淺談智能型電動(dòng)機保護器的功能與應用

摘要：對比分析了國內外幾種智能型電動(dòng)機保護器的功能、參數及特性，舉例說(shuō)明ZEV系列電動(dòng)機保護器接線(xiàn)示意，介紹了智能型電動(dòng)機保護器的選用原則和使用經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：智能型異步電動(dòng)機；保護器；選擇；應用；經(jīng)驗

在現代工業(yè)中，電動(dòng)機作為一種拖動(dòng)機械，成為所有動(dòng)力機械的基礎，據不*統計，我國每年因過(guò)載、斷相、三相不平衡等故障而造成電動(dòng)機燒毀的數量在2O萬(wàn)臺次以上，直接損失達16億元，間接損失高達數百億元。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工藝的不斷完善，尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)的要求，迫切需要開(kāi)發(fā)和完善電動(dòng)機的控制和保護設備，因此，及時(shí)可靠地保護電動(dòng)機對國民經(jīng)濟有著(zhù)重要的意義。

目國內的電動(dòng)機保護器已達數十種。從新技術(shù)發(fā)展和已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)的新產(chǎn)品來(lái)看，智能型保護器這種新型多功能集成電器具有過(guò)載、輕載、缺相、過(guò)壓、欠壓、堵轉、短路、漏電及三相電力饋電系統保護；具有過(guò)電流反時(shí)限延時(shí)功能，因此能根據電動(dòng)機過(guò)電流倍數推算出動(dòng)作時(shí)間；具有啟動(dòng)延時(shí)功能，它和過(guò)電流工作等延時(shí)時(shí)間分開(kāi)；具有數字電流表功能，因此能顯示實(shí)際工作電流和設置在電動(dòng)機額定電流上；具有故障記憶報警、電流數字顯示，預警、星三角自動(dòng)切換、節電、多方肩停功能；具有通訊輸出接口和計算機組成網(wǎng)絡(luò )監控系統，通過(guò)計算機對監控器保護參數進(jìn)行修改及運行狀態(tài)監控等強大功能。具有通常的節能、動(dòng)作靈敏、耐沖擊振動(dòng)、重復性好等點(diǎn)；可定義的輸入、輸出端子是方便了用戶(hù)，可以省略大量的中間繼電器等中間轉換電器，大大簡(jiǎn)化線(xiàn)路；具有功能可擴展、多種參數可現場(chǎng)調整、控制功能可現場(chǎng)編程、友好的人機界面、故障記憶與診斷等功能，目已發(fā)展成多種系列、不同特性、適應不同要求，能滿(mǎn)足多種選則的第三代智能型產(chǎn)品。

1 主要技術(shù)特性分析

國外多家大公司在2O世紀9O年代中期就已研制生產(chǎn)了智能型電動(dòng)機控制器產(chǎn)品?，F今國內外已有十多家不同系列的產(chǎn)品應用在國內電動(dòng)機的保護與控制中。國內和兩種國外產(chǎn)品的主要功能、參數、特性等對比分析見(jiàn)表1。從功能上看，國內產(chǎn)品根據市場(chǎng)需求，提供了一些豐富、實(shí)用的功能。從參數特性指標看，國內產(chǎn)品與水平的產(chǎn)品相比并無(wú)明顯差距，國內電動(dòng)機保護的技術(shù)水平與國外基本相同。

2 典型應用

ZEV系列電動(dòng)機保護器接線(xiàn)示意圖見(jiàn)圖1。圖1中A1、A2為額定控制電壓端子，即通過(guò)其接入工作電源?？刂破魇潜Ｗo器的核心，線(xiàn)路中的電流通過(guò)電流互感器、采樣電路進(jìn)入控制器，對線(xiàn)路可能發(fā)生的過(guò)載、三相不平衡、斷相等故障進(jìn)行判斷；T1、T2為熱敏電阻輸入端子，與預埋在電動(dòng)機繞組中的熱敏電阻相連，無(wú)論線(xiàn)路中出現何種故障，只要導致繞組發(fā)熱便會(huì )反映到熱敏電阻，控制器即可檢測到熱敏電阻值的變化而做出判斷；C1、C2為接地保護端口，外接零序電流互感器將信號送入控制器。當出現上述故障時(shí)，控制器做出判斷并控制相應的輸出觸點(diǎn)動(dòng)作：例如發(fā)生故障時(shí)，觸點(diǎn)95、96斷開(kāi)，觸點(diǎn)97、98閉合。O5、O6，O7、08為可自定義功能的常閉、常開(kāi)輸出觸點(diǎn)，即可由用戶(hù)自行設定出現何種故障或其他情況時(shí)動(dòng)作。將上述輸出觸點(diǎn)接入接觸器的控制線(xiàn)圈回路或信號燈回路就可實(shí)現故障時(shí)分斷電路或報警；Y1、Y2為遠程或手動(dòng)復位端子，外接按鈕即可在規定的復位時(shí)間后按動(dòng)按鈕就地或遠距離使保護器復位而重新開(kāi)始工作(例如接通電路等)。圖1中還示意了顯示器和面板操作按鈕，通過(guò)面板按鈕可對保護器進(jìn)行額定電流在內的多種參數的設定且通過(guò)顯示器上觀(guān)測，報警條件和脫扣延時(shí)也可靈活設定。

圖1 ZEV系列電動(dòng)機保護器及其接線(xiàn)示意圖

表1 國內外典型產(chǎn)品的主要功能、參數、特性對比

3 選用原則

智能型電動(dòng)機控制器的應用量大面廣，特別適用于自動(dòng)化集中控制系統和基于現場(chǎng)總線(xiàn)的分布式生產(chǎn)線(xiàn)的控制與保護。根據電動(dòng)機的功率參數、控制模式及相關(guān)要求選取智能型電動(dòng)機控制器，一般采用塑殼斷路器+智能型電動(dòng)機控制器+接觸器的組合方案實(shí)現電動(dòng)機回路的控制與保護。塑殼斷路器出線(xiàn)接電動(dòng)機負載，通過(guò)人機界面，在現場(chǎng)可編程與參數設定，也可通過(guò)通信接口構成計算機網(wǎng)絡(luò )系統，遠程編程與監控，實(shí)現保護、測量、就地與遠程操作控制等。同時(shí)，智能型電動(dòng)機控制器可按需要選擇擴展功能，例如通信接口，信號報警輔助觸頭，故障區分與自動(dòng)復位模塊，過(guò)載預警模塊，負載參數批示模塊，雙電源轉換信號的電源模塊，遠距離脫扣器，帶隔離功能的限流器，控制電路隔離模塊，可逆換向模塊，控制電路(線(xiàn)圈)預接連接器，遠程終端通信適配器，面板操作機構等。實(shí)現電壓、漏電、溫度、模擬量等的保護和控制功能。

1)電機保護器按結構形式來(lái)劃分，一般分為一體式和分體式兩種。者是獨立的整體，故適合于固定柜安裝，如老式開(kāi)關(guān)柜或GGD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抽屜式開(kāi)關(guān)柜安裝。

2)電機保護器按額定工作電壓和電流范圍來(lái)劃分，使用時(shí)按照電機的控制回路工作電壓及負載的額定電流選用相應的量程范圍即可。在工程應用中，對于大型電機，為方便互換及減

少備件的種類(lèi)，對于ll0kW及以上的電機可采用在主回路裝設(口／5)電流互感器的方式，將一次電流變?yōu)樾∮?/span>5安倍的二次電流，再接人量程為6A的電機保護器，這樣大型設備也得到了很好的保護。

4 工程經(jīng)驗

在實(shí)際使用過(guò)程中，應注意嚴格按照電機的額定電流來(lái)選擇保護器，防止人為放大和縮小保護范圍；避免由于量程太大或太小而造成的測量誤差。由于多數低壓電機的功率小于110kw，考慮到備品備件的互換性，一般選用的多為200A以下量程的保護器，這樣既保證了保護精度，又避免了由于備件規格過(guò)多而給生產(chǎn)帶來(lái)的不便。由于分體式保護器，顯示頭部與電流互感器部分分離，應特別注意按出廠(chǎng)編號配對使用，以保證控制精度，不容許交叉使用。

當然，該產(chǎn)品也存在一定的不足，如能在以下幾方面有所改進(jìn)，其設計將完善和科學(xué)：

1)對于分體式保護器，使用*的免螺絲安裝方式(或卡扣式)，方便現場(chǎng)故障處理和快速換。

2)完善生產(chǎn)工藝，保證分體式保護器的互感器部分的通用性，使之在同型號產(chǎn)品間可與其他顯示部分互換。

3)對現場(chǎng)和后臺計算機上保護參數的設定，應增設密碼：防止非運行人員意外修改。巡檢人員無(wú)權調用。

5  安科瑞ARD系列智能電動(dòng)機保護器介紹與綜合選型

5.1 產(chǎn)品簡(jiǎn)介

ARD該系列低壓電動(dòng)機保護器，具有過(guò)載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉等保護功能?？膳c接觸器、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、信號報警、現場(chǎng)總線(xiàn)通信等功能。應用范圍：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。

5.2 產(chǎn)品選型

6結束語(yǔ)

智能型電動(dòng)機控制器具有集成化、模塊化、小型化、高性能、簡(jiǎn)化系統設計、安裝調試方便等特點(diǎn)，成為低壓電動(dòng)機控制系統理想的電器元件，特別適用于電廠(chǎng)、鋼鐵、鹽化、化工、石油、水工程等重要應用場(chǎng)合的電控系統，是一種高可靠性產(chǎn)品。目產(chǎn)品*還很低，眾多場(chǎng)合仍采用傳統的熱繼電器保護和“點(diǎn)對點(diǎn)”的DCS控制模式，因此產(chǎn)品還需針對不同應用場(chǎng)合進(jìn)～步研發(fā)完善，逐步擴大應用領(lǐng)域，從而不斷提高我國電動(dòng)機保護和電氣控制行業(yè)的智能化水平。

【參考文獻】 

【1】段愛(ài)萍，智能型電動(dòng)機保護器，山西焦煤科技，2005.10版 

【2】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊，2019.11版