智能电动机保护器在工业系统中的应用

时间：2020-05-22

【摘要】分析电动机保护器的原理及功能，介绍电动机保护的优势与应用，它的使用效果直接影响到企业生产与企业的经济效益的关系，而其工作效率由电动机保护器来检测，由生产集中控制来调节对智能化电动机保护器的基本原理及应用的介绍认识和解。

【关键词】电动机；保护器；应用

1.引言

随着我国工业领域自动化程度的日益加深，工业系统对电动机的智能保护和自动控制提出了新的要求，因此电动机保护器这一新型的工业保护控制装置日益为大家所重视，并得到了更广泛的应用，目前市场上的电动机保护器一般都由以下几个部分组成：电源系统、采样单元、信号处理及控制系统、控制及反馈回路、人机界面。本文介绍安科瑞智能电动机保护器的应用，智能电动机保护器的性能，外观，使用功能等。

2.概述

ARD2系列智能电动机保护器，采用单片机技术，具有抗干扰能力强，工作稳定可靠，数字化，智能化，网络化等特点，保护器对电动机运行过程中的起动时，过载，断相，不平衡，欠载，接地/漏电、阻塞，短路，外部故障等情况进行保护，并设有SOE故障时间积累功能，方便县城维护人员查找原因，具有RS485远程通讯接口，DC4-20MA模拟量输出，方便与PLC,PC等组成网络系统，实现电动机运行远程监控.

2.1安科瑞ARD2系列智能电动机保护器

ARD2一体式电动机保护器

ARD2F分体式电动机保护器

2.2技术参数：

3.保护功能

(1)阻断保护：电动机在起动过程中，如果由于负荷过大或自身机械原因，造成电动机轴被卡住，而未及时解除故障，将造成电机过热，绝缘降低而烧毁电机，堵转保护适用于电动机起动发生故障保护。

(2)过流保护：不正确的起动和负载转矩过大，也常常引起电机出现很的过电流，一般情况下当电机线路电流在其额定电流 1．5-6倍之间时，保护器进行反时限过流保护，过流保护时间一般为几秒钟。

(3)断相保护：电机在正常运行中，保护器能根据三相电流的差值自动检测出来，并进行断相动作保护。

(4)三相电流不平衡保护：当电动机发生断三相电流严重不平衡时，如不平衡率达到保护设定时，保护器按照设定的要求保护，发出停车或警报，确保电动机的运行。

(5)过载保护：电动机在过负载情况下当保护器监测到电动机过载运行了，保护器应在警报或脱扣（延时）设定时间内发出警报或脱扣信号。

(6)欠电压保护：电机在有些应用场合下，当电压降到额定电压以下就要求能自动切除电源而停止工作，这种保护成为欠电压保护。

(7)堵转保护：电动机在起动过程中，如果由于负荷过大或自身机械原因，造成电动机轴被卡住，而未及时解除故障，将造成电机过热，绝缘降低而烧毁电机.

(8)漏电接地保护：对于中性点绝缘或小电流接地系统，当零序电抗器检测到的零序电流过整定值时漏电保护动作。

4、选用原则

在工业系统，电机保护器按结构形式划分，一般分为一体式和分体式两种：前者是独的整体，故适合固定柜安装，如老式开关柜和XMP1柜改造，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 XMP3系列抽屉式开关柜的安装。

5.应用案例

虽然电动机保护这一产品已经较为成熟，但目前工业系统中电动机保护器的应用仍处于起步阶段，部分使用者仍然不熟悉它的具体应用情况，下面就以 SDM800 型电动机保护器为例，简单介绍一下相关应用案例。某公司有一台 110kW 的电动机，采用星三角起动方式，之前由于常处于过载状态运行，热继经常产生保护动作，影响了生产调度。后经过技术改造，采用电动机保护器作为保护装置，设定当电动机运行电流大于额定电流的 1.05 倍时开始进行热量累积计算（运行电流越大则热量累积越快），在热量累积达到允许值的 90%时向控制系统发送警报信号（通过人机界面和 RS485 数字通信口两种方式同时发送），在热量累积达到允许值时则自动将电动机停机。这样处理以后，用户可以在发现警报信号后及时对生产调度做出调整，将电动机的负载降低以免热过载后不得不停机影响生产，而即使没有及时对电动机过载情况进行处理，也可以在警报一段时间后在热量累积达到允许值时自动停机，避免无人状态下电动机过热受损。这一方案兼顾了生产流程的顺畅和电动机的安全，了很好的效果。下图为此方案的接线图。

图中，电动机三相电压信号直接接入电动机保护（3、4、5 号端子），三相电流信号则以穿芯方式穿过电动机保护器的电流进线孔，电动机保护器的三路继电器输出（DO1、DO2、 DO3）分别接入接触器 CJ1、CJ2、CJ3 的辅助触点，同时电动机保护器通过开关量输入端口（DI1、DI2、DI3）监测三个接触器的当前分合状态以判断当前电动机运行状态。电动机起动时，DO1、DO2吸合，一段时间后 DO3 吸合并且 DO1 断开，完成整个星三角起动过程。如果达到预设的警报条件而没有达到保护条件时，则通过人机界面和 RS485 数字通信口发送警报指示。一旦接收到停机命令或者出现故障达到预设的保护条件时，则释放三路继电器，电动机同时停止运行。有很大的帮助。因此，随着我国工业领域自动化和智能化程度的不断提高，相信诸如电动机保护器这样的智能化保护/控制装置将得到越来越广泛的应用。

5.小结：

从这个案例可以看出，电动机保护器的使用相当灵活，由于警报参数和保护参数可以根据实际生产运行条件预设为不同的值，所以可以很好的适应实际的工艺生产流程，避免过度保护影响生产的流畅，对于工业领域的大规模流水化生产。安科瑞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、信号通知、现场总线通信等功能，可广泛应用于煤矿、石化、冶炼、电力、建筑等行业的配电领域。

【参考文献】

【1】安科瑞企业微电网设计与应用手册，2019.11版

【2】华东科技：学术版 2014年 4期魏钟康

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