淺談智能馬達保護控制器在回轉窯控制系統(tǒng)的應用與設計

時間：2020-09-08作者：江蘇安科瑞電器制造有限公司瀏覽：138

摘要：介紹一款經(jīng)濟型智能馬達保護器的應用、常見故障及故障處理措施，該保護器將眾多保護功能集于一體，針對電動機在實際使用中會遇到的多種故障進行保護，使電機在各種故障條件下不會產(chǎn)生損壞，提高電動機運行的可靠性，減少了由于電動機的故障問題帶來的生產(chǎn)損失，優(yōu)化了控制系統(tǒng)和電機啟動器之間的連接，提高了設備可用性，使系統(tǒng)的啟動、運行和維護費用大大降低。

關鍵詞：電動機;馬達保護器;故障;措施

1 引言

在冶金行業(yè)中，電動機作為一種拖動機械，成為所有動力機械的基礎。隨著科學技術的不斷進步和工藝控制的不斷發(fā)展，尤其是自動化生產(chǎn)的要求，迫切需要完善電動機的控制和保護設備，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程中對大型機械的遙控、遙測、遙調、故障診斷以及集中控制等功能。冶金生產(chǎn)的特點就是大容量、滿負荷的連續(xù)運轉，因而對電機設備的可靠性和穩(wěn)定性要求高，一旦發(fā)生事故，須馬上查找故障原因并及時消除，以保證及時恢復生產(chǎn)。原先使用熱繼電器作為電動機的過載保護和控制元件，但由于元件質量和工藝的限制，現(xiàn)已越來越無法滿足日益發(fā)展的工藝自動化要求。近年來，出現(xiàn)了一種新型的電機保護器智能馬達保護器，它取代了熱繼電器而得到了廣泛應用。作為電動機的保護元件，智能馬達保護器不但可以有效**電機的運行，而且可以利用**的通訊技術，實現(xiàn)電機控制的自動化，具有顯著的經(jīng)濟效益。

2 馬達保護器的功能及特點

馬達保護器是近十多年才發(fā)展起來的一種新型電子式多功能電動機綜合保護裝置。它集過(輕)載保護、缺相、過(欠)壓、堵轉、漏電三相不平衡保護等低壓保護于一身，具有設定精度高、節(jié)電、動作靈敏、工作可靠等優(yōu)點，是傳統(tǒng)熱繼電器的理想替代產(chǎn)品。傳感器將電動機電流變化線性反映至保護器采樣端口，整流、濾波等環(huán)節(jié)后，轉換成與電動機電流成正比的直流電壓信號、送到相應部分與給定保護參數(shù)進行比較處理，再經(jīng)單片機回路處理，推動功率回路，使繼電器動作。當電機驅動部分過載導致電流變大時，從電流傳感器獲取的電壓信號將變大、此電壓值大于保護器整定值時，過載回路工作，RC延時電路一定(可調)延時，驅動出口繼電器動作，使接觸器切斷主回路。欠壓及缺相保護等功能部分的工作原理基本相同。

3 系統(tǒng)功能

3.1保護功能

電機保護器可實現(xiàn)對電機綜合保護，具有啟動**時保護、過載保護、斷相保護、接地保護、過流堵轉保護、電流不平衡保護、短路保護、漏電保護、增安型防爆電機的過熱載保護(tE時間保護)、欠載保護、溫度保護、溫度保護、欠壓保護、過壓保護、功率因素保護、相序保護等多種數(shù)字保護功能。對電動機的保護可以實現(xiàn)分段式保護，分啟動過程和運行過程對電動機進行保護。啟動過程中投入啟動**時保護、斷相保護、電流不平衡保護、接地/漏電保護、短路保護、tE時間保護功能;啟動過程結束后將其他保護投入。當電機正常工作時，保護器面板上液晶顯示屏，實時顯示電機工作電流和電壓。具有通訊功能電機保護器的微處理器將采集信號通過DP總線傳至PLC系統(tǒng)并顯示在工控機上。當故障發(fā)生時，保護器*動作，保存故障類型、時間以及電機運行參數(shù)。

3.2在線監(jiān)測功能

控制室操作人員可在工控機上，完成所有保護器的各種保護整定數(shù)據(jù)調閱、修改和整定。同時，在線監(jiān)測電機運行負載和供電電源質量，為及早發(fā)現(xiàn)過載和故障等，創(chuàng)造條件。為保證工藝系統(tǒng)生產(chǎn)、減少事故停車，提供了可靠依據(jù)。

4 選用原則

電機保護器按結構形式來劃分，一般分為一體式和分體式兩種。選用分體式保護器，互感器部分與顯示部分分為兩體，可在一定范圍內任意安置，故非常適合于抽屜式開關柜安裝。將顯示表頭嵌入式安裝在開關抽屜活動面板內，既簡化了柜內接線、又方便了系統(tǒng)隨時調整、設定參數(shù)以及顯示、監(jiān)控，同時數(shù)字化顯示面板也增添了柜面的統(tǒng)一性和美觀性;使配電室內設備運行情況及故障狀態(tài)一目了然，大地方便了系統(tǒng)巡視和檢修維護。

電機保護器按額定工作電壓及電流范圍來劃分，可分為AC380V、AC220V兩種;對應量程為1A、5安培、25安培、100A、等若干等級。由于大型電機較多，為方便互換及減少備件種類，采用主回路裝設(口/5)電流互感器方式，將一次電流變?yōu)樾∮?安培的二次電流，再接入量程為5安培的電機保護器，使大型設備得到了有效控制和保護。

可支持Modbus或者Profibus通訊總線，回轉窯系統(tǒng)設計上，電機保護器配置時，可根據(jù)工藝以及PLC系統(tǒng)連鎖合理安排，實現(xiàn)預防突發(fā)故障的功能，保證生產(chǎn)的正常運行。

5 使用經(jīng)驗

實際使用過程中，應嚴格按電機額定電流來選擇保護器，防止人為放大和縮小保護范圍;避免量程太大或太小而造成測量誤差。多數(shù)低壓電機功率小于50kW，考慮到備品備件互換性，多選用5安培量程保護器及配套互感器，這樣既保證了保護精度，又避免了備件規(guī)格過多而給生產(chǎn)帶來不便。

6 存在的缺陷、故障及處理措施

6.1馬達保護器抗干擾能力差

由于控制室統(tǒng)一設在煅燒主控室，因此原料上料系統(tǒng)到回轉窯控制室的網(wǎng)絡線距離較長，且網(wǎng)絡電纜敷設不規(guī)范，馬達保護器抗干擾能力差等原因，造成馬達保護器信號不穩(wěn)定、受到感應電壓干擾。建議對通訊線路，控制線路及主電源分開敷設以減小對馬達保護器的信號干擾。

由于主電源電纜與控制電纜敷設距離太近，馬達保護器經(jīng)常有假信號發(fā)生，現(xiàn)場開關在就地位時上位機顯示遠程，給操作及檢修帶來錯誤信息。經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)，遠程端子有100多伏干擾電壓，所以上位機顯示假信號，為防止此類現(xiàn)象發(fā)生，在遠程信號端子加裝電阻從而過濾干擾電壓。

6.2網(wǎng)絡連接頭*松動

在煅燒系統(tǒng)中，整個ProfibusDP網(wǎng)絡與馬達保護器連接采用DP頭連接，檢查或檢修抽屜時須拆掉DP頭，頻繁拆裝，使DP連接頭*松動，DP頭損壞嚴重，經(jīng)常造成控制系統(tǒng)信號丟失。建議安裝時采用插件結構設備避免此類問題的發(fā)生。

7 安科瑞ARD系列智能電動機保護器介紹與綜合選型

7.1產(chǎn)品簡介

ARD該系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?？膳c接觸器、電動機起動器等電器元件構成電動機控制保護單元，具有遠程自動控制、現(xiàn)場直接控制、面板指示、信號報警、現(xiàn)場總線通信等功能。應用范圍：可廣泛應用于煤礦、石化、冶煉、電力、建筑等行業(yè)的配電領域。

7.2產(chǎn)品選型

產(chǎn)品功能



















8 結束語

智能馬達保護器投入使用至今，一直運行良好，可對各種故障類型進行準確的報警顯示，有效地防止了電機意外燒毀事故，節(jié)約了大量的資金，不但提高了回轉窯生產(chǎn)工藝控制的準確性、科學性，降低了事故率，而且對于提高電氣控制系統(tǒng)的自動化水平起到了促進作用。

【參考文獻】

[1]劉學琳.智能馬達保護器在回轉窯控制系統(tǒng)中的應用

[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2019.11


江蘇安科瑞電器制造有限公司專注于導軌電能表,有源濾波柜,工礦用電監(jiān)管,電動機保護器廠家,環(huán)保用電監(jiān)測,物聯(lián)網(wǎng)電表,一體式電動機保護器,油煙在線監(jiān)控,智能電動機保護器等

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