馬達保護控制器在化工行業(yè)中的應用

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

關(guān)鍵詞：電機保護器；保護；控制；測量；在線(xiàn)檢測

1 引言

在化工行業(yè)中，生產(chǎn)工藝需要大量電動(dòng)機設備，隨著(zhù)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)連續性的要求，迫切需要電動(dòng)機的保護和控制設備，特別是低壓電動(dòng)機保護的需求顯突出。從而實(shí)現對生產(chǎn)過(guò)程和大型機械的遙測、遙信、遙控、遙調、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)機多是大容量、滿(mǎn)負荷的連續運轉，因而對電機設備的可靠性和穩定性要求高，一旦發(fā)生事故，須立即查找故障原因并及時(shí)消除，以保證及時(shí)恢復生產(chǎn)。

重慶某化工集團過(guò)去一直采用熱繼電器作為電動(dòng)機的過(guò)載保護和控制元件，但由于元件質(zhì)量和工藝的限制，無(wú)法滿(mǎn)足目益發(fā)展的工藝自動(dòng)化的要求。為此，該集團電氣技術(shù)人員通過(guò)多方了解，在新建項目中采用一一種新型電動(dòng)機保護產(chǎn)品一低壓電動(dòng)機保護控制器，作為電動(dòng)機的保護控制元件。通過(guò)在低壓配電系統使用電機保護器，不但有效的保障了電機的運行、取代了熱繼電器，而且利用先進(jìn)的通訊技術(shù)，實(shí)現了部分電機控制的自動(dòng)化，并取得了顯著(zhù)的經(jīng)濟效益，因此，下面介紹一下化工行業(yè)情況和低壓電動(dòng)機保護控制器工程的應用。

1 化工行業(yè)安全性對的需求

化工是我國重要的基礎行業(yè)，在國民經(jīng)濟中具有重要的戰略地位。改革開(kāi)放以來(lái)，化工工業(yè)取得了長(cháng)足發(fā)展，化工產(chǎn)量持續增長(cháng)，生產(chǎn)技術(shù)水平逐步提高，生產(chǎn)條件有所改善，對國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展發(fā)揮了重要的作用?；て髽I(yè)要抓住當經(jīng)濟效益比較好的機遇，按規定提取生產(chǎn)技術(shù)改造費用，增加生產(chǎn)投入。地方各級 和各有關(guān)部門(mén)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(dòng)機保護控制器是經(jīng)過(guò)國家專(zhuān)門(mén)機構檢測通過(guò)并得到的產(chǎn)品，非常適合易燃易爆的化工行業(yè)應用。具體介紹如。

3 基礎工作原理

電機保護器是近十多年才發(fā)展起來(lái)的種新型電子式多功能電動(dòng)機綜合保護測控裝置。它集過(guò)(輕)載保護、缺相、過(guò)(欠)壓、堵轉、漏電、接地及三相不平衡保護等低壓保護于一身，具有設定精度高、節電、動(dòng)作靈敏、工作可靠等點(diǎn)，是傳統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(gè)部分組成。

電流采集元件將電動(dòng)機的電流變化線(xiàn)性地反映至保護器的采樣端口，經(jīng)過(guò)整流、濾波等環(huán)節后，轉換成與電動(dòng)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進(jìn)行比較處理，再經(jīng)單片機回路處理，推動(dòng)功率回路。使繼電器動(dòng)作。當電機由于驅動(dòng)部分過(guò)載導致電流變大時(shí)，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(shí)，過(guò)載回路工作，Rc延時(shí)電路經(jīng)過(guò)一定的(可調)延時(shí)，驅動(dòng)出口繼電器動(dòng)作，使接觸器切斷主回路。欠壓及缺相保護等功能部分，工作原理基本相同。

4 功能描述

4.1保護功能

電機保護器可實(shí)現對低壓電動(dòng)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(guò)(輕)負荷保護、不平衡過(guò)負荷保護、堵轉保護、低電壓和過(guò)電壓保護。當電機正常工作時(shí)，保護器通過(guò)面板上的顯示屏，實(shí)時(shí)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(guò)MODBUS或PROFIBUS總線(xiàn)傳至后臺微機，實(shí)現低壓電動(dòng)機的在線(xiàn)管理和維護。當故障發(fā)生時(shí)，保護器迅速動(dòng)作，現場(chǎng)保存故障類(lèi)型、時(shí)間以及電機運行參數，同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò )向后臺監控系統報告。

電機保護器還具有低電壓自動(dòng)恢復、重啟動(dòng)、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(dòng)機保護產(chǎn)品所不具有的。

特別是電機保護器的漏電保護在化工行業(yè)中有非?，F實(shí)的意義，既保證了電動(dòng)機設備的，保證了生產(chǎn)的運行，又確保了員工的人身以外問(wèn)題。

4.2控制功能

電機保護器可以滿(mǎn)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。

電機保護器具有多路開(kāi)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、調試等工作，還可以通過(guò)RS485通訊接口實(shí)現計算機后臺監控管理中的“遙信”和“遙控”功能，對電動(dòng)機進(jìn)行遠程啟?？刂?。

4.3測量功能

電機保護器可以對該回路的電流和電壓進(jìn)行交流采樣，具體可以測量回路中的三相電流、電壓、功率、功率因數、頻率等電力參數，通過(guò)顯示模塊就地顯示，并可以通過(guò)RS485通訊接口實(shí)時(shí)傳輸到計算機后臺監控管理系統中，從而實(shí)現“遙測”功能。

4.4在線(xiàn)監測功能

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據的調閱、修改和整定。同時(shí)，在線(xiàn)監測電機的運行負載和供電電源的質(zhì)量，為及早發(fā)現過(guò)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，可有效記錄各臺電機的型號、運行方式、和歷史維護記錄，為保證工藝系統的生產(chǎn)、減少事故停車(chē)，提供了可靠依據。

5 選用的理由

(1)電機保護器按結構形式來(lái)劃分，一般分為一體式和分體式兩種。

目低壓控制柜多為抽屜式的，低壓電動(dòng)機保護控制器采用本體與顯示模塊分體式結構。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(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，這樣既簡(jiǎn)化了柜內接線(xiàn)、又方便了系統隨時(shí)調整、設定參數和顯示、監控，同時(shí)數字化的顯示面板也增添了柜面的統一性和美觀(guān)性：使得配電室內的設備運行情況及故障狀態(tài)一目了然，方便了系統巡查和檢修維護。

(2)電機保護器按額定工作電壓及電流范圍來(lái)劃分，可分為AEC66OV、AC380V兩種：對應量程為1A、5安倍、50A、lOOA等若干等級，使用時(shí)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50KW及以上的電機，我們采用在主回路裝設(口／1A)電流互感器的方式，將一次電流變?yōu)樾∮?A的二次電流，再接入量程為1A的電機保護器，使大型設備也得到了有效的控制和保護。

(3) 電機保護器具備RS一485通訊接口，可以接入后臺監控系統，為電氣操作及工藝控制人員通過(guò)監控系統在線(xiàn)瀏覽生產(chǎn)線(xiàn)的工作情況，及時(shí)調整生產(chǎn)進(jìn)度、預防突發(fā)事故，提供方便。

6 電機保護器在化工行業(yè)應用非常必要

電機保護器這種新型電機保護產(chǎn)品投放市場(chǎng)以來(lái)，用戶(hù)普遍反映性能穩定，運行良好，對各種故障類(lèi)型均進(jìn)行了準確的報警顯示，有效的防止了電機意外燒毀的發(fā)生，為用戶(hù)節約了大量的資金，提高了工藝控制的準確性、科學(xué)性，降低事故率，提高了電氣控制系統的自動(dòng)化水平。

7 安科瑞ARD系列智能電動(dòng)機保護器介紹與綜合選型

7.1產(chǎn)品簡(jiǎn)介

ARD該系列低壓電動(dòng)機保護器，具有過(guò)載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉等保護功能?？膳c接觸器、電動(dòng)機起動(dòng)器等電器元件構成電動(dòng)機控制保護單元，具有遠程自動(dòng)控制、現場(chǎng)直接控制、面板指示、信號報警、現場(chǎng)總線(xiàn)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。

7.2產(chǎn)品選型

產(chǎn)品功能

說(shuō)明：“√”表示具備“■”表示可選

【參考文獻】

[1] 《工業(yè)與民用配電設計手冊》，中國電力出版社

[2] 曾慶華,智能馬達保護器在化工行業(yè)中的應用

[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2020.06版