探討低壓智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的工作原理及應(yīng)用-安科瑞潘麗

摘要：為了防止電動(dòng)機(jī)在使用過程中因過載、短路、斷相、過壓、欠壓、過熱而燒毀，就有必要對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的檢測(cè)，并對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)。本文分析了電動(dòng)機(jī)的故障原因，并介紹了多功能智能化電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的構(gòu)成與保護(hù)功能和應(yīng)用。

0 引言

石油化工行業(yè)電機(jī)設(shè)備是大容量、高負(fù)荷的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，因而對(duì)其可靠性和穩(wěn)定性要求高，一旦發(fā)生事故，馬上查找故障原因并及時(shí)消除，以保證及時(shí)恢復(fù)生產(chǎn)。為此，經(jīng)過多年嘗試和反復(fù)實(shí)踐，終選擇了電動(dòng)機(jī)智能保護(hù)器(簡(jiǎn)稱為電機(jī)保護(hù)器)，作為電動(dòng)機(jī)的保護(hù)元件,下面就電動(dòng)機(jī)的故障原因以及電機(jī)保護(hù)器的應(yīng)用作以簡(jiǎn)單介紹。

1 電動(dòng)機(jī)的故障原因

電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中由于種種原因，會(huì)出現(xiàn)故障，故障分機(jī)械與電氣兩方面。

(1)機(jī)械方面有掃膛、振動(dòng)、軸承過熱等故障

(2)電氣方面主要是電動(dòng)機(jī)繞組過熱，超過額定值而燒毀在這里我們僅對(duì)電氣故障進(jìn)行分析，造成繞組過熱的主要原因之一是流過繞組的電流過大，超過電動(dòng)機(jī)的額定電流。

造成繞組過熱的主要原因之二：雖然流過繞組的電流不超過額定值，但由于電機(jī)通風(fēng)不良或環(huán)境溫度過高，繞組的發(fā)熱不能及時(shí)散出，也能造成繞組溫度超過額定值而燒毀電機(jī)。

電機(jī)保護(hù)器的工作原理

電機(jī)保護(hù)器集過(輕)載保護(hù)、缺相、過(欠)壓、堵轉(zhuǎn)、漏電、接地及三相不平衡保護(hù)等低壓保護(hù)于一身，通常由電流傳感器、比較電路、單片機(jī)、或出口繼電器等幾部分組成。

系統(tǒng)保護(hù)功能

電機(jī)保護(hù)器可實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的綜合保護(hù)，其具體功能有接地保護(hù)、斷相保護(hù)、短路保護(hù)、過(輕)負(fù)荷保護(hù)、不平衡過負(fù)荷保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、低電壓和過電壓保護(hù)。當(dāng)電機(jī)正常工作時(shí)，保護(hù)器通過面板上的液晶顯示屏，實(shí)時(shí)顯示電機(jī)的工作電流和電壓。具有通訊功能的電機(jī)保護(hù)器定時(shí)將采集的信號(hào)通過CAN總線傳至后臺(tái)微機(jī)。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，保護(hù)器能自動(dòng)地、迅速地反應(yīng)并發(fā)出跳閘信號(hào)。

故障判斷與記憶功能

電機(jī)保護(hù)器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需正確判斷電動(dòng)機(jī)正常、過載、短路、斷相、過壓、欠壓、過熱等工況并作相應(yīng)的處理。當(dāng)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)某種故障時(shí)，保護(hù)器切斷電動(dòng)機(jī)的電源而處于保護(hù)狀態(tài)，并且保存故障類型、時(shí)間以及電機(jī)運(yùn)行參數(shù)。電機(jī)保護(hù)器通過識(shí)別與記憶電路對(duì)故障予以識(shí)別、記憶和指示，以便于維修。只有故障排除后，復(fù)位保護(hù)器，故障指示才消失，電動(dòng)機(jī)才能再次啟動(dòng)。

在線監(jiān)測(cè)功能

帶有通訊功能的電機(jī)保護(hù)器使控制室操作人員可在后臺(tái)微機(jī)上，完成所有保護(hù)器的各種保護(hù)整定數(shù)據(jù)的調(diào)閱、修改和整定。同時(shí)，在線監(jiān)測(cè)電機(jī)的運(yùn)行負(fù)載和供電電源的質(zhì)量，為及早發(fā)現(xiàn)過載和接地故障等創(chuàng)造了條件。此外，后臺(tái)微機(jī)強(qiáng)大的信息管理功能，可有效記錄各臺(tái)電機(jī)的型號(hào)、運(yùn)行方式、和歷史維護(hù)記錄，為保證工藝系統(tǒng)的生產(chǎn)、減少事故停車，提供了可靠依據(jù)。

通過工程實(shí)例說明電機(jī)保護(hù)器的應(yīng)用

下面以WDB系列電機(jī)保護(hù)器為例,介紹一下電機(jī)保護(hù)器在我公司的工程應(yīng)用情況。WDB一體式電機(jī)保護(hù)器在22KW基地后勤配電回路中的應(yīng)用

圖1應(yīng)用電機(jī)保護(hù)器的二次原理圖

其二次原理圖的工作過程：合上開關(guān)QF和微斷開關(guān)QF1，按下現(xiàn)場(chǎng)按鈕SB1,接觸器KM線圈帶電并通過其輔助接點(diǎn)自保持，接觸器觸點(diǎn)動(dòng)作，主回路接通，同時(shí)柜上紅燈(HR1)和現(xiàn)場(chǎng)紅燈(HR2)發(fā)光,電機(jī)保護(hù)器顯示運(yùn)行狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。如果電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障，電機(jī)保護(hù)器的保護(hù)接點(diǎn)(3、4)動(dòng)作，使接觸器KM線圈失電，跳開接觸器觸點(diǎn)，同時(shí)柜上綠燈(HG1)和現(xiàn)場(chǎng)綠燈(HG2)發(fā)光，電機(jī)保護(hù)器的輸出故障接點(diǎn)(5、6)動(dòng)作，發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)，柜上故障燈(HY)也發(fā)光。電機(jī)保護(hù)器通過判斷與記憶，自保持并顯示故障狀態(tài)，并將電機(jī)保護(hù)器通訊接口(9、10)端子輸出的信號(hào)傳送到電氣控制室后臺(tái)計(jì)算機(jī)，直到運(yùn)行人員查明故障后，在后臺(tái)計(jì)算機(jī)或電機(jī)保護(hù)器的面板上按復(fù)位鍵后機(jī)內(nèi)的出口繼電器才可以復(fù)歸，為再次開車做好準(zhǔn)備。

圖2運(yùn)用電機(jī)保護(hù)器的二次原理圖

如圖2所示，7、8端子為保護(hù)器的輸出零序電流互感器接點(diǎn)，其他端子與圖1一樣。由于電動(dòng)機(jī)功率很大，因此在主回路設(shè)置3個(gè)變比為5安倍的電流互感器，并把電流互感器的二次線穿過分體式電機(jī)保護(hù)器的電流互感器部分，然后通過通訊線把電流互感器部分與顯示面板相連。其電機(jī)保護(hù)器正常工作原理及標(biāo)配故障處理與圖1一樣。不同之處是本圖用到的電機(jī)保護(hù)器具有零序漏電保護(hù)功能，帶有零序電流互感器，電動(dòng)機(jī)主回路的一次電纜A,B,C三相，要同時(shí)穿過電機(jī)保護(hù)器的零序電流互感器，依據(jù)A,B,C三相電流之和等于零的原則來判斷零序漏電電流，繼而進(jìn)行漏電保護(hù)。如果電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)漏電故障，電機(jī)保護(hù)器檢測(cè)到漏電電流很小，并且在漏電電流允許的范圍(≤30mA)內(nèi)，電機(jī)保護(hù)器的輸出保護(hù)接點(diǎn)(3、4)不動(dòng)作，但是電機(jī)保護(hù)器的顯示面板的故

 結(jié)束語

(2)帶漏電保護(hù)功能的WDB分體式電機(jī)保護(hù)器在甲乙酮132KW臥式離心泵配電回路中的應(yīng)用障指示燈閃爍，并將信號(hào)傳送到電氣控制室后臺(tái)計(jì)算機(jī)。電機(jī)保護(hù)器通過判斷與記憶，自保持并顯示故障狀態(tài)，直到運(yùn)行人員查明漏電故障并消除后，在后臺(tái)計(jì)算機(jī)或電機(jī)保護(hù)器的面板上按復(fù)位鍵后機(jī)內(nèi)的出口繼電器才可以復(fù)歸，電機(jī)保護(hù)器顯示運(yùn)行。如果電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)漏電故障，并且超出漏電電流允許的范圍，電機(jī)保護(hù)器的輸出保護(hù)接點(diǎn)(3、4)動(dòng)作，其原理與上圖1的故障處理原理一樣。