高圧誘導電動機用保護継電器
産業で使用されるモーターの90％以上は誘導電動機です。これは、安価で頑丈でメンテナンスが簡単だからです。高出力（＞250HP）のモーターでは、動作電流とモーターのサイズを減らすために高電圧を好んで使用します。
なぜモーターの保護が必要なのか？
これを理解するには、モーターの故障に関連するコストを知る必要があります。
生産損失（生産コスト）
モーターの交換（交換コスト）
修理コスト
この緊急事態による人件費
保護リレーの基本的な機能は、障害を特定し、システムの健全な部分から障害部分を分離することです。これにより、電力システムの信頼性が向上します。
モーターの保護には、さまざまな故障原因を特定し、対処することが必要です。主な故障原因は以下の通りです。
巻線への熱ストレス
単相
接地障害
ショートサーキット
ロックドロータ
ホットスタート回数
ベアリング故障
異なる故障の簡単な説明は以下の通りです。
巻線への熱ストレス –
モーターが定格容量を超えて連続的に動作すると、巻線と絶縁体が過熱し、結果としてモーターが故障します。また、電圧が設計値よりも低い場合でも、定格負荷での巻線の過熱とモーターの故障が発生する可能性があります。単相 –
3相モーターに供給される一相が消失した場合、単相状態になります。負荷下でモーターを起動すると、不平衡によりモーターが故障します。接地障害 –
巻線の一部が接地に接触すると、モーターは接地状態になります。モーターを起動すると、モーターの故障につながります。ショートサーキット –
3相巻線の2相間または同一相内のターン間に接触がある場合、ショートサーキットと呼ばれます。ロックドロータ –
駆動装置がジャム状態であるか、モーターシャフトがジャムしている場合、これはロックドロータと呼ばれます。モーターを起動すると故障します。ホットスタート回数 –
各モーターは一定のホットスタート回数に耐えられるように設計されています。モーターが動作中に停止し、すぐに再起動すると、これがホットスタートと呼ばれます。モーターの熱曲線に基づいて、巻線の温度を下げるために一定の時間を与える必要があります。ベアリング故障 –
ベアリングが故障すると、ロータがステータに擦れ、物理的な絶縁体と巻線の損傷が発生します。ベアリング故障は、ベアリング温度の監視によって回避できます。ベアリング温度検出器（BTD）は、異常時にモーターの監視とトリップに使用されます。
すべてのモーター保護リレーは、モーターによって消費される電流に基づいて動作します。モーター保護リレーは、高電圧領域で使用され、以下の特徴を持っています。
熱過負荷保護
ショートサーキット保護
単相保護
接地障害保護
ロックドロータ保護
起動回数保護
リレーの設定には、CT比とモーターの全負荷電流が必要です。異なる要素の設定は以下の通りです。
熱過負荷要素 –
この要素を設定するには、モーターが連続的に動作している全負荷電流のパーセンテージを特定する必要があります。
ショートサーキット要素 –
この要素の利用可能な範囲は、起動電流の1〜5倍です。時間遅延も可能です。通常、起動電流の2倍で0.1秒の時間遅延を設定します。単相要素 –
3相の電流に不均衡がある場合、この要素が動作します。これは不均衡保護とも呼ばれます。要素は起動電流の1/3で設定されます。起動中にトリップした場合は、パラメータが起動電流の1/2に変更されます。接地障害保護 –
この要素は、星接続CT二次の中性線電流を測定します。この要素の利用可能な範囲は、CT一次電流の0.02〜2倍です。時間遅延も可能です。通常、CT一次電流の0.1倍で0.2秒の時間遅延を設定します。モーターの起動中にトリップした場合は、時間設定を0.5秒に上げることができます。ロックドロータ保護 –
この要素の利用可能な範囲は、全負荷電流の1〜5倍です。時間遅延も可能です。通常、FLC（全負荷電流）の2倍で設定します。時間遅延はモーターの起動時間よりも長くなります。「起動時間とは、モーターが全速に達するまでの時間です。」ホットスタート回数保護 –
ここでは、指定された時間内に許可される起動回数を提供します。これにより、モーターに与えるホットスタート回数を制限します。
以下は、モーター保護リレーを接続するための回路図です
最新のデジタルモーター保護リレーには、モーターの無負荷運転や熱保護などの追加機能があります。
無負荷運転の場合、リレーはモーターの電流を感知します。それが指定値未満であれば、モーターをトリップします。また、温度プローブをリレーに接続して、ベアリングと巻線の温度を監視し、指定値を超えた場合にモーターをトリップさせることもできます。
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