劉細(xì)鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：本文主要介紹了種新型電動(dòng)機(jī)保護(hù)產(chǎn)品——低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器，作為電動(dòng)機(jī)的智能保護(hù)控制元件在化工行業(yè)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電機(jī)保護(hù)器；保護(hù)；控制；測(cè)量；在線檢測(cè)

1 引言

在化工行業(yè)中，生產(chǎn)工藝需要大量電動(dòng)機(jī)設(shè)備，隨著電氣控制技術(shù)的不斷進(jìn)步和工藝控制的不斷完善，尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)連續(xù)性的要求，迫切需要電動(dòng)機(jī)的保護(hù)和控制設(shè)備，特別是低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)的需求更顯突出。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程和大型機(jī)械的遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)、故障診斷以及集中控制等功能。

同時(shí)，化工行業(yè)的特點(diǎn)本身就是易燃易爆的工作場(chǎng)合較多，屬于事故多發(fā)行業(yè)，現(xiàn)代化的生產(chǎn)工藝要求自動(dòng)化程度很高，同時(shí)電動(dòng)機(jī)多是大容量、滿負(fù)荷的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，因而對(duì)電機(jī)設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性要求高，旦發(fā)生事故，須立即查找故障原因并及時(shí)，以保證及時(shí)恢復(fù)生產(chǎn)。

重慶某化工集團(tuán)過去直采用熱繼電器作為電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)和控制元件，但由于元件質(zhì)量和工藝的限制，無法滿足目益發(fā)展的工藝自動(dòng)化的要求。為此，該集團(tuán)電氣技術(shù)人員通過多方了解，在新建項(xiàng)目中采用種新型電動(dòng)機(jī)保護(hù)產(chǎn)品低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器，作為電動(dòng)機(jī)的保護(hù)控制元件。通過在低壓配電系統(tǒng)使用電機(jī)保護(hù)器，不但有效的保障了電機(jī)的運(yùn)行、取代了熱繼電器，而且利用先進(jìn)的通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了部分電機(jī)控制的自動(dòng)化，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，因此，下面介紹下化工行業(yè)情況和低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器工程的應(yīng)用。

1 化工行業(yè)性對(duì)的需求

化工是我重要的基礎(chǔ)行業(yè)，在民經(jīng)濟(jì)中具有重要的戰(zhàn)略地位。改革開放以來，化工工業(yè)取得了長(zhǎng)足發(fā)展，化工產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)，生產(chǎn)技術(shù)水平逐步提高，生產(chǎn)條件有所改善，對(duì)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展發(fā)揮了重要的作用。化工企業(yè)要抓住當(dāng)前經(jīng)濟(jì)效益比較好的機(jī)遇，按規(guī)定提取生產(chǎn)技術(shù)改造費(fèi)用，增加生產(chǎn)投入。地方各級(jí)政fu和各有關(guān)部門也要加大對(duì)生產(chǎn)技術(shù)改造的支持力度。而新推出的低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器是經(jīng)過家專門機(jī)構(gòu)檢測(cè)通過并得到的產(chǎn)品，非常適合易燃易爆的化工行業(yè)應(yīng)用。具體介紹如。

3 基礎(chǔ)工作原理

電機(jī)保護(hù)器是近十多年才發(fā)展起來的種新型電子式多功能電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置。它集過(輕)載保護(hù)、缺相、過(欠)壓、堵轉(zhuǎn)、漏電、接地及三相不平衡保護(hù)等低壓保護(hù)于身，具有設(shè)定精度高、節(jié)電、動(dòng)作靈敏、工作可靠等點(diǎn)，是傳統(tǒng)熱繼電器的理想替代產(chǎn)品。它通常是由電流采集元件、比較電路、單片機(jī)、或出口繼電器等幾個(gè)部分組成。

電流采集元件將電動(dòng)機(jī)的電流變化線性地反映至保護(hù)器的采樣端口，經(jīng)過整流、濾波等環(huán)節(jié)后，轉(zhuǎn)換成與電動(dòng)機(jī)電流成正比的直流電壓信號(hào)、送到相應(yīng)部分與給定的保護(hù)參數(shù)進(jìn)行比較處理，再經(jīng)單片機(jī)回路處理，推動(dòng)功率回路。使繼電器動(dòng)作。當(dāng)電機(jī)由于驅(qū)動(dòng)部分過載導(dǎo)致電流變大時(shí)，從電流傳感器取得的電壓信號(hào)將變大、此電壓值大于保護(hù)器的整定值時(shí)，過載回路工作，Rc延時(shí)電路經(jīng)過定的(可調(diào))延時(shí)，驅(qū)動(dòng)出口繼電器動(dòng)作，使接觸器切斷主回路。欠壓及缺相保護(hù)等功能部分，工作原理基本相同。

4 功能描述

4.1保護(hù)功能

電機(jī)保護(hù)器可實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓電動(dòng)機(jī)的綜合保護(hù)，其具體功能有接地保護(hù)、斷相保護(hù)、短路保護(hù)、過(輕)負(fù)荷保護(hù)、不平衡過負(fù)荷保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、低電壓和過電壓保護(hù)。當(dāng)電機(jī)正常工作時(shí)，保護(hù)器通過面板上的顯示屏，實(shí)時(shí)顯示電機(jī)的工作電流和電壓。電機(jī)保護(hù)器具有通訊功能，可以將采集的信號(hào)通過MODBUS或PROFIBUS總線傳至后臺(tái)微機(jī)，實(shí)現(xiàn)低壓電動(dòng)機(jī)的在線管理和維護(hù)。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，保護(hù)器迅速動(dòng)作，現(xiàn)場(chǎng)保存故障類型、時(shí)間以及電機(jī)運(yùn)行參數(shù)，同時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)向后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)告。

電機(jī)保護(hù)器還具有低電壓自動(dòng)恢復(fù)、重啟動(dòng)、斷相保護(hù)、溫度保護(hù)、漏電保護(hù)等保護(hù)功能，這也是其他品牌低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)產(chǎn)品所不具有的。

特別是電機(jī)保護(hù)器的漏電保護(hù)在化工行業(yè)中有非常現(xiàn)實(shí)的意義，既保證了電動(dòng)機(jī)設(shè)備的，保證了生產(chǎn)的運(yùn)行，又確保了員工的人身以外問題。

4.2控制功能

電機(jī)保護(hù)器可以滿足各種啟動(dòng)控制方式，比如直接啟動(dòng)、雙向雙速啟動(dòng)、電阻降壓?jiǎn)?dòng)、星三角降壓?jiǎn)?dòng)、自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)等啟動(dòng)方式。

電機(jī)保護(hù)器具有多路開關(guān)量輸入，多個(gè)動(dòng)作繼電器輸出，可以就地方便地進(jìn)行操作、調(diào)試等工作，還可以通過RS485通訊接口實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)后臺(tái)監(jiān)控管理中的“遙信”和“遙控”功能，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程啟停控制。

4.3測(cè)量功能

電機(jī)保護(hù)器可以對(duì)該回路的電流和電壓進(jìn)行交流采樣，具體可以測(cè)量回路中的三相電流、電壓、功率、功率因數(shù)、頻率等電力參數(shù)，通過顯示模塊就地顯示，并可以通過RS485通訊接口實(shí)時(shí)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)后臺(tái)監(jiān)控管理系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)“遙測(cè)”功能。

4.4在線監(jiān)測(cè)功能

控制室操作人員可在后臺(tái)微機(jī)上，完成所有保護(hù)器的各種保護(hù)整定數(shù)據(jù)的調(diào)閱、修改和整定。同時(shí)，在線監(jiān)測(cè)電機(jī)的運(yùn)行負(fù)載和供電電源的質(zhì)量，為及早發(fā)現(xiàn)過載和接地故障等，創(chuàng)造了條件。此外，后臺(tái)微機(jī)強(qiáng)大的信息管理功能，可有效記錄各臺(tái)電機(jī)的型號(hào)、運(yùn)行方式、和歷史維護(hù)記錄，為保證工藝系統(tǒng)的生產(chǎn)、減少事故停車，提供了可靠依據(jù)。

5 選用的理由

(1)電機(jī)保護(hù)器按結(jié)構(gòu)形式來劃分，般分為體式和分體式兩種。

目前低壓控制柜多為抽屜式的，低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器采用本體與顯示模塊分體式結(jié)構(gòu)。在新建工程中普遍采用了新型的MNS或GCS系列低壓抽屜式開關(guān)柜，因而可以將顯示模塊嵌入式的安裝在開關(guān)抽屜的活動(dòng)面板內(nèi)，這樣既簡(jiǎn)化了柜內(nèi)接線、又方便了系統(tǒng)隨時(shí)調(diào)整、設(shè)定參數(shù)和顯示、監(jiān)控，同時(shí)數(shù)字化的顯示面板也增添了柜面的統(tǒng)性和美觀性：使得配電室內(nèi)的設(shè)備運(yùn)行情況及故障狀態(tài)目了然，方便了系統(tǒng)xun視和檢修維護(hù)。

(2)電機(jī)保護(hù)器按額定工作電壓及電流范圍來劃分，可分為AEC66OV、AC380V兩種：對(duì)應(yīng)量程為1A、5安倍、50A、lOOA等若干等級(jí)，使用時(shí)按照電機(jī)的控制回路工作電壓及負(fù)載的額定電流選用相應(yīng)的量程范圍即可。

在工程應(yīng)用中，對(duì)于50KW及以上的電機(jī)，我們采用在主回路裝設(shè)(口／1A)電流互感器的方式，將次電流變?yōu)樾∮?A的二次電流，再接入量程為1A的電機(jī)保護(hù)器，使大型設(shè)備也得到了有效的控制和保護(hù)。

(3) 電機(jī)保護(hù)器具備RS485通訊接口，可以接入后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，為電氣操作及工藝控制人員通過監(jiān)控系統(tǒng)在線瀏覽生產(chǎn)線的工作情況，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)進(jìn)度、預(yù)防突發(fā)事故，提供方便。

6 電機(jī)保護(hù)器在化工行業(yè)應(yīng)用非常必要

電機(jī)保護(hù)器這種新型電機(jī)保護(hù)產(chǎn)品投放市場(chǎng)以來，用戶普遍反映性能穩(wěn)定，運(yùn)行良好，對(duì)各種故障類型均進(jìn)行了準(zhǔn)確的報(bào)警顯示，有效的防止了電機(jī)意外燒毀的發(fā)生，為用戶節(jié)約了大量的資金，提高了工藝控制的準(zhǔn)確性、科學(xué)性，降低事故率，提高了電氣控制系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。

7 安科瑞ARD系列智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器介紹與綜合選型

7.1產(chǎn)品簡(jiǎn)介

ARD該系列低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，具有過載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉(zhuǎn)等保護(hù)功能。可與接觸器、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器等電器元件構(gòu)成電動(dòng)機(jī)控制保護(hù)單元，具有遠(yuǎn)程自動(dòng)控制、現(xiàn)場(chǎng)直接控制、面板指示、信號(hào)報(bào)警、現(xiàn)場(chǎng)總線通信等功能。應(yīng)用范圍：可廣泛應(yīng)用于煤礦、石化、冶煉、電力、建筑等行業(yè)的配電領(lǐng)域。

7.2產(chǎn)品選型

產(chǎn)品功能

說明：“√”表示具備“■”表示可選

【參考文獻(xiàn)】

[1] 《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》，中電力出版社

[2] 曾慶華,智能馬達(dá)保護(hù)器在化工行業(yè)中的應(yīng)用

[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2020.06版

作者簡(jiǎn)介：劉細(xì)鳳，女，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用