淺談電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器在冶金行業(yè)的應(yīng)用

安科瑞 鮑靜君

　　摘要：本文主要介紹了一種新型電動(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)控制元件在冶金行業(yè)的應(yīng)用。

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

　　0 引言

　　在冶金行業(yè)中，電動(dòng)機(jī)作為一種拖動(dòng)機(jī)械，成為所有動(dòng)力機(jī)械的基礎(chǔ)，隨著科學(xué)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)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(guò)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)，冶金行業(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)，并且該行業(yè)中低壓電動(dòng)機(jī)用量較多，現(xiàn)代化的生產(chǎn)工藝要求自動(dòng)化程度較高，同時(shí)電動(dòng)機(jī)多是大通量、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，一旦發(fā)生事故，須馬上查找故障原因并及時(shí)去除，以保證及時(shí)恢復(fù)生產(chǎn)。

　　某鋼鐵集團(tuán)過(guò)去一直采用熱繼電器作為電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)和控制元件，但由于元件質(zhì)量和T藝的限制，已無(wú)法滿足日益發(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(guò)多方了解，找到一種新型電動(dòng)機(jī)保護(hù)產(chǎn)品——低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器(簡(jiǎn)稱為電機(jī)保護(hù)器)，作為電動(dòng)機(jī)的保護(hù)控制元件，是他們多年來(lái)所要尋找的，并在其下屬工廠初步使用上百臺(tái)。通過(guò)在低壓配電系統(tǒng)使用電機(jī)保護(hù)器，不但保障了電機(jī)的運(yùn)行、取代了熱繼電器，而且利用通訊技術(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，下面介紹一下冶金行業(yè)情況和低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器程的應(yīng)用。

　　1冶金行業(yè)對(duì)的需求

　　冶金是我國(guó)重要的基礎(chǔ)行業(yè)，在圈民經(jīng)濟(jì)中具有重要的戰(zhàn)略地位。改革開(kāi)放以來(lái)，冶金T業(yè)取得了長(zhǎng)足發(fā)展，冶金產(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，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展發(fā)揮了重要的作用。冶金企業(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)政府和各有關(guān)部門(mén)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(guò)國(guó)家專門(mén)機(jī)構(gòu)檢測(cè)通過(guò)并得到推薦的產(chǎn)品，非常適合易燃易爆的冶金行業(yè)應(yīng)用。具體介紹如下。

　　2基本工作原理

　　電機(jī)保護(hù)器是近十多年才發(fā)展起來(lái)的一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(guò)(輕)載保護(hù)、缺相、過(guò)(欠)壓、堵轉(zhuǎn)、漏電、接地及三相不平衡保護(hù)等低壓保護(hù)于一身，具有設(shè)定精度高、節(jié)電、動(dòng)作靈敏、工作可靠等優(yōu)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(guò)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(guò)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(guò)載回路工作，RC延時(shí)電路經(jīng)過(guò)一定的(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。

　　3功能描述

　　(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(guò)(輕)負(fù)荷保護(hù)、不平衡過(guò)負(fù)荷保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、低電壓和過(guò)電壓保護(hù)。當(dāng)電機(jī)正常工作時(shí)，保護(hù)器通過(guò)面板上的液晶顯示屏，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(guò)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(guò)總線網(wǎng)絡(luò)向后臺(tái)監(jiān)控機(jī)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)器的溫度保護(hù)、漏電保護(hù)在冶金行業(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(wèn)題。

　　(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(kāi)關(guān)量輸人，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_T作，還可以通過(guò)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?？刂啤?/p>

　　(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)量回路中的三三相電流、電壓、功率、功率因數(shù)、頻率等電力參數(shù)，通過(guò)顯示模塊就地提示，并可以通過(guò)RS485通訊接VI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)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(guò)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)。

　　4選用的理由

　　(1)電機(jī)保護(hù)器按結(jié)構(gòu)形式來(lái)劃分，一般分為一體式和分體式兩種。

　　目前馬達(dá)控制MCC柜多為抽屜式的，后者比前者便于安裝施，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)。在工程實(shí)踐中普遍采用了新型的MNS或GCS系列低壓抽屜式開(kāi)關(guān)柜，因而可以將顯示模塊嵌入式的安裝在開(kāi)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)一性和美觀性；使得配電室內(nèi)的設(shè)備運(yùn)行情況及故障狀態(tài)一目了然，方便了系統(tǒng)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嗣來(lái)劃分，可分為AEC660V、AC380V兩種；對(duì)應(yīng)量程為1A、5安倍、50A、150A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110KW及以上的電機(jī)，我們采用在主回路裝設(shè)(口／5)電流互感器的方式，將一次電流變?yōu)樾∮?安倍的二次電流，再接人量程為6A的電機(jī)保護(hù)器，使大型設(shè)備也得到了控制和保護(hù)。

　　(3)電機(jī)保護(hù)器具備RS一485通訊接口，可根據(jù)工藝以及DCS系統(tǒng)連鎖的實(shí)際需要合理安排。

　　在冶金行業(yè)的工程中，對(duì)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)裝置的自動(dòng)化控制要求較高，具備RS一485通訊接口的電機(jī)保護(hù)器，為電氣操作及工藝控制人員通過(guò)微機(jī)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，做出了重大貢獻(xiàn)。

　　5電機(jī)保護(hù)器在冶金行業(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)品投放中國(guó)市場(chǎng)以來(lái)，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，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。因此，廣泛采用電動(dòng)機(jī)保護(hù)器控制器，不但可以提高工藝控制的準(zhǔn)確性、科學(xué)性，降低事故率，而且對(duì)于提高電氣控制系統(tǒng)的自動(dòng)化水平和發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)，也必將起到推動(dòng)作用。

　　6安科瑞ARD系列智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器介紹與綜合選型

　　6.1產(chǎn)品簡(jiǎn)介

　　ARD該系列低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，具有過(guò)載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉(zhuǎn)等保護(hù)功能?？膳c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。

　　6.2產(chǎn)品選型

　　產(chǎn)品功能