淺談電機智能保護器在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用

[摘 要]電機保護器這種電機保護產(chǎn)品，結(jié)合實際生產(chǎn)，有效防止了電機意外燒毀發(fā)生，并為企業(yè)節(jié)約大量資金。

[關(guān)鍵詞]工作原理；選用原則；應(yīng)用實例

中圖分類號：TM303 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）21-0359-01

0 前言

在現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)中，電動機作為一種拖動機械設(shè)備，成為所有動力機械的基礎(chǔ)。在科學(xué)技術(shù)不斷進步和工藝控制不斷完善，尤其是自動化生產(chǎn)的情況下，迫切需要開發(fā)和完善電動機控制和保護設(shè)備，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程和機械遙控、遙調(diào)、故障診斷及集中控制等功能。

同時，鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的特點本身就是大通量、滿負荷連續(xù)運轉(zhuǎn)，對電機設(shè)備可靠性和穩(wěn)定性要求極高，一旦發(fā)生事故，必須馬上查找故障原因并及時消除，以保證及時恢復(fù)生產(chǎn)。過去采用熱繼電器作為電動機過載保護和控制元件，但受質(zhì)量和工藝限制，無法滿足日益發(fā)展工藝自動化要求。為此，我們最終選擇了電動機智能保護器作為電動機保護元件，并取得了一定使用經(jīng)驗。在燒結(jié)區(qū)域帶冷系統(tǒng)、配料系統(tǒng)、成品系統(tǒng)等煉鐵廠重點工程改造過程中，低壓配電系統(tǒng)使用了170多臺電機保護器，有效保障了電機安全運行，徹底取代了熱繼電器，利用先進通訊技術(shù)，實現(xiàn)電機控制自動化，并取得顯著經(jīng)濟效益，下面就電動機保護器的工程應(yīng)用作以簡單介紹。

1 基本工作原理

電機保護器集過（輕）載保護、缺相、過（欠）壓、堵轉(zhuǎn)、接地及定時限等低壓保護于一身，具有設(shè)定精度高、節(jié)電、動作靈敏等優(yōu)點，是傳統(tǒng)熱繼電器理想替代產(chǎn)品。它通常是由電流互感器、比較電路、單片機等幾個部分組成。

互感器將電動機電流變化線性反映至保護器采樣端口，整流、濾波等環(huán)節(jié)后，轉(zhuǎn)換成與電動機電流成正比直流電壓信號、送到相應(yīng)部分與給定保護參數(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。當電機驅(qū)動部分過載導(dǎo)致電流增大時，從電流傳感器取電壓信號將增大、此電壓值大于保護器整定值時，過載回路工作，延時電路一定（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。

2 系統(tǒng)功能

（1）保護功能

保護器可實現(xiàn)對電機綜合保護，其具體功能有過（輕）載保護、缺相、過（欠）壓、堵轉(zhuǎn)、等保護。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)，隨后CANBUS網(wǎng)絡(luò)向后臺監(jiān)控機報告。

（2）在線監(jiān)測功能。

控制室操作人員可在后臺微機上，完成所有保護器各種保護整定數(shù)據(jù)調(diào)閱、修改和整定。同時，在線監(jiān)測電機運行負載和供電電源質(zhì)量，為及早發(fā)現(xiàn)過載和接故障等，創(chuàng)造了有利的條件。

3 選用原則

（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。

前者是獨立整體，適合于固定柜安裝，如老式開關(guān)柜改造，可將保護器直接固定安裝面板上，饋出電纜穿芯即可；后者互感器部分與顯示部分分為兩體，在一定范圍內(nèi)任意安置，故非常適合于新型配電柜安裝。

我們工程實踐中采用了新型配電柜，將顯示表頭嵌入式安裝在柜門上，既簡化柜內(nèi)接線、又方便系統(tǒng)隨時調(diào)整參數(shù)和顯示、監(jiān)控，同時數(shù)字化顯示面板也增添了柜面統(tǒng)一性和美觀性。

（2）電機保護器按額定工作電壓及電流范圍可分為AC380V、AC220V兩種；對應(yīng)量程為2-6A、6-20A、20-60A等若干等級，使用時控制回路工作電壓及負載額定電流選用相應(yīng)量程范圍即可。

實際生產(chǎn)中，大型電機較多，為方便互換及減少備件種類，110KW及以上電機，我們采用主回路裝設(shè)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6A的電機保護器，使大型設(shè)備也到了有效控制和保護。

4 生產(chǎn)應(yīng)用實例及經(jīng)驗總結(jié)

本區(qū)域選用多是BH系列電機保護器，該保護器采用單片機微處理器芯片和現(xiàn)代微電子控制技術(shù)開發(fā)設(shè)計，測量精度高，故障判斷準確可靠，廣泛用于電動機運行保護控制領(lǐng)域。故以該系列產(chǎn)品為例，介紹一下電機保護器我區(qū)域工程應(yīng)用情況。

如圖所示，23、24端子為保護器故障自保持電源，14、15端子為保護接點。電機電流較大，利用200/5CT轉(zhuǎn)換，將二次電流保護器穿芯來實現(xiàn)。若保護器動作，則故障報警或跳開主接觸器KM，同時電機保護器自保持并顯示故障狀態(tài)，直至操作人員現(xiàn)場按復(fù)位鍵為止，為再次啟動做好準備。（見圖1）

在改造使用過程中，針對不同控制對象，利用電機保護器配合各種接觸器，實現(xiàn)了小功率電機全壓起動、配合電流互感器實現(xiàn)大功率電機星三角起動和自耦降壓起動及后期改造的利用軟啟動器啟動，為生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定運行提供了可靠技術(shù)保障。

結(jié)合多年對電機保護器的使用經(jīng)驗，作一下總結(jié)：

在實際使用過程中，應(yīng)注意嚴格電機額定電流來選擇保護器，防止人為放大和縮小保護范圍；避免量程太大或太小而造成測量誤差；多數(shù)低壓電機功率小于110KW，考慮到備品備件互換性，我們選用多為200A以下量程保護器，這樣既保證了保護精度，又避免了備件規(guī)格過多而給生產(chǎn)帶來不便；分體式保護器，顯示表頭與電流互感器部分分離，應(yīng)特別注意按出廠編號配對使用，以保證控制精度，不容許交叉使用。

5 結(jié)束語

電機保護器這種電機保護產(chǎn)品，已使用多年，一直運行良好，對各種故障類型均進行了準確報警顯示，有效防止電機意外燒毀發(fā)生，為企業(yè)節(jié)約大量資金。

廣泛采用電動機智能保護器，可提高工藝控制準確性、科學(xué)性，降低事故率，對提高電氣控制系統(tǒng)自動化水平及企業(yè)的效益和經(jīng)濟發(fā)展，起到重要的積極推動作用。

6 作者簡介：

程昊（1982—），男，工程師，現(xiàn)從事電氣技術(shù)開發(fā)應(yīng)用及管理工作。