淺談智能型電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的功能與應(yīng)用

劉細(xì)鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  20180

摘要：對(duì)比分析了內(nèi)外幾種智能型電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的功能、參數(shù)及特性，舉例說明ZEV

系列電動(dòng)機(jī)保護(hù)器接線示意，介紹了智能型電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的選用原則和使用經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：智能型異步電動(dòng)機(jī)；保護(hù)器；選擇；應(yīng)用；經(jīng)驗(yàn)

在現(xiàn)代工業(yè)中，電動(dòng)機(jī)作為種拖動(dòng)機(jī)械，成為所有動(dòng)力機(jī)械的基礎(chǔ)，據(jù)不*統(tǒng)計(jì)，我每年因過載、斷相、三相不平衡等故障而造成電動(dòng)機(jī)燒毀的數(shù)量在2O萬臺(tái)次以上，直接損失達(dá)16億元，間接損失高達(dá)數(shù)百億元。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工藝的不斷完善，尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)的要求，迫切需要開發(fā)和完善電動(dòng)機(jī)的控制和保護(hù)設(shè)備，因此，及時(shí)可靠地保護(hù)電動(dòng)機(jī)對(duì)民經(jīng)濟(jì)有著重要的意義。

目前內(nèi)的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器已達(dá)數(shù)十種。從新技術(shù)發(fā)展和已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)的新產(chǎn)品來看，智能型保護(hù)器這種新型多功能集成電器具有過載、輕載、缺相、過壓、欠壓、堵轉(zhuǎn)、短路、漏電及三相電力饋電系統(tǒng)保護(hù)；具有過電流反時(shí)限延時(shí)功能，因此能根據(jù)電動(dòng)機(jī)過電流倍數(shù)推算出動(dòng)作時(shí)間；具有啟動(dòng)延時(shí)功能，它和過電流工作等延時(shí)時(shí)間分開；具有數(shù)字電流表功能，因此能顯示實(shí)際工作電流和設(shè)置在電動(dòng)機(jī)額定電流上；具有故障記憶報(bào)警、電流數(shù)字顯示，預(yù)警、星三角自動(dòng)切換、節(jié)電、多方肩停功能；具有通訊輸出接口和計(jì)算機(jī)組成網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)對(duì)監(jiān)控器保護(hù)參數(shù)進(jìn)行修改及運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控等強(qiáng)大功能。具有通常的節(jié)能、動(dòng)作靈敏、耐沖擊振動(dòng)、重復(fù)性好等點(diǎn)；可定義的輸入、輸出端子更是方便了用戶，可以省略大量的中間繼電器等中間轉(zhuǎn)換電器，大大簡(jiǎn)化線路；更具有功能可擴(kuò)展、多種參數(shù)可現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整、控制功能可現(xiàn)場(chǎng)編程、友好的人機(jī)界面、故障記憶與診斷等功能，目前已發(fā)展成多種系列、不同特性、適應(yīng)不同要求，能滿足多種選則的第三代智能型產(chǎn)品。

1 主要技術(shù)特性分析

外多家大公司在2O世紀(jì)9O年代中期就已研制生產(chǎn)了智能型電動(dòng)機(jī)控制器產(chǎn)品?，F(xiàn)今內(nèi)外已有十多家不同系列的產(chǎn)品應(yīng)用在內(nèi)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)與控制中。內(nèi)和兩種外產(chǎn)品的主要功能、參數(shù)、特性等對(duì)比分析見表1。從功能上看，內(nèi)產(chǎn)品根據(jù)市場(chǎng)需求，提供了些更豐富、更實(shí)用的功能。從參數(shù)特性指標(biāo)看，內(nèi)產(chǎn)品與水平的產(chǎn)品相比并無明顯差距，內(nèi)電動(dòng)機(jī)保護(hù)的技術(shù)水平與外基本相同。

2 典型應(yīng)用

ZEV系列電動(dòng)機(jī)保護(hù)器接線示意圖見圖1。圖1中A1、A2為額定控制電壓端子，即通過其接入工作電源?？刂破魇潜Ｗo(hù)器的核心，線路中的電流通過電流互感器、采樣電路進(jìn)入控制器，對(duì)線路可能發(fā)生的過載、三相不平衡、斷相等故障進(jìn)行判斷；T1、T2為熱敏電阻輸入端子，與預(yù)埋在電動(dòng)機(jī)繞組中的熱敏電阻相連，無論線路中出現(xiàn)何種故障，只要導(dǎo)致繞組發(fā)熱便會(huì)反映到熱敏電阻，控制器即可檢測(cè)到熱敏電阻值的變化而做出判斷；C1、C2為接地保護(hù)端口，外接序電流互感器將信號(hào)送入控制器。當(dāng)出現(xiàn)上述故障時(shí)，控制器做出判斷并控制相應(yīng)的輸出觸點(diǎn)動(dòng)作：例如發(fā)生故障時(shí)，觸點(diǎn)95、96斷開，觸點(diǎn)97、98閉合。O5、O6，O7、08為可自定義功能的常閉、常開輸出觸點(diǎn)，即可由用戶自行設(shè)定出現(xiàn)何種故障或其他情況時(shí)動(dòng)作。將上述輸出觸點(diǎn)接入接觸器的控制線圈回路或信號(hào)燈回路就可實(shí)現(xiàn)故障時(shí)分?jǐn)嚯娐坊驁?bào)警；Y1、Y2為遠(yuǎn)程或手動(dòng)復(fù)位端子，外接按鈕即可在規(guī)定的復(fù)位時(shí)間后按動(dòng)按鈕就地或遠(yuǎn)距離使保護(hù)器復(fù)位而重新開始工作(例如接通電路等)。圖1中還示意了顯示器和面板操作按鈕，通過面板按鈕可對(duì)保護(hù)器進(jìn)行額定電流在內(nèi)的多種參數(shù)的設(shè)定且通過顯示器上觀測(cè)，報(bào)警條件和脫扣延時(shí)也可靈活設(shè)定。

圖1 ZEV系列電動(dòng)機(jī)保護(hù)器及其接線示意圖

表1 內(nèi)外典型產(chǎn)品的主要功能、參數(shù)、特性對(duì)比

3 選用原則

智能型電動(dòng)機(jī)控制器的應(yīng)用量大面廣，特別適用于自動(dòng)化集中控制系統(tǒng)和基于現(xiàn)場(chǎng)總線的分布式生產(chǎn)線的控制與保護(hù)。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率參數(shù)、控制模式及相關(guān)要求選取智能型電動(dòng)機(jī)控制器，般采用塑殼斷路器+智能型電動(dòng)機(jī)控制器+接觸器的組合方案實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)回路的控制與保護(hù)。塑殼斷路器出線接電動(dòng)機(jī)負(fù)載，通過人機(jī)界面，在現(xiàn)場(chǎng)可編程與參數(shù)設(shè)定，也可通過通信接口構(gòu)成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，遠(yuǎn)程編程與監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)保護(hù)、測(cè)量、就地與遠(yuǎn)程操作控制等。同時(shí)，智能型電動(dòng)機(jī)控制器可按需要選擇擴(kuò)展功能，例如通信接口，信號(hào)報(bào)警輔助觸頭，故障區(qū)分與自動(dòng)復(fù)位模塊，過載預(yù)警模塊，負(fù)載參數(shù)批示模塊，雙電源轉(zhuǎn)換信號(hào)的電源模塊，遠(yuǎn)距離脫扣器，帶隔離功能的限流器，控制電路隔離模塊，可逆換向模塊，控制電路(線圈)預(yù)接連接器，遠(yuǎn)程終端通信適配器，面板操作機(jī)構(gòu)等。實(shí)現(xiàn)電壓、漏電、溫度、模擬量等的保護(hù)和控制功能。

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。前者是獨(dú)立的整體，故適合于固定柜安裝，如老式開關(guān)柜或GGD改造，可將保護(hù)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，可在定范圍內(nèi)任意安置，故非常適合于新型的抽屜式開關(guān)柜安裝。

2)電機(jī)保護(hù)器按額定工作電壓和電流范圍來劃分，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)于大型電機(jī)，為方便互換及減

少備件的種類，對(duì)于ll0kW及以上的電機(jī)可采用在主回路裝設(shè)(口／5)電流互感器的方式，將次電流變?yōu)樾∮?/span>5安倍的二次電流，再接人量程為6A的電機(jī)保護(hù)器，這樣大型設(shè)備也得到了很好的保護(hù)。

4 工程經(jīng)驗(yàn)

在實(shí)際使用過程中，應(yīng)注意嚴(yán)格按照電機(jī)的額定電流來選擇保護(hù)器，防止人為放大和縮小保護(hù)范圍；避免由于量程太大或太小而造成的測(cè)量誤差。由于多數(shù)低壓電機(jī)的功率小于110kw，考慮到備品備件的互換性，般選用的多為200A以下量程的保護(hù)器，這樣既保證了保護(hù)精度，又避免了由于備件規(guī)格過多而給生產(chǎn)帶來的不便。由于分體式保護(hù)器，顯示頭部與電流互感器部分分離，應(yīng)特別注意按出廠編號(hào)配對(duì)使用，以保證控制精度，不容許交叉使用。

當(dāng)然，該產(chǎn)品也存在定的不足，如能在以下幾方面有所改進(jìn)，其設(shè)計(jì)將更完善和科學(xué)：

1)對(duì)于分體式保護(hù)器，使用外先進(jìn)的免螺絲安裝方式(或卡扣式)，方便現(xiàn)場(chǎng)故障處理和快速更換。

2)完善生產(chǎn)工藝，保證分體式保護(hù)器的互感器部分的通用性，使之在同型號(hào)產(chǎn)品間可與顯示部分互換。

3)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)和后臺(tái)計(jì)算機(jī)上保護(hù)參數(shù)的設(shè)定，應(yīng)增設(shè)密碼：防止非運(yùn)行人員意外修改。巡檢人員無權(quán)調(diào)用。

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

5.1 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?？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。

5.2 產(chǎn)品選型

6結(jié)束語

智能型電動(dòng)機(jī)控制器具有集成化、模塊化、小型化、高性能、簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試方便等特點(diǎn)，成為低壓電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)理想的電器元件，特別適用于電廠、鋼鐵、鹽化、化工、石油、水工程等重要應(yīng)用場(chǎng)合的電控系統(tǒng)，是種高可靠性產(chǎn)品。目前產(chǎn)品*還很低，眾多場(chǎng)合仍采用傳統(tǒng)的熱繼電器保護(hù)和“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”的DCS控制模式，因此產(chǎn)品還需針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)合進(jìn)～步研發(fā)完善，逐步擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，從而不斷提高我電動(dòng)機(jī)保護(hù)和電氣控制行業(yè)的智能化水平。

【參考文獻(xiàn)】 

【1】段愛萍，智能型電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，山西焦煤科技，2005.10版 

【2】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)，2019.11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。