淺談電動機保護控制器在冶金行業(yè)的應用

安科瑞 鮑靜君

　　摘要：本文主要介紹了一種新型電動機保護產(chǎn)品——低壓電動機保護控制器，作為電動機的智能保護控制元件在冶金行業(yè)的應用。

　　關(guān)鍵詞：電動機保護器；保護；控制；測量；在線檢測

　　0 引言

　　在冶金行業(yè)中，電動機作為一種拖動機械，成為所有動力機械的基礎(chǔ)，隨著科學技術(shù)的不斷進步和工藝控制的不斷完善，尤其是自動化生產(chǎn)的要求，迫切需要電動機的保護和控制設(shè)備，特別是低壓電動機保護的需求更顯突出。從而實現(xiàn)對生產(chǎn)過程和大型機械的遙測、遙信、遙控、遙調(diào)、故障診斷以及集中控制等功能。

　　同時，冶金行業(yè)的特點本身就是易燃易爆的工作場合較多，屬于事故多發(fā)行業(yè)，并且該行業(yè)中低壓電動機用量較多，現(xiàn)代化的生產(chǎn)工藝要求自動化程度較高，同時電動機多是大通量、滿負荷的連續(xù)運轉(zhuǎn)。因而對電機設(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去除，以保證及時恢復生產(chǎn)。

　　某鋼鐵集團過去一直采用熱繼電器作為電動機的過載保護和控制元件，但由于元件質(zhì)量和T藝的限制，已無法滿足日益發(fā)展的工藝自動化的要求。為此，該集團電氣技術(shù)人員通過多方了解，找到一種新型電動機保護產(chǎn)品——低壓電動機保護控制器(簡稱為電機保護器)，作為電動機的保護控制元件，是他們多年來所要尋找的，并在其下屬工廠初步使用上百臺。通過在低壓配電系統(tǒng)使用電機保護器，不但保障了電機的運行、取代了熱繼電器，而且利用通訊技術(shù)，實現(xiàn)了部分電機控制的自動化，并取得了顯著的經(jīng)濟效益，因此，下面介紹一下冶金行業(yè)情況和低壓電動機保護控制器程的應用。

　　1冶金行業(yè)對的需求

　　冶金是我國重要的基礎(chǔ)行業(yè)，在圈民經(jīng)濟中具有重要的戰(zhàn)略地位。改革開放以來，冶金T業(yè)取得了長足發(fā)展，冶金產(chǎn)量持續(xù)增長，生產(chǎn)技術(shù)水平逐步提高，生產(chǎn)條件，對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展發(fā)揮了重要的作用。冶金企業(yè)要抓住當前經(jīng)濟效益比較好的機遇，按規(guī)定提取生產(chǎn)技術(shù)改造費用，增加生產(chǎn)投入。地方各級政府和各有關(guān)部門也要加大對生產(chǎn)技術(shù)改造的支持力度。而新推出的低壓電動機保護控制器是經(jīng)過國家專門機構(gòu)檢測通過并得到推薦的產(chǎn)品，非常適合易燃易爆的冶金行業(yè)應用。具體介紹如下。

　　2基本工作原理

　　電機保護器是近十多年才發(fā)展起來的一種新型電子式多功能電動機綜合保護測控裝置。它集過(輕)載保護、缺相、過(欠)壓、堵轉(zhuǎn)、漏電、接地及三相不平衡保護等低壓保護于一身，具有設(shè)定精度高、節(jié)電、動作靈敏、工作可靠等優(yōu)點，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、或出口繼電器等幾個部分組成。

　　電流采集元件將電動機的電流變化線性地反映至保護器的采樣端口，經(jīng)過整流、濾波等環(huán)節(jié)后，轉(zhuǎn)換成與電動機電流成正比的直流電壓信號、送到相應部分與給定的保護參數(shù)進行比較處理，再經(jīng)單片機回路處理，推動功率回路，使繼電器動作。當電機由于驅(qū)動部分過載導致電流變大時，從電流傳感器取得的電壓信號將變大、此電壓值大于保護器的整定值時，過載回路工作，RC延時電路經(jīng)過一定的(可調(diào))延時，驅(qū)動出口繼電器動作，使接觸器切斷主回路。欠壓及缺相保護等功能部分，工作原理基本相同。

　　3功能描述

　　(1)保護功能

　　電機保護器可實現(xiàn)對低壓電動機的綜合保護，其具體功能有接地保護、斷相保護、短路保護、過(輕)負荷保護、不平衡過負荷保護、堵轉(zhuǎn)保護、低電壓和過電壓保護。當電機正常工作時，保護器通過面板上的液晶顯示屏，實時顯示電機的工作電流和電壓。電機保護器具有通訊功能，可以將采集的信號通過MODBUS或PROFIBUS總線傳至后臺微機，實現(xiàn)低壓電動機的在線管理和維護。當故障發(fā)生時，保護器迅速動作，現(xiàn)場保存故障類型、時間以及電機運行參數(shù)，同時通過總線網(wǎng)絡(luò)向后臺監(jiān)控機報告。電機保護器還具有低電壓自動恢復、重啟動、斷相保護、溫度保護、漏電保護等保護功能，這也是其他品牌低壓電動機保護產(chǎn)品所不具有的。

　　特別是電機保護器的溫度保護、漏電保護在冶金行業(yè)中有非?，F(xiàn)實的意義，既保證了電動機設(shè)備的，保證了生產(chǎn)的運行，又確保了員工的人身以外問題。

　　(2)控制功能

　　電機保護器可以滿足各種啟動控制方式，比如直接啟動、雙向雙速啟動、電阻降壓啟動、星三角降壓啟動、自耦變壓器降壓啟動等啟動方式。

　　電機保護器具有多路開關(guān)量輸人，多個動作繼電器輸出，可以就地方便地進行操作、調(diào)試等_T作，還可以通過RS485通訊接口實現(xiàn)計算機后臺監(jiān)控管理中的“遙信”和“遙控”功能，對電動機進行遠程啟?？刂?。

　　(3)測量功能

　　電機保護器可以對該回路的電流和電壓進行交流采樣，具體可以測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)，通過顯示模塊就地提示，并可以通過RS485通訊接VI實時傳輸?shù)接嬎銠C后臺監(jiān)控管理系統(tǒng)中，從而實現(xiàn)“遙測”功能。

　　(4)在線監(jiān)測功能

　　控制室操作人員可在后臺微機上，完成所有保護器的各種保護整定數(shù)據(jù)的調(diào)閱、修改和整定。同時，在線監(jiān)測電機的運行負載和供電電源的質(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，后臺微機強大的信息管理功能，可記錄各臺電機的型號、運行方式、和歷史維護記錄，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)電機保護器按結(jié)構(gòu)形式來劃分，一般分為一體式和分體式兩種。

　　目前馬達控制MCC柜多為抽屜式的，后者比前者便于安裝施，低壓電動機保護控制器采用本體與顯示模塊分體式結(jié)構(gòu)。在工程實踐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)抽屜的活動面板內(nèi)，這樣既簡化了柜內(nèi)接線、又方便了系統(tǒng)隨時調(diào)整、設(shè)定參數(shù)和顯示、監(jiān)控，同時數(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)備運行情況及故障狀態(tài)一目了然，方便了系統(tǒng)和檢修維護。

　　(2)電機保護器按額定工作電壓及電流范嗣來劃分，可分為AEC660V、AC380V兩種；對應量程為1A、5安倍、50A、150A等若干等級，使用時按照電機的控制回路工作電壓及負載的額定電流選用相應的量程范圍即可。

　　在工程應用中，對于110KW及以上的電機，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的電機保護器，使大型設(shè)備也得到了控制和保護。

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

　　在冶金行業(yè)的工程中，對電動機拖動裝置的自動化控制要求較高，具備RS一485通訊接口的電機保護器，為電氣操作及工藝控制人員通過微機系統(tǒng)在線瀏覽生產(chǎn)線的工作情況，及時調(diào)整生產(chǎn)進度、預防突發(fā)事故，做出了重大貢獻。

　　5電機保護器在冶金行業(yè)應用非常必要

　　電機保護器這種新型電機保護產(chǎn)品投放中國市場以來，用戶普遍反映性能穩(wěn)定，運行良好，對各種故障類型均進行了準確的報警顯示，防止了電機意外燒毀的發(fā)生，為用戶節(jié)約了大量的資金。因此，廣泛采用電動機保護器控制器，不但可以提高工藝控制的準確性、科學性，降低事故率，而且對于提高電氣控制系統(tǒng)的自動化水平和發(fā)展國民經(jīng)濟，也必將起到推動作用。

　　6安科瑞ARD系列智能電動機保護器介紹與綜合選型

　　6.1產(chǎn)品簡介

　　ARD該系列低壓電動機保護器，具有過載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉(zhuǎn)等保護功能?？膳c接觸器、電動機起動器等電器元件構(gòu)成電動機控制保護單元，具有遠程自動控制、現(xiàn)場直接控制、面板指示、信號報警、現(xiàn)場總線通信等功能。應用范圍：可廣泛應用于煤礦、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