智能電動機保護器在工業系統中的應用

更新時間：2020-06-16

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霍麗麗

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勢與應用，它的使用效果直接影響到企業生產與企業的經濟效益的關系，而其工作效率由電動機保護器來檢測，由生產集中控制來調節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

隨著我國工業領域自動化程度的日益加深，工業系統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、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，具有抗力強，工作穩定可靠，數字化，智能化，網絡化等特點，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等組成網絡系統，實現電動機運行遠程監控.

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技術參數：

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，堵轉保護適用于電動機起動發生故障保護。

(2)過流保護：不正確的起動和負載轉矩過大，也常常引起電機出現很的過電流，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）設定時間內發出警報或脫扣信號。

(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，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：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品已經較為成熟，但目前工業系統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運行，熱繼經常產生保護動作，影響了生產調度。后經過技術改造，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%時向控制系統發送警報信號（通過人機界面和 RS485 數字通信口兩種方式同時發送），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，用戶可以在發現警報信號后及時對生產調度做出調整，將電動機的負載降低以免熱過載后不得不停機影響生產，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，避免無人狀態下電動機過熱受損。這一方案兼顧了生產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）監測三個接觸器的當前分合狀態以判斷當前電動機運行狀態。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 數字通信口發送警報指示。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，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：

從這個案例可以看出，電動機保護器的使用相當靈活，由于警報參數和保護參數可以根據實際生產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流程，避免過度保護影響生產的流暢，對于工業領域的大規模流水化生產。安科瑞電動機起動器等電器元件構成電動機控制保護單元，具有遠程自動控制、現場直接控制、面板指示、信號通知、現場總線通信等功能，可廣泛應用于煤礦、石化、冶煉、電力、建筑等行業的配電領域。

【參考文獻】

【1】安科瑞企業微電網設計與應用手冊，2019.11版

【2】華東科技：學術版 2014年第4期魏鐘康

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