電力、機器用保護機器／電量感測器

保護機器的概要

• 過電流保護繼電器係指
  過電流繼電器（OCR＝Over Current Relay）是種繼電器將電路短路或負載過負載造成的過電流，透過比流器（CT）取出，再依其電流值大小動作。
  一般都使用JIS C 4602 （接收高壓電用過電流繼電器）中規範的過電流繼電器。
  過電流繼電器中有瞬間要件和限時要件兩種動作要件，瞬間要件會在檢出約定最大電力500～1,500％的電流後動作。限時要件具備會隨電流大小增大在短時間內動作的反時限特性，瞬間要件則具備短時間的定時限特性，至於要判斷是哪種要件運作時，可從繼電器本身設有的動作指示器判讀，有助於處理故障。

• 接地保護繼電器係指
  接地保護繼電器是種繼電器，用來檢測因纜線、電力機器的絕緣劣化或損壞，造成電弧接地或完全接地時，在電路與大地間引發的接地故障。
  此繼電器於電力接收端發生接地故障時，僅會於接收端斷路，藉以限縮故障範圍，因此常做為防範波及上位之配電站之用途。
  為能遂行此防護目的，必須與上位（電力公司的配電站）做好保護協調。
  以繼電器而言，大致可分為以下兩大種類：一是藉由零相比流器（ZCT）檢出故障電流，僅以故障電流大小即可動作的接地保護繼電器（GR＝Ground Relay）；二是藉由ZCT和零相電壓檢測裝置（ZPD）的組合檢出故障電流，再依故障電流大小與兩者相位關係動作的方向性接地保護繼電器（DGR＝Directional Ground Relay）。一般常用的雖然是GR，但由於近來機械內部纜線有越來越長的趨勢，為了防止因其他迴路故障造成的誤動作，所以採用DGR的情形也增加了。

• 電壓保護繼電器係指
  異常電壓包含因發電機故障所導致的電壓急速上升，或因停電、短路導致的電壓下降等情形。
  電壓保護繼電器可因應交流迴路的電壓變動，當電壓到達事先設定的狀態時，此繼電器即能檢測出此些電壓進而動作。
  基本動作模式可大致分為過電壓檢測與電壓不足檢測兩大類。
  
  

• 過電壓繼電器（OVR）
  當電壓超過設定值時，此繼電器將執行接點動作、警報或斷路器跳脫等動作。

• 低電壓繼電器（UVR）
  當電壓低於設定值時，此繼電器即會動作。
  主要用途為電壓下降防護，或檢測配線短路故障等。

• 馬達保護繼電器係指
  所謂的馬達有很多種類，其中最廣為用作產業設備動力的是三相感應馬達，而用來保護此種馬達的裝置就稱為馬達保護繼電器。
  保護馬達是一件很重要的事情。
  早期檢測出異常，將馬達本身及相關負載的損壞程度控制在最小限度，諸如深井幫浦用的馬達等，更換時相當耗時耗力的馬達就必須嚴防其可能燒毀。隨著使用者越來越重視馬達體積小、重量輕等條件，再加上馬達重要度日益增加，保護馬達的馬達保護繼電器也越來越需具備高效能及高可靠度，因此電驛形式從過去單純的熱電驛逐漸替換成靜態電驛（電晶體型）。

• 電力系統相互連接用保護機器係指

• CGS係指
  CGS （Co-Generation System）係指一種分散型電源，藉由內燃機或氣輪機等馬達驅動發電機，供給機內負載電力的同時，利用馬達散熱，提供暖氣、熱水或冷氣。是一種可提升能源綜合效能的系統，一般稱為汽電共生系統。以通產省資源能源廳為中心，將此私人發電系統，作為21世紀能源藍圖，提倡複合式能源的時代已經到來。

• 為何需要電力系統相互連接用保護繼電器
  過去的電力接收端防護系統，僅會因應使用者端故障（短路及接地），讓電力接收端的斷路器有所動作。
  但，若是相互連接的電力系統(分佈型電源)，就必須實踐下列項目。

1. 必須確保大眾與施工者的安全，與不會為電力供給設施或其他使用者的設備帶來負面影響。
2. 在供給穩定度與電力品質上，不會為其他使用者帶來負面影響。
   意即，不僅是使用者端的故障，此電驛還必須檢測出電力系統端的停電或故障，從電力系統解除發電機的並聯。
   
   具體的應用實例如下：

1. 讓發電機不供給故障電流至系統的故障點。
2. 不容許逆向電力潮流時，不讓發電機輸出電力至系統端。
3. 當系統再斷路時，不讓兩者在電壓非同步的狀態下連結。
   
   資源能源廳的《電力系統連接技術要件指南》中記載有此系統，符合指南要件時即可將相互連結至電力系統。

• 電力系統相互連接用保護繼電器組成範例（接收高壓電使用者、同步發電機）

• 不同故障型態下各種繼電器的反應

• 各繼電器的設定範例
  以下將介紹電力系統相互連接用保護繼電器的標準設定。
  最終要依向電力公司申請相互連接時進行的系統故障計算，與基於此計算所確認的調整並決定如何設定。

• 其他電力系統相互連接用保護繼電器的要求事項
  「指南」中，由分佈型電源設備影響系統的重要性出發，針對相互連接用防護系統與繼電器的功能要求達到以下的項目，藉此提高使用信任度。
  
  
• 伴隨省略線路無電壓確認裝置進行系統的雙重化
  「指南」中規定，分佈型電源使用者有於變電所裝設線路無電壓裝置（此為再斷路時，確認線路有無電壓的裝置）的義務。但當同系統中存在多個分佈型電源使用者或考慮設置成本，安裝裝置的規定難以落實。因此，可將發電機於系統停電狀態下，藉由配置加倍數量並可以完全將發電機從系統解除並聯的繼電器，即可省略本裝置。至於執行雙重化的方式，亦可為裝設UPR。採用此方式時，必須要設置於二相。
  
  
• 繼電器的控制電源以專用直流電迴路進行供給
  控制電力系統相互連接用保護繼電器的電源，必須以專用的直流電迴路進行供給。此措施除為了確保電源供給的穩定度外，同時也是為了在發生系統短路故障時，電驛仍可繼續動作。
  （儀器用變比器VT的電源短路時，將會喪失輸出電壓。）

接地保護繼電器的概要

• 電力接收用GR的選擇
  為了接地故障點有效的選擇斷路，將透過系統條件落差安裝的GR，由OCGR（接地過電流繼電器）或DGR （方向性接地繼電器）中擇一使用。
  
  

繼電器的選擇程序

• 零相比流器（ZCT）的接地電流監視
  流入迴路的電流大小，無論是單相還是三相，往返電流皆相同。一旦發生接地故障，往返電流即會出現落差。兩者間的差異將使ZCT誘發磁通，電流將流至二次側。繼電器將會檢出並監視該電流。常用於低壓的漏電斷路器同樣是依該原理架構而成。

• 零相電壓檢測裝置（ZPD）的電流方向監視
  

• 接地保護協調
  接地保護協調為接地故障防護繼電裝置運用上，最為重要的概念。
  保護協調係指，迴路中發生故障時，將機器動作協調成僅會斷路故障迴路，藉此維持健全的迴路供電，與為了不損及負載機器或迴路機器，協調、配置各機器的動作特性。
  
  
• 協調接地電流、電壓靈敏度
  接地障礙是隨著接地點的位置、接地點的型態產生的各式零相電壓、零相電流。

• OCGR的靈敏度協調
  此迴路選擇方式是，以ZCT檢出的零相電流大小於本身迴路故障時會不同於其他迴路故障一事為原理。
  如圖1所示。
  
  

• DGR的靈敏度協調
  DGR的靈敏度協調含有零相電壓要件。零相電流的靈敏度協調與OCGR完全相同。
  零相電壓的靈敏度，無論在配電線的任何一處，皆與障礙時產生的零相電壓數值相同。零相電壓的靈敏度就如短路電流，不像末端故障時的故障電流那麼小。因此光就零相電壓的靈敏度而言，多數時候無法選擇斷路故障點，但是諸如提高終端設備靈敏度（上位電驛與下位電驛之間的協調時間的一般概念）這種形式於輕微接地時即於末端斷路，而變電所的GR則成為其後備防護。所以，進行重度接地防護時，不可只協調零相電壓的靈敏度，必須判斷與其他回路間的相位，且在自迴線上與內建序列的GR進行時間協調。將繼電器的零相電壓－零相電壓特性上的接地故障點繪製成圖的就是圖3。
  
  

馬達保護繼電器的概要

• 馬達保護繼電器的必要功能
  使用馬達保護繼電器的目的為以下兩種。

1. 保護馬達本身（防止燒毀）
2. 將馬達相關的負載損害控制在最小限度。
   （此時，比起馬達本身，必須多考量馬達負載相關事項，進而選定馬達保護繼電器。）

為能滿足上述的（1）以及（2），馬達保護繼電器具備以下三種功能。

• 過負載要件
  馬達過負載時，若過電流若長時間流入，馬達將會燒毀。
  因此，當過電流流入時，必須馬上檢出過電流，將馬達電源斷路，藉此保護馬達。
  但，一般感應馬達，如圖1啟動時，將會流入500％左右的過電流，歷時數秒至數十秒之間。此時若馬達的過負載要件開始運作，或只要一啟動馬達即會馬上斷路，無法運轉。所以馬達保護繼電器除必須能檢測出流入馬達的電流是否超過額定值，也就是必須具備「過電流要件」外，還必須具備「時間要件」，意即過電流的持續時間若小於馬達啟動時間時，電驛就不動作，若大於啟動時間、過電流持續流入時即會讓電驛啟動。簡而言之，就是為了避免馬達啟動時馬達保護繼電器出現誤動作，所以必須具備時間要件。必須具備時間要件的另一個重要理由。
  於圖2中顯示馬達過熱特性的是I²t曲線，若位在此曲線下方範圍內，即代表馬達不會燒毀，可充分使用。以此為例，即使500％的過電流流入，只要經過40秒就能使用馬達，若電流值降為一半的250％，
  則可使用4倍時間也就是160秒。同樣，若為100％時，也依上述算式計算，
  
  

結果只能使用1000秒，但100％是額定電流，因此馬達可持續運轉，不適用此算式。因此這條曲線並非顯示完全正確的I²t，而是顯示大致正確的I²t。
那麼，即使上述的過電流流經馬達本身，也不代表馬達會立即燒毀，由於有些緩衝的時間，因此至少能夠撐過起動電流、啟動時間長度左右的過負載情形。因此，若認為要將馬達使用至該臨界點才屬上策，那馬達保護繼電器就不能一碰到過電流就立即動作，而是要沿著圖2的曲線的下緣曲線動作，流入較大電流時迅速動作，電流較小時則進入長時間動作，也就是說一般都希望電驛能具備所謂的反時限特性的時間特性，而這也是為何要將此特性加入過負載要件的重要理由。藉此，即可防止馬達保護繼電器為稍稍過負載，就立刻動作又立刻停止的情形，即可減少不必要的運轉與停機。
但此重要的理由，也會因用途不同而不被需要。例如，已訂定負載且流入超過額定值的電流，可明確認定是負載異常狀態時，若過電流流入後不能立即切斷馬達電源，負載部分即會出現災情，擴大整體損害程度。一般而言，對於此種防護負載用途的過負載要件動作時間，都是期望能越快越好。當然，即使在這種狀況下，啟動時由於會流入過大的起動電流，因此電驛必須具備在啟動後一定時間內不會動作，而之後可瞬間動作的過負載要件，一般把這稱作瞬間類型。
到此，雖然已經說明過負載要件必須具備電流值檢出要件和時間要件，但此電流值、時間值要是多少才比較適合？

• 電流值
  JEM 1357 〈三相感應馬達用感應型與靜態保護繼電器〉的規範中，規定動作值為電流設定值的105～125％範圍內，馬達保護繼電器的製造商大部分皆依循此規範。因此，若無特別指定的馬達遵照此規範即可。
  
  
• 時間
  在同樣的JEM 1357規範中，規定電流設定值600％的過電流要在40秒以下，200％的過電流要在4分鐘以下。
  此外，JIS B 8324深井用水中馬達幫浦的馬達保護規定「讓機械透過全負載電流的5倍電流動作5秒」。因此，一般而言馬達保護繼電器針對500％的過電流，備有動作時間數秒～數十秒的種類以供選擇。
  
  

過負載要件的統整

1. 過負載要件的電流要件在額定值下不會動作，通常是設定在額定值的125％才會動作。時間部分，500％過電流時有數秒至數十秒左右，所以要選擇比馬達啟動時間還要長的時間。一般稱之為反時限特性，是種電流值變大時就迅速動作，電流較小時則進入長時間動作的時間特性。
2. 時間要件可分為兩種：一是啟動時與之後運轉時皆以相同時間特性動作；一是僅啟動時存在時間差，運轉時則作為瞬間動作，藉此保護馬達相關的負載，後者一般稱為瞬間類型。
   
   

• 欠相檢測要件
  馬達電源線因斷線、連接部鬆脫、控制用開關接觸不良、馬達內部的斷線等，讓原本以三相電壓運轉的馬達變為單相運轉的狀態，稱為「欠相」。
  停機中的感應馬達由於無法以單相開始轉動，因此若在欠相狀態下啟動時，起動電流會不停地流入，進而電驛就會依據前述的負載要件檢測，即可防止馬達本身燒毀。但是於正常運轉當中欠相亦會成為單相狀態，就如一般所知，負載變輕後三相感應馬達即可作為單相感應馬達，維持馬達的運轉。
  請看圖3。共有形連接馬達、△形連接馬達的電源相欠相、△形內部欠相3種型態。此時來思考一下，光是用已插入電源的過負載要件，是否可防止馬達燒毀。
  
  

1. (1)連接馬達的欠相
   如圖3（a），流入至電源線的電流與流入至馬達線圈的電流，於何處斷線皆相同。因此，即使發生欠相並流入過電流，但電驛還是會檢測出電源線的過負載，馬達不會燒毀。而且，若馬達負載輕尚不致成為過電流時，雖不會檢測出故負載要件，馬達也因電流小而不至於燒毀，但仍會持續輕負載運轉。
   
   

2. (2)△形連接馬達的外部欠相
   如圖3（b）的話又是如何。若將正常時流入至線圈的電流視作I，此時流入電源線的電流當然為√3I，意即線圈的額定電流若為In，此時電源線的額定電流即為√3In，藉由在√3In＜√3I監視過負載要件，即等同在監視線圈電流是否為In＜I。
   但是若為（b）的欠相狀態，I＝In時的電源線電流為3／2In，這當然是3／2In＜√3In或1.5In＜1.732In。因此，即使因馬達負載狀態導致線圈出現過電流時，由於電源線的電流仍低於額定電流，過負載要件不會動作，所以可能造成線圈燒毀。所以在這種情況下為防止馬達燒毀，就必須具備其他檢測欠相的要件。
   
   
3. (3)△形連接馬達的內部欠相
   如圖3 （c）的話又是如何。I₁及I2和正常時相同由於是│I₁│＝│I₂│、相位差120°，因此V相電源線電流也和正常時相同，為√3I。此外U、W相的電流各為I₁、I₂，從電源線來看，線圈較正常時看來更有機會流入過電流，構成過負載要件的檢測條件，因此無須擔心馬達可能燒毀。
   所以，可說和（1）的形連接如出一轍。以上都是從防止馬達燒毀的角度出發所做的說明。
   
   

1. 僅依靠過電流要件，欠相時可能無法防止馬達燒毀，因此必須設置欠相要件。
2. 輕負載時即使欠相，卻不會有過電流那樣強的電流流入，因此無法檢出過負載。因此必須設置可迅速檢出異常的欠相要件。
3. 一般指稱的欠相是指電源線的欠相，由於很多時候無法檢出△形內部欠相，因此必須多加留意。
4. 雖有電壓檢測法，但電流檢測法絕對有利。
   
   

• 逆相要件
  三相感應馬達當相序反過來時，旋轉方向也會隨著反向。馬達上並不存在可任意變換旋轉方向的用途，畢竟偶然一次的瞬間反轉，就可能對馬達的負載造成致命的打擊。為此才出現了，當加諸於馬達的電源相序反過來時，可立即檢測出此種情況的「逆相要件」 。
  
  

1. 不須逆相要件的情況也很多。
2. 電壓檢測法的優點在於馬達啟動前即可檢出，而電流檢測法的優點則是在於可直接監視馬達的電流相序，然而兩者都也有各自的缺點。
   
   

• 馬達保護繼電器的特別說明事項
  使用馬達和馬達保護繼電器時必須注意的地方有好幾項，以下將針對欠相時的電壓下降、馬達電流波形的畸變、改善功率因數用電容器的配置、馬達電流的不平衡進行說明。

• 欠相時的電壓下降（電源連接上的注意事項）
  如圖7所示，V相即使發生欠相（斷線），施加於馬達保護繼電器與電磁接觸器上的電壓並不會降至零，U、W間的線路電壓Vuw是以馬達繞組X及Y分壓。而且一般來說，電磁接觸器激磁線圈和馬達保護繼電器電源迴路的阻抗，都比X及Y線圈的阻抗要大，因此幾乎都是施加1/2Vuw的電壓。所以，為了讓電磁接觸器在此狀態下斷路，就要讓馬達保護繼電器在電壓即使還有額定電壓一半時，也能檢出欠相並動作，若無法採此種作法時就要選擇讓電磁接觸器無法在1/2的電壓下維持運作，自動復歸。
  但是，若將電磁接觸器的電源與馬達保護繼電器電源採不同相，例如圖7中，馬達保護繼電器和電磁接觸器皆透過U、W相連接電源，若僅有電磁接觸器從U、W相連接電源時，即使V相發生欠相，電磁接觸器仍會帶有額定電壓不會復歸。而且，馬達保護繼電器上只能施加1/2的電壓，因此當馬達保護繼電器無法動作時，就無法進行防護。
  所以，不論條件是讓馬達保護繼電器就算只有1/2電壓也能動作，還是
  注意配線讓電磁接觸器在1/2電壓下必定歸位，都是需要留意的事項。
  
  

• 馬達電流波形的畸變
  送風風扇用馬達的電流波形範例

• 改善功率因數用電容器的設置位置
  為改善馬達功率因數，因此如圖7所示，插入與馬達並列的進相用電容器。馬達於輕負載時流入的電流幾乎為無功分量，當中混入了相當多的高諧波。而且，將電容器並列連接至馬達消除基本波後，最後只會留下高諧波，若此高諧波較大時，原本設計是輸入50/60Hz正弦波的欠相、逆相迴路等就容易出現誤動作。當然，大部分的情況是高諧波電流都很小不會造成誤動作，但為了降低誤動作發生的機率，建議如圖7所示，在馬達保護繼電器前方設置電容器較為保險。
  此外，將電容器插入馬達保護繼電器後方之後，馬達電流將會明顯減少，還必須預估其份量以進行馬達保護繼電器的過電流動作值設定，過程十分繁複。因此從此點來看，就可知為何一般希望只提供流入馬達的電流給馬達保護繼電器就好。
  
  

• 靜態馬達保護繼電器的構造（以本公司 SE型為例）

• 換流器
  當中裝設有，可將馬達電流大小轉換成電晶體迴路容易使用的比流器，和將經過比流器整理的二次電流進行三相全波整流的二極管，與將整流後的電流轉換為直流電壓的電阻器。
  特別是可藉由變更此換流器中內部的分接，讓其抵抗值進行3階段的變化。由此可知為了能在較為寬廣的馬達電流範圍內使用，製造商下了不少功夫。
  例如當馬達電流為80A時，為了讓換流器的輸出電壓設為21V，而讓電阻器為600Ω的話，那為了讓40A時也是21V，電阻器就必須為1,200Ω。此外，當20A時連接了2,400Ω的阻抗，換流器的輸出電壓也會因此固定在21V。所以假設如果馬達保護繼電器會在21V時動作的話，意即可藉由此分接變更，任意組合20A、40A、80A皆可動作。（註. 電壓及抵抗值只舉一例。）
  此外，若欲以20A動作並已選擇分接時，將馬達電源線在換流器上纏繞兩次的話，即使馬達電流是10A，從換流器的角度看來，等同是流入20A的電流，因此靠10A電流即可讓馬達動作。同樣地，若纏繞4次的話即可以5A動作。
  
  

• 過負載要件
  換流器的輸出，是透過連接線進入馬達保護繼電器主體的7 （C＋）、8 （C－）端子〔數字為插入型時的端子編號，（　）裡的是崁入型時的端子編號〕，於電流刻度設定迴路中分壓後進入過電流檢測迴路。電流刻度設定迴路為藉由可變電阻架構成的簡單分壓迴路，透過改變其分壓比例，即可變更電流動作值。此時將換流器的分接設為20A後，只要旋轉此可變電阻器的旋鈕，即可在8A～20A的範圍內設定動作值。若此時產生過電流的話，過電流檢測迴路將在檢出過電流後，驅動下一次的時間設定迴路。
  此時間設定迴路具備前述的反時限特性，即如圖9所示的時間特性。
  
  

• 繼電器動作相關事項

（手動復歸型）
SE型..........繼電器在機械性能上會自我保持，即使停電，直到手動復歸為止的時間裡，電驛仍保持動作。
K2CM型.....繼電器由於採用保護繼電器，即使停電也是保持鎖定。復歸功能需要使用電源。

（自動復歸型）
低於設定即會自動復歸。（但與欠相要件並用時，若已欠相，操作電源將會降低，因此請將供給U、V的電源與馬達電源分開。由於上述的原因，因此無法使用逆相要件。）

• 欠相要件
  圖11. 換流器的輸出波形

• 逆相要件
  圖15為構成圖，圖16為向量圖。由電阻器與電容器所構成的OR位相迴路檢測出逆相訊號於逆向檢測迴路中達動作值電平（控制電源電壓的80%以下）。逆相檢測迴路的輸出是透過OR讓繼電器動作。然而，馬達保護繼電器的電源是由U、V相而來，因此若問不須逆相要件時，是否能拔除端子3 （W）的連接，答案是:Vuv有可能被RP₁和CC₁分壓，而被分壓的電壓又可能會施加於電晶體並動作。當然，輸入電壓過小時也可能不會動作，但並非絕對，因此這時就必須換為無逆相要件的裝置。不過，此馬達保護繼電器是50/60Hz共用，因此Vde即使於正常時也不會完全降至零。不過由於Vde在正常時與逆相時的差距過大，所以可在充分穩定的情況下動作。
  
  

• 外部連接
  圖17 （a）、（b）各顯示一個外部連接範例。當然，未使用逆相要件時，不須連接端子3 （W）。

1. 電磁接觸器的激磁線圈與馬達保護繼電器的電源端子（U、V）相，請勿使用同相。
2. 進相用電容器要從換流器置入電源端。
3. 連接換流器與馬達保護繼電器主體時，務必小心不要弄錯極性。此連接後流入電流的一般數值為mA，最大數值為十mA。
   因此無須特別留意連接線的電流容量。電壓一般也是低於數十V。
   即使是過電流時也會低於400V，所以使用600V的絕緣電線一定不會產生問題。
   雖然也是無須特別留意雜訊問題，但還是希望設置時能盡量遠離大電流線纜。
4. 往電壓端子（U、V、W）的相序不可出錯。無須逆相要件時（逆相要件「關」）僅有U、V，因此無關相序。
5. 在電磁接觸器前完成U、V、W的配線，即可在馬達啟動前偵測出逆相，對整體有利。
   
   

• 馬達電流的不平衡
  馬達電流的不平衡率一般雖然只有數％左右，但是使用多年的馬達或透過V型接線變壓器供電給馬達時，不平衡率可達10～20％以上。下一頁將提供簡單的不平衡率計算方式，請計測看看。若超過20％時，極有可能無法偵測出△形內部欠相。
  
  

• 參考
  不平衡率相關事項
  根據對稱坐標法，將三相電流Ia、Ib、Ic各自或將向量運算子視為
  
  將會被定義成上述內容，而此計算結果會被用做顯示三相電流、電壓不平衡程度的標準。不過因為計算過程繁複，若使用下述的不平衡率計算表，即可輕鬆求得不平衡率。
  圖18是知道三相輸入的3個絕對值後，為求得其不平衡率所做的圖表。
  例如三相交流輸入的A相電流I_A=50A、B相電流I_B=35A、C相電流I_C=45A時，以電流I_A為標準，以電流I_A除以其他相的電流，
  求得上述數據。接著確認從右側縱軸KB＝0.7位置延伸的圓弧B與從左側縱軸K_C＝0.9位置延伸的圓弧C交叉的交點P1。由於點P1位在顯示不平衡率20％的圓上，因此可判斷此時的不平衡率為20％。
  此外，I_A＝50A、I_B＝65A、I_C＝50A時，將會是K_A＝1.0、K_B＝1.3、K_C＝1.0，此時，各圓弧的交點為P2，由於此P2點也幾乎落在不平衡率20％的圓上，因此可判斷此時的不平衡率為20％。如上所述，從K_B、K_C開始延伸的圓弧交點，皆落在不平衡率20％的範圍，所以全部的不平衡率都為20％。並由此可知有無數個組合同在一個不平衡率上。
  同樣地，D1～D8全部都為不平衡率25％的組合。
  於此考量△ P₁XY後，意即這是顯示△P₁XY為I_A、I_B、I_C的向量圖。
  
  

• 馬達防護
  馬達迴路故障有很多種，為了在故障時保護馬達，就必須使用適合的保護機器。馬達的故障內容與防護方式如下所示。
  馬達的保護機器有，3E繼電器、熱動繼電器、馬達斷路器等許多種類，彙整過後如下所示。
  每一種馬達的保護機器，都有幾項獨特的功能。但是，若無法正確使用其功能時，就無法發揮該功能應有的效能。因此，必須選擇符合目標需求的保護機器。

• 感應馬達防護
  感應型的馬達也是種類繁多，故障情形也是相當多樣。
  各個類型適合的保護機器一覽表如下所示。

• 3E繼電器的防護
  馬達的保護機器如前頁所示種類多樣，以下將特別針對3E繼電器
  （過負載要件、欠相要件、逆相要件）的馬達防護進行說明。

• 過載防護
  在馬達防護功能中，過負載要件若能正常發揮該有的效能，即能做好大部分的防護工作。為了確實做好過負載的相關防護，必須正確執行3E繼電器的動作值設定與動作時間設定。
  讓防護功能發揮效力的保護協調曲線，要依下述程序製作。
  
  
• 馬達保護協調
  考量馬達保護協調時，必須考慮連接至迴路的機器間相互的協調。
  以下列舉的是討論事項。

• 欠相保護
  欠相狀態係指，由於馬達電源線斷線或連接部鬆脫後，開關接觸不良、馬達內部斷線等因素，造成馬達單相運轉的狀態。若變成此種狀態，馬達相電流的增加份量將比線路電流的顯著，曾有繞組的溫度上升幅度因此超過容許值，造成馬達燒毀的案例。此時，無法檢測出過負載，必須藉由欠相檢測進行防護。圖中顯示欠相故障與電流變化。此圖的重點在於，圖中2、3、5的事例中相電流的增加份量相較於線路電流的要多上許多，此時線路電流的過負載檢測就可能出現無法偵測故障的情形。由於欠相檢測靈敏度是固定的，並且是由使用者進行協調，因此不一定要設定動作值，但由於此為難以處理的故障現象，所以舉一範例進行解說。

• 逆向保護
  相序相反時，馬達的旋轉方向也會跟著變成相反。逆相要件可檢測出電源的相序，逆相時會讓馬達無法啟動。相序檢測由於只要確實設置一次即可，對馬達防護來說雖然是個次要的要件，但對負載的防護等十分有效。