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浅谈智能型电动机保护器的功能与应用

发布时间: 2020-08-04  点击次数: 325次

摘要:对比分析了国内外几种智能型电动机保护器的功能、参数及特性举例说明ZEV系列电动机保护器接线示意,介绍了智能型电动机保护器的选用原则和使用经验

关键词:智能型异步电动机;保护器;选择;应用;经验

 

在现代工业中,电动机作为一种拖动机械,成为所有动力机械的基础,据不完全统计,我国每年因过载、断相、三相不平衡等故障而造成电动机烧毁的数量在2O万台次以上,直接损失达16亿元,间接损失高达数百亿元。随着科学技术的不断进步和工艺的不断完善,尤其是自动化生产的要求,迫切需要开发和完善电动机的控制和保护设备,因此,及时可靠地保护电动机对国民经济有着重要的意义。

目国内的电动机保护器已达数十种。从新技术发展和已经进入市场的新产品来看,智能型保护器这种新型多功能集成电器具有过载、轻载、缺相、过压、欠压、堵转、短路、漏电及三相电力馈电系统保护;具有过电流反时限延时功能,因此能根据电动机过电流倍数推算出动作时间;具有启动延时功能,它和过电流工作等延时时间分开;具有数字电流表功能,因此能显示实际工作电流和设置在电动机额定电流上;具有故障记忆报警、电流数字显示,预警、星三角自动切换、节电、多方肩停功能;具有通讯输出接口和计算机组成网络监控系统,通过计算机对监控器保护参数进行修改及运行状态监控等强大功能。具有通常的节能、动作灵敏、耐冲击振动、重复性好等点;可定义的输入、输出端子是方便了用户,可以省略大量的中间继电器等中间转换电器,大大简化线路;具有功能可扩展、多种参数可现场调整、控制功能可现场编程、友好的人机界面、故障记忆与诊断等功能,目已发展成多种系列、不同特性、适应不同要求,能满足多种选则的第三代智能型产品。

1 主要技术特性分析

国外多家大公司在2O世纪9O年代中期就已研制生产了智能型电动机控制器产品。现今国内外已有十多家不同系列的产品应用在国内电动机的保护与控制中。国内和两种国外产品的主要功能、参数、特性等对比分析见表1。从功能上看,国内产品根据市场需求,提供了一些丰富、实用的功能。从参数特性指标看,国内产品与水平的产品相比并无明显差距,国内电动机保护的技术水平与国外基本相同。

2 典型应用

ZEV系列电动机保护器接线示意图见图1。图1中A1、A2为额定控制电压端子,即通过其接入工作电源。控制器是保护器的核心,线路中的电流通过电流互感器、采样电路进入控制器,对线路可能发生的过载、三相不平衡、断相等故障进行判断;T1、T2为热敏电阻输入端子,与预埋在电动机绕组中的热敏电阻相连,无论线路中出现何种故障,只要导致绕组发热便会反映到热敏电阻,控制器即可检测到热敏电阻值的变化而做出判断;C1、C2为接地保护端口,外接零序电流互感器将信号送入控制器。当出现上述故障时,控制器做出判断并控制相应的输出触点动作:例如发生故障时,触点95、96断开,触点97、98闭合。O5、O6,O7、08为可自定义功能的常闭、常开输出触点,即可由用户自行设定出现何种故障或其他情况时动作。将上述输出触点接入接触器的控制线圈回路或信号灯回路就可实现故障时分断电路或报警;Y1、Y2为远程或手动复位端子,外接按钮即可在规定的复位时间后按动按钮就地或远距离使保护器复位而重新开始工作(例如接通电路等)。图1中还示意了显示器和面板操作按钮,通过面板按钮可对保护器进行额定电流在内的多种参数的设定且通过显示器上观测,报警条件和脱扣延时也可灵活设定。

 

 

图1 ZEV系列电动机保护器及其接线示意图

表1 国内外典型产品的主要功能、参数、特性对比

 

3 选用原则

智能型电动机控制器的应用量大面广,特别适用于自动化集中控制系统和基于现场总线的分布式生产线的控制与保护。根据电动机的功率参数、控制模式及相关要求选取智能型电动机控制器,一般采用塑壳断路器+智能型电动机控制器+接触器的组合方案实现电动机回路的控制与保护。塑壳断路器出线接电动机负载,通过人机界面,在现场可编程与参数设定,也可通过通信接口构成计算机网络系统,远程编程与监控,实现保护、测量、就地与远程操作控制等。同时,智能型电动机控制器可按需要选择扩展功能,例如通信接口,信号报警辅助触头,故障区分与自动复位模块,过载预警模块,负载参数批示模块,双电源转换信号的电源模块,远距离脱扣器,带隔离功能的限流器,控制电路隔离模块,可逆换向模块,控制电路(线圈)预接连接器,远程终端通信适配器,面板操作机构等。实现电压、漏电、温度、模拟量等的保护和控制功能。

1)电机保护器按结构形式来划分,一般分为一体式和分体式两种。者是独立的整体,故适合于固定柜安装,如老式开关柜或GGD改造,可将保护器直接固定在安装面板上,通过馈出电缆穿芯即可。后者由于互感器部分与显示部分分为两体,可在一定范围内任意安置,故非常适合于新型的抽屉式开关柜安装。

2)电机保护器按额定工作电压和电流范围来划分,使用时按照电机的控制回路工作电压及负载的额定电流选用相应的量程范围即可。在工程应用中,对于大型电机,为方便互换及减

少备件的种类,对于ll0kW及以上的电机可采用在主回路装设(口/5)电流互感器的方式,将一次电流变为小于5安倍的二次电流,再接人量程为6A的电机保护器,这样大型设备也得到了很好的保护。

4 工程经验

在实际使用过程中,应注意严格按照电机的额定电流来选择保护器,防止人为放大和缩小保护范围;避免由于量程太大或太小而造成的测量误差。由于多数低压电机的功率小于110kw,考虑到备品备件的互换性,一般选用的多为200A以下量程的保护器,这样既保证了保护精度,又避免了由于备件规格过多而给生产带来的不便。由于分体式保护器,显示头部与电流互感器部分分离,应特别注意按出厂编号配对使用,以保证控制精度,不容许交叉使用。

当然,该产品也存在一定的不足,如能在以下几方面有所改进,其设计将完善和科学:

1)对于分体式保护器,使用*的免螺丝安装方式(或卡扣式),方便现场故障处理和快速换。

2)完善生产工艺,保证分体式保护器的互感器部分的通用性,使之在同型号产品间可与其他显示部分互换。

3)对现场和后台计算机上保护参数的设定,应增设密码:防止非运行人员意外修改。巡检人员无权调用。

5  安科瑞ARD系列智能电动机保护器介绍与综合选型

5.1 产品简介

ARD该系列低压电动机保护器,具有过载、断相、不平衡、欠载、接地/漏电、堵转等保护功能。可与接触器、电动机起动器等电器元件构成电动机控制保护单元,具有远程自动控制、现场直接控制、面板指示、信号报警、现场总线通信等功能。应用范围:可广泛应用于煤矿、石化、冶炼、电力、建筑等行业的配电领域。

5.2 产品选型

                            型号

功能

ARD2

ARD2L

ARD2F

ARD3

ARD3T

应用场合

低压0.4kv-1.14kv电动机保护

保护功能

起动超时

过载

欠载

短路

阻塞

堵转

不平衡

反馈超时

 

 

 

 

外部故障

模块结构故障

 

 

 

 

内部故障

 

 

 

 

过压

 

 

欠压

 

 

断相

相序

 

 

过功率

 

 

 

欠功率

 

 

tE时间

 

 

主体温度保护

 

 

主体温度传感器故障

 

 

 

 

模块温度保护

 

 

 

 

模块温度传感器故障

 

 

 

 

报警

失压重起(抗晃电)

 

 

4-20mA输入保护

 

 

 

 

剩余电流

(选一种)

接地

漏电

通讯功能

Modbus_RTU

Modbus_RTU

 

 

 

开关量输入

2

 

 

 

6

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

4路标配4路选配

9

 

 

 

继电器输出

4

2路标配

2路选配

 

 

 

5

 

 

2路标配

3路选配

 

6

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

4路标配3路选配

液位信号输入

浮球式液位传感器输入

 

 

 

 

 

干簧式液位传感器输入

 

 

 

 

 

液位变送输入

 

 

 

 

 

起动控制

 

 

4-20mA模拟量输出

事件记录

8条事件记录

 

 

20条事件记录

 

 

 

运行信息记录

 

 

逻辑功能

定时器

 

 

 

 

计数器

 

 

 

 

真值表

 

 

 

 

参数测量

三相电流

漏电流

 

 

三相电压

 

 

功率、功率因数

 

 

频率

电能

 

 

 

PTC/NTC

 

 

4-20mA输入

 

 

 

 

测温模块

 

 

 

 

液位高度

 

 

 

 

 

界面显示

LED数码管显示

 

 

 

 

LCD液晶显示

 

 

6结束语

智能型电动机控制器具有集成化、模块化、小型化、高性能、简化系统设计、安装调试方便等特点,成为低压电动机控制系统理想的电器元件,特别适用于电厂、钢铁、盐化、化工、石油、水工程等重要应用场合的电控系统,是一种高可靠性产品。目产品*还很低,众多场合仍采用传统的热继电器保护和“点对点”的DCS控制模式,因此产品还需针对不同应用场合进~步研发完善,逐步扩大应用领域,从而不断提高我国电动机保护和电气控制行业的智能化水平。

 

【参考文献】 

1段爱萍,智能型电动机保护器,山西焦煤科技,2005.10版 

2】安科瑞企业微电网设计与应用手册,2019.11版 

 

 

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