智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器在冶金行業(yè)的合理選型

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2023-05-05 16:49·安科瑞戴雅麗
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1 智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器構(gòu)成和功能

1 智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的構(gòu)成

智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器主要由兩個(gè)部分組成，一個(gè)主體模塊，一個(gè)顯示模塊。其中，主要包括電源模塊，數(shù)字信號(hào)處理模塊，開關(guān)量輸入輸出模塊，模擬量采集模塊，通訊模塊等；顯示模塊主要對(duì)操作參數(shù)進(jìn)行顯示，并對(duì)其進(jìn)行保護(hù)設(shè)定。當(dāng)主機(jī)與顯示器組合成一個(gè)整體時(shí)，被稱為一個(gè)整體的智能馬達(dá)保護(hù)裝置；如果單獨(dú)使用，又叫分體智能電機(jī)保護(hù)裝置。部分智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的測(cè)量模塊也獨(dú)立于本體之外。

2智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的功能

智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器是利用微處理器對(duì)電機(jī)回路的電流、電壓信號(hào)進(jìn)行采集、處理，并依據(jù)遙控指令或就地控制指令來(lái)決定電機(jī)的啟動(dòng)或停止。盡管不同品牌的產(chǎn)品名稱、型號(hào)存在差異，但是它們的核心功能基本上都是相同的，具體如下：

1)保護(hù)功能。包括過(guò)載、斷相、堵轉(zhuǎn)、啟動(dòng)超時(shí)、單相接地、短路、外部故障、欠電流、欠電壓、過(guò)電壓保護(hù)和溫度保護(hù)等。

2)測(cè)量功能?？蓽y(cè)量相電流、相電壓、線電壓、零序電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率和相位角等。

3)計(jì)量功能?？捎?jì)量有功電度和無(wú)功電度。

4)控制功能。具有多路數(shù)字量輸出口，可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)、雙向動(dòng)、雙速啟動(dòng)和星三角降壓?jiǎn)?dòng)等。

5)管理功能。包括電動(dòng)機(jī)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間記錄，電動(dòng)機(jī)累計(jì)起動(dòng)次數(shù)和起動(dòng)時(shí)間記錄、故障動(dòng)作記錄和電動(dòng)機(jī)起動(dòng)報(bào)告。

6)信息采集功能。具備多路數(shù)字量輸入接口和模擬量輸入接口，可采集電動(dòng)機(jī)相關(guān)的各種電氣狀態(tài)數(shù)字信號(hào)(斷路器狀態(tài)、接觸器狀態(tài)以及控制命令)和電動(dòng)機(jī)繞組測(cè)溫模擬信號(hào)。

7)通信功能?？膳鋫涠喾N通信接口，如Modbus、Profibus-DP、DeviceNet和Ethnet-IP等，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的起、停控制和狀態(tài)量的反饋。

2 智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的合理選型

在選擇智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置時(shí)，應(yīng)考慮其安裝地點(diǎn)的自然環(huán)境、電磁環(huán)境及測(cè)量與控制的需要。

1)安裝位置的環(huán)境條件主要是指溫度，腐蝕程度，震動(dòng)程度，風(fēng)沙，海拔高度，電磁污染。與熱繼電器的區(qū)別在于，智能馬達(dá)保護(hù)器是一種電子元件，它對(duì)工作環(huán)境的要求比較苛刻，在這一點(diǎn)上要格外注意。

2)控制電壓。根據(jù)系統(tǒng)的控制電壓選擇適配的智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，部分廠家的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器僅提供24VDC的電源輸入接口。

3)測(cè)控保護(hù)需求。應(yīng)依據(jù)電機(jī)的種類、特性、功率大小及重要性，來(lái)確定其所需的檢測(cè)與保護(hù)。

4)控制需求。以工藝的操作需求為基礎(chǔ)，確定控制需求，選擇手動(dòng)、自動(dòng)、就地控制或遠(yuǎn)程控制等控制模式，以及所需要的控制功能和控制點(diǎn)數(shù)，然后確定輸入、輸出端子的數(shù)量和功能是否滿足要求。

3 智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的應(yīng)用實(shí)例

在有色冶煉中，根據(jù)工藝需求和客戶需求，智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的主要應(yīng)用模式有保護(hù)模式、端子控制模式、全通信模式和半通信模式。

1保護(hù)模式

在保護(hù)模式下，智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器只利用其自身的保護(hù)功能和測(cè)量功能，并不參與外部控制，與原來(lái)熱繼電器的作用相同。

2端子控制模式

在端子控制方式下，智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器通過(guò)自身的開關(guān)量輸入端子采集外部控制命令，進(jìn)而對(duì)其開關(guān)量輸出電動(dòng)機(jī)的起、停或正反轉(zhuǎn)等進(jìn)行控制，具體接線如圖2所示。

這種模式下，智能馬達(dá)保護(hù)器同時(shí)具有保護(hù)與控制兩種功能，與上述保護(hù)方式相比，優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)⒅悄荞R達(dá)保護(hù)器的控制功能發(fā)揮到最大，但是與保護(hù)方式相同，其遠(yuǎn)端 DCS的控制線依然是硬線。

3全通信模式

在完全通訊方式下，在現(xiàn)場(chǎng)控制過(guò)程中，智能電機(jī)保護(hù)裝置僅起到保護(hù)的作用，并不直接參與到控制過(guò)程中，與保護(hù)方式相同；遠(yuǎn)程 DCS利用通訊線對(duì)智能保護(hù)裝置進(jìn)行控制，輸出電機(jī)的起停或正向、反向指令。該方式具有兩大優(yōu)點(diǎn)：一是確保了現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控的獨(dú)立性，最大限度地避免了因通訊監(jiān)控而引起的危險(xiǎn)，從而提高了系統(tǒng)的安全性；二是極大地降低了線纜的用量，降低了布線的工作量。

4半通信模式

半導(dǎo)通方式是一種中間狀態(tài)，它在保護(hù)方式與通達(dá)方式之間的一種中間狀態(tài)。其應(yīng)用背景是：客戶對(duì)智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器缺乏信心，擔(dān)心因通信不可靠造成電機(jī)的起、停不受控制，進(jìn)而影響生產(chǎn)或造成安全事故，所以遠(yuǎn)程的控制信號(hào)仍以硬線方式傳輸。但這也為以后切換到完全通訊模式留下了一個(gè)界面，便于以后的升級(jí)。

4 ARD系列電動(dòng)機(jī)保護(hù)器產(chǎn)品選型介紹

ARD智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器適用于額定電壓至660V的低壓電動(dòng)機(jī)回路，集保護(hù)、測(cè)量、控制、通訊、運(yùn)維于一體。其完善的保護(hù)功能確保電動(dòng)機(jī)安全運(yùn)行，帶有邏輯可編程功能，可以滿足多種控制方式。該產(chǎn)品采用分體式結(jié)構(gòu)，由主體、顯示單元、互感器組成，可適應(yīng)各種柜體的安裝?？蛇x配不同通訊模塊適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)通訊需求。

1功能特點(diǎn)

■支持基波和全波電力參數(shù)測(cè)量（U、I、P、Q、S、PF、F、EP、EQ），電流及電流不平衡度、電流正序、負(fù)序、零序分量、電壓、三相電壓相角、剩余電流。

■保護(hù)功能包括過(guò)載反時(shí)限、過(guò)載定時(shí)限、接地、起動(dòng)超時(shí)、漏電、欠載、斷相、堵轉(zhuǎn)、阻塞、短路、溢出、不平衡(電流、電壓)、過(guò)功率、欠功率、過(guò)壓、欠壓、相序、溫度、tE時(shí)間、外部故障、起動(dòng)次數(shù)限制、運(yùn)行時(shí)間報(bào)警、故障次數(shù)報(bào)警。

■9路可編程DI輸入，默認(rèn)采用內(nèi)置DC24V電源，也可選擇外部有源濕接點(diǎn)。

■5路可編程DO輸出，滿足直接起動(dòng)，星—三角起動(dòng)，自耦變壓器起動(dòng)，等多種起動(dòng)方式，可通過(guò)通訊總線實(shí)現(xiàn)主站對(duì)電動(dòng)機(jī)的遙控“起/?！?。

■可選抗晃電功能：支持晃電立即再啟動(dòng)、失壓重起動(dòng)。

■可選配MODBUS_RTU通訊、PROFIBUSDP通訊，支持最多2路通訊接口。

■可選配1路DC4-20mA模擬量輸出接口，與DCS系統(tǒng)相接，可實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的監(jiān)控。

■具有故障記錄、起動(dòng)記錄、停車記錄、DI變位記錄和再起動(dòng)記錄等各類事件記錄。

■顯示界面液晶顯示，支持中/英文切換。

2、產(chǎn)品選型

智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器替代傳統(tǒng)熱繼電器是大勢(shì)所趨，將智能電機(jī)保護(hù)裝置以總線通訊的形式組成網(wǎng)絡(luò)，以遠(yuǎn)程檢測(cè)、遠(yuǎn)程控制為目的，是智能配電網(wǎng)、智能化廠房的重要發(fā)展方向。要想讓智能馬達(dá)保護(hù)器更好地使用與推廣，就必須要讓工程設(shè)計(jì)人員與設(shè)備制造商緊密合作，并針對(duì)存在的問(wèn)題，給出更好的解決方法

審核編輯 黃宇