智能電動(dòng)機保護器在工業(yè)系統中的應用

【摘 要】 分析電動(dòng)機保護器的原理及功能，介紹電動(dòng)機保護的勢與應用，它的使用效果直接影響到企業(yè)生產(chǎn)與企業(yè)的經(jīng)濟效益的關(guān)系，而其工作效率由電動(dòng)機保護器來(lái)檢測，由生產(chǎn)集中控制來(lái)調節對智能化電動(dòng)機保護器的基本原理及應用的介紹認識和解 。

【關(guān)鍵詞】電動(dòng)機；保護器；應用

1.引言

隨著(zhù)我國工業(yè)領(lǐng)域自動(dòng)化程度的日益加深，工業(yè)系統對電動(dòng)機的智能保護和自動(dòng)控制提出了新的要求，因此電動(dòng)機保護器這一新型的工業(yè)保護控制裝置日益為大家所重視，并得到了廣泛的應用，目市場(chǎng)上的電動(dòng)機保護器一般都由以下幾個(gè)部分組成：電源系統、采樣單元、信號處理及控制系統、控制及反饋回路、人機界面。本文介紹安科瑞智能電動(dòng)機保護器的應用，智能電動(dòng)機保護器的性能，外觀(guān)，使用功能等。

2.概述

ARD2系列智能電動(dòng)機保護器，采用單片機技術(shù)，具有抗干擾能力強，工作穩定可靠，數字化，智能化，網(wǎng)絡(luò )化等特點(diǎn)，保護器對電動(dòng)機運行過(guò)程中的起動(dòng)超時(shí)，過(guò)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，并設有SOE故障時(shí)間積累功能，方便縣城維護人員查找原因，具有RS485遠程通訊接口，DC4-20MA模擬量輸出，方便與PLC,PC等組成網(wǎng)絡(luò )系統，實(shí)現電動(dòng)機運行遠程監控.

       2.1安科瑞ARD2系列智能電動(dòng)機保護器

ARD2一體式電動(dòng)機保護器

ARD2F分體式電動(dòng)機保護器

       2.2技術(shù)參數：

3.保護功能

       (1)阻斷保護：電動(dòng)機在起動(dòng)過(guò)程中，如果由于負荷過(guò)大或自身機械原因，造成電動(dòng)機軸被卡住，而未及時(shí)解除故障，將造成電機過(guò)熱，絕緣降低而燒毀電機，堵轉保護適用于電動(dòng)機起動(dòng)發(fā)生故障保護。

       (2)過(guò)流保護：不正確的起動(dòng)和負載轉矩過(guò)大，也常常引起電機出現很的過(guò)電流，一般情況下當電機線(xiàn)路電流在其額定電流 1．5-6倍之間時(shí)，保護器進(jìn)行反時(shí)限過(guò)流保護，過(guò)流保護時(shí)間一般為幾秒鐘。

       (3)斷相保護：電機在正常運行中，保護器能根據三相電流的差值自動(dòng)檢測出來(lái)，并進(jìn)行斷相動(dòng)作保護。

       (4)三相電流不平衡保護：當電動(dòng)機發(fā)生斷三相電流嚴重不平衡時(shí)，如不平衡率達到保護設定時(shí)，保護器按照設定的要求保護，發(fā)出停車(chē)或警報，確保電動(dòng)機的運行。

       (5)過(guò)載保護：電動(dòng)機在過(guò)負載情況下當保護器監測到電動(dòng)機過(guò)載運行了，保護器應在警報或脫扣（延時(shí)）設定時(shí)間內發(fā)出警報或脫扣信號。

       (6)欠電壓保護：電機在有些應用場(chǎng)合下，當電壓降到額定電壓以下就要求能自動(dòng)切除電源而停止工作，這種保護成為欠電壓保護 。

       (7)堵轉保護：電動(dòng)機在起動(dòng)過(guò)程中，如果由于負荷過(guò)大或自身機械原因，造成電動(dòng)機軸被卡住，而未及時(shí)解除故障，將造成電機過(guò)熱，絕緣降低而燒毀電機.

       (8)漏電接地保護：對于中性點(diǎn)絕緣或小電流接地系統，當零序電抗器檢測到的零序電流超過(guò)整定值時(shí)漏電保護動(dòng)作。

4、選用原則

       在工業(yè)系統，電機保護器按結構形式劃分，一般分為一體式和分體式兩種：者是獨的整體，故適合固定柜安裝 ，如老式開(kāi)關(guān)柜和XMP1柜改造，可將保護器 直接固定在安裝面板上，通過(guò)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，可在一定范圍內任意安置，故非常適合于新型的 XMP3系列抽屜式開(kāi)關(guān)柜的安裝。 

5.應用案例

       雖然電動(dòng)機保護這一產(chǎn)品已經(jīng)較為成熟，但目工業(yè)系統中電動(dòng)機保護器的應用仍處于起步階段，部分使用者仍然不熟悉它的具體應用情況，下面就以 SDM800 型電動(dòng)機保護器為例，簡(jiǎn)單介紹一下相關(guān)應用案例。某公司有一臺 110kW 的電動(dòng)機，采用星三角起動(dòng)方式，之由于常處于過(guò)載狀態(tài)運行，熱繼經(jīng)常產(chǎn)生保護動(dòng)作，影響了生產(chǎn)調度。后經(jīng)過(guò)技術(shù)改造，采用電動(dòng)機保護器作為保護裝置，設定當電動(dòng)機運行電流大于額定電流的 1.05 倍時(shí)開(kāi)始進(jìn)行熱量累積計算（運行電流越大則熱量累積越快），在熱量累積達到允許值的 90%時(shí)向控制系統發(fā)送警報信號（通過(guò)人機界面和 RS485 數字通信口兩種方式同時(shí)發(fā)送），在熱量累積達到允許值時(shí)則自動(dòng)將電動(dòng)機停機。這樣處理以后，用戶(hù)可以在發(fā)現警報信號后及時(shí)對生產(chǎn)調度做出調整，將電動(dòng)機的負載降低以免熱過(guò)載后不得不停機影響生產(chǎn)，而即使沒(méi)有及時(shí)對電動(dòng)機過(guò)載情況進(jìn)行處理，也可以在警報一段時(shí)間后在熱量累積達到允許值時(shí)自動(dòng)停機，避免無(wú)人狀態(tài)下電動(dòng)機過(guò)熱受損。這一方案兼顧了生產(chǎn)流程的順暢和電動(dòng)機的安全，取得了很好的效果。下圖為此方案的接線(xiàn)圖。

       圖中，電動(dòng)機三相電壓信號直接接入電動(dòng)機保護（3、4、5 號端子），三相電流信號則以穿芯方式穿過(guò)電動(dòng)機保護器的電流進(jìn)線(xiàn)孔，電動(dòng)機保護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(dòng)機保護器通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸入端口（DI1、DI2、DI3）監測三個(gè)接觸器的當分合狀態(tài)以判斷當電動(dòng)機運行狀態(tài)。電動(dòng)機起動(dòng)時(shí)，DO1、DO2吸合，一段時(shí)間后 DO3 吸合并且 DO1 斷開(kāi)，完成整個(gè)星三角起動(dòng)過(guò)程。如果達到預設的警報條件而沒(méi)有達到保護條件時(shí)，則通過(guò)人機界面和 RS485 數字通信口發(fā)送警報指示。一旦接收到停機命令或者出現故障達到預設的保護條件時(shí)，則釋放三路繼電器，電動(dòng)機同時(shí)停止運行。有很大的幫助。因此，隨著(zhù)我國工業(yè)領(lǐng)域自動(dòng)化和智能化 程度的不斷提高，相信諸如電動(dòng)機保護器這樣的智能化保護/控制裝置將得到越來(lái)越廣泛的應用。

5.小結：

       從這個(gè)案例可以看出，電動(dòng)機保護器的使用相當靈活，由于警報參數和保護參數可以根據實(shí)際生產(chǎn)運行條件預設為不同的值，所以可以很好的適應實(shí)際的工藝生產(chǎn)流程，避免過(guò)度保護影響生產(chǎn)的流暢，對于工業(yè)領(lǐng)域的大規模流水化生產(chǎn)。安科瑞電動(dòng)機起動(dòng)器等電器元件構成電動(dòng)機控制保護單元，具有遠程自動(dòng)控制、現場(chǎng)直接控制、面板指示、信號通知、現場(chǎng)總線(xiàn)通信等功能，可廣泛應用于煤礦、石化、冶煉、電力、建筑等行業(yè)的配電領(lǐng)域。

【參考文獻】

【1】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊，2019.11版

【2】華東科技：學(xué)術(shù)版 2014年 第4期  魏鐘康