智能電動機(jī)保護(hù)器在工業(yè)系統(tǒng)中的應(yīng)用

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

【摘 要】 分析電動機(jī)保護(hù)器的原理及功能，介紹電動機(jī)保護(hù)的優(yōu)勢與應(yīng)用，它的使用效果直接影響到企業(yè)生產(chǎn)與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)系，而其工作效率由電動機(jī)保護(hù)器來檢測，由生產(chǎn)集中控制來調(diào)節(jié)對智能化電動機(jī)保護(hù)器的基本原理及應(yīng)用的介紹認(rèn)識和解 。

【關(guān)鍵詞】電動機(jī)；保護(hù)器；應(yīng)用

1.引言

隨著我國工業(yè)領(lǐng)域自動化程度的日益加深，工業(yè)系統(tǒng)對電動機(jī)的智能保護(hù)和自動控制提出了新的要求，因此電動機(jī)保護(hù)器這一新型的工業(yè)保護(hù)控制裝置日益為大家所重視，并得到了更廣泛的應(yīng)用，目前市場上的電動機(jī)保護(hù)器一般都由以下幾個(gè)部分組成：電源系統(tǒng)、采樣單元、信號處理及控制系統(tǒng)、控制及反饋回路、人機(jī)界面。本文介紹安科瑞智能電動機(jī)保護(hù)器的應(yīng)用，智能電動機(jī)保護(hù)器的性能，外觀，使用功能等。

2.概述

ARD2系列智能電動機(jī)保護(hù)器，采用單片機(jī)技術(shù)，具有抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定可靠，數(shù)字化，智能化，網(wǎng)絡(luò)化等特點(diǎn)，保護(hù)器對電動機(jī)運(yùn)行過程中的起動超時(shí)，過載，斷相，不平衡，欠載，接地/漏電、阻塞，短路，外部故障等情況進(jìn)行保護(hù)，并設(shè)有SOE故障時(shí)間積累功能，方便縣城維護(hù)人員查找原因，具有RS485遠(yuǎn)程通訊接口，DC4-20MA模擬量輸出，方便與PLC,PC等組成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電動機(jī)運(yùn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控.

       2.1安科瑞ARD2系列智能電動機(jī)保護(hù)器

ARD2一體式電動機(jī)保護(hù)器

ARD2F分體式電動機(jī)保護(hù)器

       2.2技術(shù)參數(shù)：

3.保護(hù)功能

       (1)阻斷保護(hù)：電動機(jī)在起動過程中，如果由于負(fù)荷過大或自身機(jī)械原因，造成電動機(jī)軸被卡住，而未及時(shí)解除故障，將造成電機(jī)過熱，絕緣降低而燒毀電機(jī)，堵轉(zhuǎn)保護(hù)適用于電動機(jī)起動發(fā)生故障保護(hù)。

       (2)過流保護(hù)：不正確的起動和負(fù)載轉(zhuǎn)矩過大，也常常引起電機(jī)出現(xiàn)很的過電流，一般情況下當(dāng)電機(jī)線路電流在其額定電流 1．5-6倍之間時(shí)，保護(hù)器進(jìn)行反時(shí)限過流保護(hù)，過流保護(hù)時(shí)間一般為幾秒鐘。

       (3)斷相保護(hù)：電機(jī)在正常運(yùn)行中，保護(hù)器能根據(jù)三相電流的差值自動檢測出來，并進(jìn)行斷相動作保護(hù)。

       (4)三相電流不平衡保護(hù)：當(dāng)電動機(jī)發(fā)生斷三相電流嚴(yán)重不平衡時(shí)，如不平衡率達(dá)到保護(hù)設(shè)定時(shí)，保護(hù)器按照設(shè)定的要求保護(hù)，發(fā)出停車或警報(bào)，確保電動機(jī)的運(yùn)行。

       (5)過載保護(hù)：電動機(jī)在過負(fù)載情況下當(dāng)保護(hù)器監(jiān)測到電動機(jī)過載運(yùn)行了，保護(hù)器應(yīng)在警報(bào)或脫扣（延時(shí)）設(shè)定時(shí)間內(nèi)發(fā)出警報(bào)或脫扣信號。

       (6)欠電壓保護(hù)：電機(jī)在有些應(yīng)用場合下，當(dāng)電壓降到額定電壓以下就要求能自動切除電源而停止工作，這種保護(hù)成為欠電壓保護(hù) 。

       (7)堵轉(zhuǎn)保護(hù)：電動機(jī)在起動過程中，如果由于負(fù)荷過大或自身機(jī)械原因，造成電動機(jī)軸被卡住，而未及時(shí)解除故障，將造成電機(jī)過熱，絕緣降低而燒毀電機(jī).

       (8)漏電接地保護(hù)：對于中性點(diǎn)絕緣或小電流接地系統(tǒng)，當(dāng)零序電抗器檢測到的零序電流超過整定值時(shí)漏電保護(hù)動作。

4、選用原則

       在工業(yè)系統(tǒng)，電機(jī)保護(hù)器按結(jié)構(gòu)形式劃分，一般分為一體式和分體式兩種：前者是獨(dú)的整體，故適合固定柜安裝 ，如老式開關(guān)柜和XMP1柜改造，可將保護(hù)器 直接固定在安裝面板上，通過饋出電纜穿芯即可。后者由于互感器部分與顯示部分分為兩體，可在一定范圍內(nèi)任意安置，故非常適合于新型的 XMP3系列抽屜式開關(guān)柜的安裝。 

5.應(yīng)用案例

       雖然電動機(jī)保護(hù)這一產(chǎn)品已經(jīng)較為成熟，但目前工業(yè)系統(tǒng)中電動機(jī)保護(hù)器的應(yīng)用仍處于起步階段，部分使用者仍然不熟悉它的具體應(yīng)用情況，下面就以SDM800 型電動機(jī)保護(hù)器為例，簡單介紹一下相關(guān)應(yīng)用案例。某公司有一臺 110kW 的電動機(jī)，采用星三角起動方式，之前由于常處于過載狀態(tài)運(yùn)行，熱繼經(jīng)常產(chǎn)生保護(hù)動作，影響了生產(chǎn)調(diào)度。后經(jīng)過技術(shù)改造，采用電動機(jī)保護(hù)器作為保護(hù)裝置，設(shè)定當(dāng)電動機(jī)運(yùn)行電流大于額定電流的 1.05 倍時(shí)開始進(jìn)行熱量累積計(jì)算（運(yùn)行電流越大則熱量累積越快），在熱量累積達(dá)到允許值的 90%時(shí)向控制系統(tǒng)發(fā)送警報(bào)信號（通過人機(jī)界面和 RS485 數(shù)字通信口兩種方式同時(shí)發(fā)送），在熱量累積達(dá)到允許值時(shí)則自動將電動機(jī)停機(jī)。這樣處理以后，用戶可以在發(fā)現(xiàn)警報(bào)信號后及時(shí)對生產(chǎn)調(diào)度做出調(diào)整，將電動機(jī)的負(fù)載降低以免熱過載后不得不停機(jī)影響生產(chǎn)，而即使沒有及時(shí)對電動機(jī)過載情況進(jìn)行處理，也可以在警報(bào)一段時(shí)間后在熱量累積達(dá)到允許值時(shí)自動停機(jī)，避免無人狀態(tài)下電動機(jī)過熱受損。這一方案兼顧了生產(chǎn)流程的順暢和電動機(jī)的安全，取得了很好的效果。下圖為此方案的接線圖。

       圖中，電動機(jī)三相電壓信號直接接入電動機(jī)保護(hù)（3、4、5 號端子），三相電流信號則以穿芯方式穿過電動機(jī)保護(hù)器的電流進(jìn)線孔，電動機(jī)保護(hù)器的三路繼電器輸出（DO1、DO2、 DO3）分別接入接觸器 CJ1、CJ2、CJ3 的輔助觸點(diǎn)，同時(shí)電動機(jī)保護(hù)器通過開關(guān)量輸入端口（DI1、DI2、DI3）監(jiān)測三個(gè)接觸器的當(dāng)前分合狀態(tài)以判斷當(dāng)前電動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。電動機(jī)起動時(shí)，DO1、DO2吸合，一段時(shí)間后 DO3 吸合并且 DO1 斷開，完成整個(gè)星三角起動過程。如果達(dá)到預(yù)設(shè)的警報(bào)條件而沒有達(dá)到保護(hù)條件時(shí)，則通過人機(jī)界面和 RS485 數(shù)字通信口發(fā)送警報(bào)指示。一旦接收到停機(jī)命令或者出現(xiàn)故障達(dá)到預(yù)設(shè)的保護(hù)條件時(shí)，則釋放三路繼電器，電動機(jī)同時(shí)停止運(yùn)行。有很大的幫助。因此，隨著我國工業(yè)領(lǐng)域自動化和智能化 程度的不斷提高，相信諸如電動機(jī)保護(hù)器這樣的智能化保護(hù)/控制裝置將得到越來越廣泛的應(yīng)用。

5.小結(jié)：

       從這個(gè)案例可以看出，電動機(jī)保護(hù)器的使用相當(dāng)靈活，由于警報(bào)參數(shù)和保護(hù)參數(shù)可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行條件預(yù)設(shè)為不同的值，所以可以很好的適應(yīng)實(shí)際的工藝生產(chǎn)流程，避免過度保護(hù)影響生產(chǎn)的流暢，對于工業(yè)領(lǐng)域的大規(guī)模流水化生產(chǎn)。安科瑞電動機(jī)起動器等電器元件構(gòu)成電動機(jī)控制保護(hù)單元，具有遠(yuǎn)程自動控制、現(xiàn)場直接控制、面板指示、信號通知、現(xiàn)場總線通信等功能，可廣泛應(yīng)用于煤礦、石化、冶煉、電力、建筑等行業(yè)的配電領(lǐng)域。

【參考文獻(xiàn)】

【1】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊，2019.11版

【2】華東科技：學(xué)術(shù)版 2014年 第4期  魏鐘康