淺談智能電動機保護控製器在工程中的應用與選型

簡婷

韦德1946网址 上海嘉定  201801

摘　要：隨著半導體(ti) 囂件的興(xing) 起．湧現出的性能可靠、功能多樣化的電氣元件——電動機保護控製囂。近幾十年，我圈工業(ye) 有了長足的進步與(yu) 發展，電動機廣泛地應用於(yu) 各個(ge) 行業(ye) 中，如冶金、機械、鐵路、建材、化工等各行各業(ye) 中，並在其中起到重要作用。但電動機在運行中因故障或燒毀引發的事故時有發生，嚴(yan) 重危害著人身健康。因此做好電動機的保護具有很重要意義(yi) 。

關(guan) 鍵詞：電動機保護控製囂；保護；控製；通訊

0 引言

        電動機保護主要有分為(wei) 兩(liang) 種：一、熱繼電器：熱繼電器應用長達半個(ge) 世紀，直到96年被強製淘汰。熱繼電器作為(wei) 電機過載保護產(chan) 品，存在定粗糙、受環境影響大、等缺陷，決(jue) 定被淘汰的命運。二、電動機保護控製器：電動機保護控製器出現並普代熱繼電器引發了行業(ye) 的劇烈變革，其保護功能更為(wei) 豐(feng) 富。保護涵蓋了電動機運行中會(hui) 遇到的所有非正常情況．還可以對實時數據、故障報表進行分析，因此更有針對性和準確性，此外，還可以參與(yu) 到能源控製與(yu) 管理分析中，它效仿了高壓係統保護和控製模式，彌補了長期以來保護和管理無法延伸至低壓係統中的空白。

1 電動機保護控製器應用方式

        方式1：電動機保護控製器提供開關(guan) 量、模擬量的輸入輸出接點和接口，通過控製電纜以硬接線方式將信號送至DCS。這種方式沒有發揮電動機保護控製器強大的數據管理功能，隻實現對電動機基礎的操作，相對其他方式更加可靠。

        方式2：DCS直接與(yu) 電動機保護控製器通訊。這種方式省掉了大量的控製電纜，對電動機的管理更加直接．但是增加了DCS通訊模塊數量，在硬件配置和數據處理兩(liang) 方麵都會(hui) 增加額外的負擔。

        方式3：DCS通過通訊管理機與(yu) 雙端通訊口電動機保護控製器通訊，這種方式不僅(jin) 省掉大量的控製電纜、DCS的通訊模塊，通過通訊管理機這種中間管理層，使網絡結構更加清晰俺單。雙網互為(wei) 備用更是增加了係統運行的安全穩定性，同時在中控係統中可以讀取電動機保護控製器的管理數據。

        因早期在某工程項目通訊的方式，36台電動機保護控製囂MODBUS-RTU通訊串聯一通訊管理機一光纖轉換器一光纖一光纖轉換囂一Dcs通訊口。正式投產(chan) 之前，電動機保護控製囂廠隸技術員進行了電動機保護控製器的通訊試驗，出現了掃描時間不匹配，散據傳(chuan) 送位不一致、延時等多種原因。在電腦上對電機進行了啟停控製，點鼠標啟動到電機轉動延時7秒。電機轉動判電腦上能看到運轉的反饋信號延時又是7秒，其原因 RS485接口MODBUS—RTU通訊方式是我們(men) 常說的手拉手的通訊方式．當設備掃描出現故障讀掃描3次，36台電動機保護控製囂串聯回路元件過多，其中有的電動機保護控製器未通電造成設備重複掃描，因此造成了延時，這種延時遠遠不能滿足其正常的生產(chan) 需要。經過方案談論：本項目每台低壓開關(guan) 櫃的饋出回路數量不大於(yu) 9台，每台低壓開關(guan) 櫃電動機保護控製器連接到一個(ge) 通訊譬理機上，對於(yu) 啟動、停止、運行、故障等輸入輸出量采用硬接線的方式接至DCS，對於(yu) 其他量采用通過通訊管理機與(yu) ECS通訊，進行修改。DCS係統用於(yu) 工藝控製，ECS用於(yu) 電氣係統監控。改造後經過在DCS係統上測試啟動後反饋至DCS信號在小於(yu) 0.1秒，ECS電氣係統監控不到0.3秒。

        從(cong) 此以後很多工廠都采用係統控製和電氣監控分開的方式，即采用是方式1和方式3結台的方式。對於(yu) 啟動、停止、運行、故障等輸入輸出量采用硬接線的方式接至DCS，對於(yu) 其他量通過通訊管理機與(yu) ECS通訊。

2 實際案例分析

現有某企業(ye) 實際配置如下：

        由於(yu) 工藝生產(chan) 的連續性特點和負荷的重要性，這種行業(ye) 設計模式決(jue) 定了必須采用成熟、可靠的電動機控製方式，才能保證工藝生產(chan) 所要求的複雜聯鎖。電動機保護控製器采用硬接線和雙通道雙網屏蔽雙絞線通訊方案，對於(yu) 啟動、停止、運行、故障等輸入輸出量采用硬接線的方式接至DCS，對於(yu) 其他量通過通訊管理機與(yu) ECS通訊，通訊接口為(wei) R8485，MODBUS—RTU通訊規約，通訊管理機為(wei) 透明網關(guan) 。理論上不占用響應時間，電動機保護控製器兩(liang) 個(ge) 通訊口實現冗餘(yu) 熱備用。這樣既保證的穩定性，也保證了施工和維護工作鼉更是減少。

        在我國現在運行的IkW～320kW低壓電動機數量至少8000萬(wan) 台以下，占電網用電量的65％以上，全嗣每年因維修電動機就要10多億(yi) 元。電動機保護控製器的經濟效益；Qs=電動機修理費×電動機保護控製囂可靠係數一電動機保護控製器購買(mai) 費+(電機拆裝費+停工損失一保護安裝費)=(直接經濟效益)+(間接經濟效益)例如；一台45kW 6極的電動機，損毀後的維修費2300元．售價(jia) 為(wei) 1100元電動機保護控製囂配置一台使用可靠係數為(wei) 95％，避免因燒毀導致的直接經濟效益0z為(wei) l Qz=電動機修理費×可靠係數一購買(mai) 費=2300X95％一1100：1085(元)。節省比例：1085(元)／2300(元)×100％=47．2％

3 安科瑞ARD係列智能電動機保護器介紹與(yu) 綜合選型

3.1產(chan) 品簡介

        ARD該係列低壓電動機保護器，具有過載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉等保護功能。可與(yu) 接觸器、電動機起動器等電器元件構成電動機控製保護單元，具有遠程自動控製、現場直接控製、麵板指示、信號報警、現場總線通信等功能。應用範圍：可廣泛應用於(yu) 煤礦、石化、冶煉、電力、建築等行業(ye) 的配電領域。

3.2產(chan) 品選型

產(chan) 品功能

說明：“√"表示具備“■"表示可選

4 結束語

        電動機運行時經常達不到滿負荷或者經常出現空載。以上兩(liang) 種情況導致電能浪費嚴(yan) 重。電動機保護控製器根據電動機在負載的情況調節其他電氣設備降低其端電壓或其接線，能提高其功率因數和工作效率的原理，對運行電壓、電流相位以及電機負載狀態進行檢測，根據以上對電機運行電壓進行自動調整，大幅降低電機無功損耗，有功損耗、勵磁損耗，因此電能可以大幅節約。對低負載或負載變化頻繁這兩(liang) 種運行狀態節電效果更明顯，平均節電率在(16～40)％，既提高了功率因數，又降低了材料損失和能源消耗，因此是一種良好的電機節電裝置。因此，電動機保護控製器不僅(jin) 能保證正常生產(chan) ，提高生產(chan) 效率和經濟效益，而且在節能事業(ye) 中也有著重要意義(yi) 。

【參考文獻】

[1]劉玲.低壓電機保護控製器在生產(chan) 中的應用[J].電工技術，2011．000(004)：48～48.

[2]韓賓.電動機保護控製器在工程中的應用[J].數碼設計,2021(04)：259．

[3]安科瑞企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) .2020.06版.

作者簡介：簡婷，女，本科，現就職於(yu) 韦德1946网址，主要研究方向為(wei) 建築能耗監測係統。