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智能马达保护器在有色冶金行业中的应用

文章更新时间:2023-05-22 点击量:144

摘要:简要介绍了热继电器、电子电机保护器和智能电机保护器的优缺点,阐述了如何正确选择智能电机保护器,重点介绍了智能电机保护器保护模式、终端控制模式、全通信模式、半通信模式等常见工作模式,最后通过分析智能电机保护器在工程实际应用中的常见问题,提出了相应的解决方案和建议。


关键词:智能电机保护器;过载保护;选型;工作模式;保护模式;端子控制模式;全通信模式;半通信模式;

前言

低压电机作为有色冶炼企业底层广泛使用的设备,其异常运行不仅影响冶炼厂的正常生产,而且威胁到人们的生命安全。因此,为电机设置适当、全面的保护是非常重要的。智能电机保护器集保护、遥控、通信、遥控、显示等功能于一体,是目前功能zui全面的电机保护设备,可以最大限度地保证设备运行的安全可靠性,实现智能、高精度的保护,也可以全面监控电机的状态。

一电机过载保护设备的发展

1热继电器

热继电器是一种传统的电机保护装置,使用不同热膨胀系数的双金属片来实现反时限保护。其特点是结构简单,价格低廉,但也存在稳定性差、重性差、保护功能单一等缺点。

2电子电机保护器

随着电子技术的不断发展,电子电机保护器应运而生,从最初模拟电路的固态继电器到后来数字电路的智能继电器,特别是微处理器的发展,实现了电机保护器的测量、保护和控制功能。通过采集电流、电压、频率和热电阻信号,可实现短路、过载、堵塞、加班启动、接地、缺相或不平衡保护等保护功能,满足各种启动控制方法。

3智能电机保护器

随着微机通信技术和网络技术的发展,智能电机保护器增加了通信模块。通过双向通信和网络技术,不仅可以收集数据,在线监控运行状态,还可以实现远程控制。特别是现场总线网络通信的应用简化了网络结构,大大减少了控制电缆的使用。

二智能电机保护器的组成

1智能电机保护器的组成

智能电机保护器由主模块和显示模块组成。主模块包括电源模块、数字信号处理器、开关输入输出模块、模拟采集模块、通信模块等。;显示模块负责显示运行参数和保护整定值的设置。

如果主模块和显示模块集成,则称为集成智能电机保护器;如果分开,则称为分体智能电机保护器。一些智能电机保护器的测量模块也独立于本体。

2智能电机保护器功能

智能电机保护器通过微处理器收集和处理电机电路的电流和电压信号,并根据遥控指令或当地控制指令确定电机的启动或停止。虽然不同品牌的产品名称和型号不同,但其核心功能基本相同,具体如下:

保护功能;测量功能;测量功能;控制功能;管理功能;信息采集功能;通信功能;

三智能电机保护器的合理选择

智能电机保护器的选择应根据安装现场的自然环境、电磁环境、测控保护和控制要求来确定。

安装位置的环境条件;控制电压;测控保护要求;控制要求;通信要求;配合柜体要求

四智能电机保护器的应用实例

在有色冶炼中,智能电机保护器的主要应用模式是保护模式、终端控制模式、全通信模式和半通信模式。

1保护模式

在保护模式下,智能电机保护器只使用自己的保护功能和测量功能,不参与外部控制,相当于原热继电器的功能。具体接线如图1所示。

图1.jpg

图1保护模式接线图

这种模式适用于原系统的改造升级,外部控制接线的修改很小。优点是最大限度地降低了智能电机保护装置本身或通信问题造成的风险;缺点是未能充分发挥智能电机保护器的功能,远程DCS控制线仍采用硬线。一些保守客户普遍采用这种模式,因为他们不信任通信的稳定性和可靠性。

2端子控制模式

在端子控制模式下,智能电机保护器通过自己的开关量输入端子收集外部控制命令,然后控制开关量输出电机的启停或正反转。具体接线如图2所示。

图2.jpg

图2端子控制模式接线图

在这种模式下,智能电机保护器具有保护和控制两个功能。与上述保护模式相比,其优点是可以充分利用智能电机保护器的控制功能,但与保护模式一样,其远程DCS控制线仍然是硬线。

3全通信模式

4半通信模式

五问题和建议

1智能电机保护器短路保护问题

智能电机保护器具有多种保护功能,其中短路保护就是其中之一。其主要保护逻辑是根据收集到的电流进线分析计算的。当电流超过电机额定电流的5倍时,其短路保护出口发出断路器跳闸命令。跳闸命令是通过断路器的激励线圈实现的。这个逻辑本身没有问题,问题在于智能电机保护器和激励线圈的工作电源。正常情况下,工作电源从电机主电路的某一相上取电。当通信控制模式接线图外部发生三相短路时,母线的各相电压会下降,或者当工作电源所在相发生单相接地短路时,相电压也会下降。当电压降至小于智能电机保护器和激励脱扣器的正常工作电压时,智能电机保护器和激励线圈无法正常工作,短路保护也无法实现。事实上,电机主电路的断路器本身具有良好的短路保护功能,因此智能电机保护器不太必要设置短路保护。

2智能电机保护器测量精度低的问题

智能电机保护器基本上只配备一组三相CT,保护器的保护功能必须是di一位的,测量和测量功能只附带,因此配置的CT应首先满足保护功能的需要。保护功能中使用的CT要求较大的故障电流不能饱和,以更好地反映一次电流值,因此智能电动保护器在正常电流通过时的测量精度较低。因此,智能电机保护器的测量数据不适合作为企业的生产成本数据。如果您想收集能耗数据,则应单独设置测量CT和测量表。

六ARD系列电机保护器产品选型介绍

ARD智能电机保护器适用于额定电压至660V的低压电机电路,集保护、测量、控制、通信、运行和维护于一体。其完善的保护功能保证了电机的安全运行,具有逻辑可编程功能,可满足各种控制方法。本产品采用分体式结构,由主体、显示单元和互感器组成,可适应各种机柜的安装。可选择不同的通信模块来满足现场通信的需要。

1功能特点

■支持基波和全波电力参数测量(U、I、P、Q、S、PF、F、EP、EQ),电流与电流不平衡、电流正序、负序、零序分量、电压、三相电压相角、剩余电流。

■保护功能包括过载反时限、过载定时限、接地、启动加时、漏电、欠载、断相、堵塞、堵塞、短路、溢出、不平衡(电流、电压)、过功率、欠功率、过压、欠压、相序、温度、TE时间、外部故障、启动次数限制、运行时间报警、故障次数报警。

■9路可编程DI输入,默认采用内置DC24V电源,也可选择外部有源湿接点。

■5路可编程DO输出,满足直接启动、星三角启动、自耦变压器启动等多种启动方式。通过通信总线,可以实现主站对电机的遥控“启停"。

■可选抗震功能:支持摇电立即重启,失压重启。

■可选MODBUS_RTU通信、PROFIBUSDP通信,支持最多2个通信接口。

■可选择1路DC4-20ma模拟输出接口,与DCS系统相连,实现对现场设备的监控。

■有故障记录、起动记录、停车记录、DI变位记录、再起动记录等各种事件记录。

■显示界面液晶显示,支持中英文切换。

2产品选型



七结束语

智能电动机保护器替代传统热继电器是大势所趋,通过智能电动机保护器以总线的通信方式组网实现工厂低压电机的遥测、遥控是智能配电和智能工厂的基本需求。智能电动机保护器要想得到更好的应用和推广,还需要工程设计人员和设备厂家密切配合,根据出现的问题提出更好的解决方案。


参考文献:

[1]卞海林.智能电动机保护器在有色冶炼行业中的应用实践[J].有色冶金节能,2021,37(6)

[2]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版.

[3]GB14048.4-2020低压开关设备和控制设备第4-1部分:接触器和电动机起动器机电式接触器和电动机起动器(含电动机保护器).