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浅谈电动机保护控制器在水泵设备上的应用探讨

文章更新时间:2023-05-23 点击量:235

摘要:在生产过程中,如果设备运行不畅,或出现故障,将直接影响生产活动的正常进行,给企业带来巨大的经济损失。导致设备故障的关键因素之一是电机问题。由于保护措施不到位,电机停止运行甚至直接烧毁,影响生产质量和效率。

本文通过对泵电机保护措施的讨论和研究,希望帮助相关人员开展工作,确保泵电机在生产过程中的良好稳定运行。并介绍了适用于泵电机的ARD2F系列电机保护器。

关键词:水泵电机、电机、智能保护

一概述

目前,水泵系统设备中使用的电机大多采用热继电器。作为电机的过载保护元件,由于其体积小、结构简单、成本低等优点,在生产中得到了广泛的应用。但由于热继电器灵敏度低、误差大、稳定性差,保护不可靠。受环境、温度、材料等影响,电机的保护已不能满足现代生产的需要。

二水泵设备电机损坏原因及改进目的

电机超负荷运行、在相对潮湿的环境中工作、散热问题或电流过大都可能导致故障,其中泵电机因设备进水而燃烧的比例相对较大。一方面,为了提高传输效率或安装空间,大多数泵电机属于集成泵组合系统,即电机和泵叶轮采用相同的传动轴,主要通过机械密封防止水或其他液体进入电机绕组,但机械密封难以有效预防,一旦损坏,电机进水后不可避免地发生故障。另一方面,泵电机的工作环境不可避免地会接触到水或其他液体,这进一步增加了进水燃烧的风险。

对于一些制造企业来说,一旦电机停止或运行异常,就会影响产品的生产进度和生产质量,不仅会增加生产成本,而且对企业的长期发展极为不利。对电机保护器的选择也提出了严格的要求。因此,在选择保护器时,必须考虑电机与保护器之间的合理配置关系。理想的电机保护器不是功能最多的,也不是所谓的zui先jin的,而是应满足现场的实际需要,实现经济可靠的统一,具有较高的性价比。

三智能电机保护器的现场应用和选择

以普通智能保护器为例,介绍电机保护器外部输入与保护器之间的合作关系,为选择和使用提供一些参考。

几种常见的导致电机故障源输入信号连接方式。主要包括:电压信号输入、电流信号输入、零序信号输入和温度信号输入。电源由交流220V供电,输出方式由接触器直接控制。其他输入输出功能,如模拟输出,可以直接连接到电压表、电流表和其他外部设备的驱动信号。RS485通信接口可用于远程计算机连接监控电机,作为大型设备和危险操作场所至关重要。开关量信号输入可作为电机启动模式选择,使用灵活。作为扩展功能备用。

1欠压、过压、缺相保护

(1)欠压

当供电系统出现异常情况,电压降到一定程度时,电机会出现疲劳、堵塞,达到几倍的过电流。有时,在电压恢复的瞬间,即将停止或已经停止的电机同时运行,会导致线路电压再次下降,并尽量避免在配电系统中。因此,进入欠压保护是非常必要的。

(2)过压

外部原因:由雷击引起。

操作过电压:由分闸、合闸等开关操作引起的线路电感在器件两端感应过电压。

在供电系统中,相电压高于预设的保护电压值,保护器动作,断开常闭触点,断开KM,断开主触头,停止电机。从而保护电机。

(3)缺相

在水泵系统中,相当一部分设备采用三相不接地供电。当供电系统中某一相断电时,设备的电机电流突然增大,输入电压异常。当电压值异常于设定值时,保护器动作。切断KM接触器。

2过流保护

过流保护是电机保护的重点,对电机的危害最大。主要包括过载、短路、堵塞、三相不平衡等。我们使用电流互感器作为检测和输入元件。

(1)过载

在某些情况下,如果电机的实际使用功率超过电机的额定功率,则称为电机过载。过载电机的工作电流大于其额定电流,通常在1.5倍以内。一旦超出正常范围,保护机构,切断接触器,发出过载信号。

(2)短路

三相电机的短路比较复杂,包括单相接地短路和相间短路;单相接地短路时,任何一相直接与PE线短路,一般不会烧毁电机,但会在电机外壳带电,容易引起触电。另一种是相间短路,包括两相短路和三相短路,三相短路电流会大很多。电机内部短路主要是由电机绕组的绝缘损坏引起的,绝缘损坏一般是由电机长时间过载引起的。当电机绝缘损坏、内匝间短路、接线错误等时,会出现短路现象。瞬时短路电流会使保护器移动,避免事故进一步扩大。

(3)堵转

当负载突然增加时,电机本身的内部问题(轴承损坏、扫膛)、传动机构、变速器等,上述任何环节的问题,都是阻塞的原因。阻塞将继续增加电机的电流,可达到额定电流的7倍,并在稍长时间内烧毁电机。当电流值达到保护器的设定值时,保护器动作。

3零序保护

零相序保护输入端,正常运行的电机电流大小和向量之和等于零,零序互感器二次线圈的电流也为零。当接地故障发生时,零序互感器二次线圈将出现较大的电流,并发出信号切断电源。零序保护主要用于漏电保护。

4温度检测

高温是电机绝缘的杀手。有时电流值没有达到保护值,但当温度足以损坏绝缘状态时,应予以保护。在电机内安装热敏元件时,由于环境温度变化、散热不良等原因,设备异常导致温度升高,超过我们设定的温度范围。保护器执行保护动作,切断电机电路,避免高温造成的设备损坏。

以上,我们只输入了几种常用的保护措施。对于一些不经常检查、距离长、危险场所(如高温、腐蚀),应配合远程控制功能,确保设备正常运行,确保人员安全,使生产顺利进行。

对于一般电机,上述保护环节基本能满足现场需要。当然,还应考虑现场环境,如现场湿度、环境温度、操作端与执行端之间的距离、设备维护周期、对电网波动的敏感性等。

经过上述改进,我们可以提前预测电机的运行状态,并在出现问题时尽早判断。通过保护器的回顾功能,还可以判断问题的基本位置,为维护提供依据。

四保护器选择分类

现代智能电机保护器在实际生产中还有许多功能,如回顾功能、远程通信、远程控制、多种启动方式选择等。

保护器分为:普通型、数码显示监控型、智能监控中文显示型。

1一般普通型

结构相对简单,主要功能是突出过载、缺相(三相不平衡)堵塞等故障保护。故障类型由指示灯显示。

2数字显示监控型

数字显示监控保护器,内部电路采用单片机,以数字管为显示窗口,智能综合保护,集保护、测量、通信、显示于一体。设置电流采用数字设置,用户可自行修改各种参数。

3智能监中文显示控型

智能汉字显示更适合中国,功能比其他类型更完善。该产品直接在操作面板单元上显示各种参数、状态和信息,使界面更加直观和醒目,并支持远程计算机通信功能。启动方式有多种选择,具有存储和回顾功能,为后期维护提供了数据依据。

五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



六结束语

通常选用电机保护器,要充分考虑到电机的过载能力,避免损坏。提高可靠性和生产的连续性。力争做到经济合理。在功能选择上应综合考虑到电机的本身的价值、负载类型、使用环境、占主体设备上的重要程度、停止电机运行是否会对生产造成影响以及影响的程度等因素。

通过以上改造,必定能改善供电、用电系统的安全性与稳定性,并且对水泵电气控制系统的自动化水平提高了一个台阶, 同时大大降低了维修成本, 提高了电机的运行效率, 增加了经济效益,对水泵电动机具有积极的推进作用。


参考文献:

[1]夏智伟.水泵电动机的保护措施探讨[J].科技资讯, 2020.01期

[2] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版.

[3] GB 14048.4-2020 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).