时限曲线，保护特性须位于其下方区间，才能既充分利用过载能力又不烧毁绕组。保护器无法直接测量绕组温度，工程上用热模型代替：由正、负序电流合成等效发热电流，按发热—散热动态过程累积热容（0~100% 表征绕组热状态），达到整定值即报警或跳闸。

模型的要点是热记忆：运转时自带风扇强制通风，散热强；停机后仅自然冷却，散热慢。因此过载或跳闸后热容按冷却时间缓慢释放，未充分冷却前禁止再起动，避免热态起动温升叠加。典型过程见图 1：冷态起动热容快速上升；运行电流不超过 1.05 倍额定值时热容缓慢释放；过载后热容重新累积，越过报警线预警、达到动作值跳闸；跳闸后散热至复位热容以下方允许复位再起动。

2 AMP605 热过载保护的设计

AMP605 适用于交流 690 V 以下异步电动机的保护与控制，配套 2~800 A 八种规格保护专用互感器，覆盖 2~800 A 额定电流，支持直接、保护、双向、星三角四种起动方式，广泛应用于电力、石油化工、煤炭、钢铁、冶金、建材等行业，是智能化 MCC 的理想选择。

AMP605 热过载保护在起动、运行全过程投入，考虑正、负序电流的综合热效应，等效发热电流为：

式中 I₊、I₋ 为正、负序电流；正序发热系数 K₁ 在起动过程取 0.5、起动结束后取 1.0，负序发热系数 K₂ 取 6。负序电流在转子中感应接近两倍工频的电流，发热远强于正序；断相、不平衡等不对称故障也因此被折算进热模型统一覆盖。

动作时间按反时限方程计算：

式中 I_e 为电动机额定电流，T_c 为反时限时间系数。方程有两个关键点：其一，I_eq = 6I_e 时 t ≈ T_c，即 T_c 近似为冷态 6 倍额定电流下的动作时间，故手册要求 T_c 低于电机冷态 6I_e 允许的过载时间；其二，1.05² 对应 1.05 倍额定电流的起动门槛，等效电流不超过 1.05I_e 时热容只散不积，保证长期安全运行。不同 T_c 下的特性曲线族见图 2：

电机运行中热容累积电流-时间对照如下：

表1-不同 T_c 下的反时限动作时间 t（s）

3 AMP605 热过载保护的参数设置详解

整定分两步：先做初始配置——按实际接线选择互感器型号、设置额定相电压与电动机额定电流，电流回路接线与端子定义不一致会导致等效电流计算错误、保护误动，必须按手册要求接线；再设置保护参数（表 2）。

表2-AMP605 热过载保护参数整定表

整定要点：① T_c 是核心定值，风机、水泵等轻载起动场合可取 5~10s，重载起动、起动时间长或频繁起动的场合取大值，并与堵转、起动超时保护配合；② 复位热容默认 0%，即冷态才允许复位，从根源杜绝热态再起动烧机；③ 冷却时间决定热容释放速度，驱动大惯量负载时应加长。

4 AMP605 热过载保护应用案例

5 结语：电动机热过载保护定值整定要点

热过载保护的价值取决于热模型与定值的贴合程度：T_c 决定“允许多大的过载、持续多久”，复位热容与冷却时间决定“何时允许再起动”。按本文方法结合电动机冷态 6I_e 过载时间整定 AMP605，既能充分利用电动机的过载能力，又能可靠规避热态再起动与长期过载风险，配合事件记录功能，为电机的安全运行与故障追溯提供完整依据。

FAQ：电动机热过载保护整定常见问题