智能電動機保護器在工業(yè)系統(tǒng)中的應用

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

【摘 要】 分析電動機保護器的原理及功能，介紹電動機保護的優(yōu)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)濟效益的關系，而其工作效率由電動機保護器來檢測，由生產(chǎn)集中控制來調(diào)節(jié)對智能化電動機保護器的基本原理及應用的介紹認識和解 。

【關鍵詞】電動機；保護器；應用

1.引言

隨著我國工業(yè)領域自動化程度的日益加深，工業(yè)系統(tǒng)對電動機的智能保護和自動控制提出了新的要求，因此電動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，并得到了更廣泛的應用，目前市場上的電動機保護器一般都由以下幾個部分組成：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、人機界面。本文介紹安科瑞智能電動機保護器的應用，智能電動機保護器的性能，外觀，使用功能等。

2.概述

ARD2系列智能電動機保護器，采用單片機技術(shù)，具有抗干擾能力強，工作穩(wěn)定可靠，數(shù)字化，智能化，網(wǎng)絡化等特點，保護器對電動機運行過程中的起動超時，過載，斷相，不平衡，欠載，接地/漏電、阻塞，短路，外部故障等情況進行保護，并設有SOE故障時間積累功能，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)絡系統(tǒng)，實現(xiàn)電動機運行遠程監(jiān)控.

       2.1安科瑞ARD2系列智能電動機保護器

ARD2一體式電動機保護器

ARD2F分體式電動機保護器

       2.2技術(shù)參數(shù)：

3.保護功能

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

       (2)過流保護：不正確的起動和負載轉(zhuǎn)矩過大，也常常引起電機出現(xiàn)很的過電流，一般情況下當電機線路電流在其額定電流 1．5-6倍之間時，保護器進行反時限過流保護，過流保護時間一般為幾秒鐘。

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

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

       (5)過載保護：電動機在過負載情況下當保護器監(jiān)測到電動機過載運行了，保護器應在警報或脫扣（延時）設定時間內(nèi)發(fā)出警報或脫扣信號。

       (6)欠電壓保護：電機在有些應用場合下，當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，這種保護成為欠電壓保護 。

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

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

4、選用原則

       在工業(yè)系統(tǒng)，電機保護器按結(jié)構(gòu)形式劃分，一般分為一體式和分體式兩種：前者是獨的整體，故適合固定柜安裝 ，如老式開關柜和XMP1柜改造，可將保護器 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系列抽屜式開關柜的安裝。 

5.應用案例

       雖然電動機保護這一產(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 型電動機保護器為例，簡單介紹一下相關應用案例。某公司有一臺 110kW 的電動機，采用星三角起動方式，之前由于常處于過載狀態(tài)運行，熱繼經(jīng)常產(chǎn)生保護動作，影響了生產(chǎn)調(diào)度。后經(jīng)過技術(shù)改造，采用電動機保護器作為保護裝置，設定當電動機運行電流大于額定電流的 1.05 倍時開始進行熱量累積計算（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%時向控制系統(tǒng)發(fā)送警報信號（通過人機界面和 RS485 數(shù)字通信口兩種方式同時發(fā)送），在熱量累積達到允許值時則自動將電動機停機。這樣處理以后，用戶可以在發(fā)現(xiàn)警報信號后及時對生產(chǎn)調(diào)度做出調(diào)整，將電動機的負載降低以免熱過載后不得不停機影響生產(chǎn)，而即使沒有及時對電動機過載情況進行處理，也可以在警報一段時間后在熱量累積達到允許值時自動停機，避免無人狀態(tài)下電動機過熱受損。這一方案兼顧了生產(chǎn)流程的順暢和電動機的安全，取得了很好的效果。下圖為此方案的接線圖。

       圖中，電動機三相電壓信號直接接入電動機保護（3、4、5 號端子），三相電流信號則以穿芯方式穿過電動機保護器的電流進線孔，電動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，同時電動機保護器通過開關量輸入端口（DI1、DI2、DI3）監(jiān)測三個接觸器的當前分合狀態(tài)以判斷當前電動機運行狀態(tài)。電動機起動時，DO1、DO2吸合，一段時間后 DO3 吸合并且 DO1 斷開，完成整個星三角起動過程。如果達到預設的警報條件而沒有達到保護條件時，則通過人機界面和 RS485 數(shù)字通信口發(fā)送警報指示。一旦接收到停機命令或者出現(xiàn)故障達到預設的保護條件時，則釋放三路繼電器，電動機同時停止運行。有很大的幫助。因此，隨著我國工業(yè)領域自動化和智能化 程度的不斷提高，相信諸如電動機保護器這樣的智能化保護/控制裝置將得到越來越廣泛的應用。

5.小結(jié)：

       從這個案例可以看出，電動機保護器的使用相當靈活，由于警報參數(shù)和保護參數(shù)可以根據(jù)實際生產(chǎn)運行條件預設為不同的值，所以可以很好的適應實際的工藝生產(chǎn)流程，避免過度保護影響生產(chǎn)的流暢，對于工業(yè)領域的大規(guī)模流水化生產(chǎn)。安科瑞電動機起動器等電器元件構(gòu)成電動機控制保護單元，具有遠程自動控制、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，可廣泛應用于煤礦、石化、冶煉、電力、建筑等行業(yè)的配電領域。

【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：學術(shù)版 2014年 第4期  魏鐘康