淺談提升機(jī)類(lèi)設(shè)備電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的保護(hù)范圍及優(yōu)化

時(shí)間：2022-06-17作者：江蘇安科瑞電器制造有限公司瀏覽：224

電梯等設(shè)備的電氣保護(hù)主要由電機(jī)保護(hù)器實(shí)現(xiàn)，但電機(jī)電流間接保護(hù)有一定的保護(hù)范圍，如電梯料斗脫落等故障。本文分析了電機(jī)保護(hù)器保護(hù)的局限性，并介紹了優(yōu)化的保護(hù)措施。

1電機(jī)保護(hù)器的主要保護(hù)功能

1.1短路保護(hù)

短路保護(hù)主要針對(duì)電機(jī)電纜或繞組的短路故障。短路保護(hù)動(dòng)作邏輯見(jiàn)圖1。任何一相電流**過(guò)設(shè)定值應(yīng)立即保護(hù)動(dòng)作，因此電流定值一般為額定電流5~7倍，動(dòng)作延遲0s。電梯在運(yùn)行過(guò)程中幾乎不可能達(dá)到相應(yīng)的整定電流，因此這種保護(hù)只能保護(hù)電機(jī)，而不能保護(hù)電梯的其他部件。




短路保護(hù)動(dòng)作邏輯圖1

1.2過(guò)載保護(hù)

過(guò)載保護(hù)是指電機(jī)電流**過(guò)電機(jī)負(fù)載能力，經(jīng)過(guò)一定延遲啟動(dòng)的保護(hù)動(dòng)作。動(dòng)作邏輯見(jiàn)圖2。電流定值一般設(shè)置為電機(jī)的額定電流1.1~1.3倍，延時(shí)20~60s。該保護(hù)主要也是保護(hù)電動(dòng)機(jī)，對(duì)提升機(jī)其他部件保護(hù)作用不大。




圖2過(guò)載保護(hù)和過(guò)載保護(hù)動(dòng)作邏輯

1.3過(guò)負(fù)荷保護(hù)

過(guò)載保護(hù)是指在負(fù)載設(shè)備（電梯）**過(guò)正常負(fù)荷后啟動(dòng)的保護(hù)動(dòng)作，其動(dòng)作邏輯與過(guò)載保護(hù)相同，電流定值為正常運(yùn)行負(fù)荷下的電流1.1~1.3倍，根據(jù)負(fù)載特性延遲20~60s。該保護(hù)是對(duì)負(fù)載設(shè)備**過(guò)正常運(yùn)行電流的一種保護(hù)，可在一定范圍內(nèi)保護(hù)負(fù)載設(shè)備。

1.4堵轉(zhuǎn)保護(hù)

堵塞轉(zhuǎn)移保護(hù)是指在電機(jī)或負(fù)載設(shè)備出現(xiàn)堵塞轉(zhuǎn)移故障后啟動(dòng)一定延遲的保護(hù)動(dòng)作。動(dòng)作邏輯見(jiàn)圖3。電流定值一般設(shè)置為電機(jī)的額定電流3~5倍，延時(shí)1~10s。不同于過(guò)載和過(guò)載保護(hù)，電機(jī)啟動(dòng)后才會(huì)投入保護(hù)功能，*考慮電梯重載啟動(dòng)對(duì)定值的影響。同時(shí)保護(hù)電機(jī)和負(fù)載設(shè)備。




圖3堵轉(zhuǎn)保護(hù)動(dòng)作邏輯

2存在的問(wèn)題

1）過(guò)載定值不合理

由于重載啟動(dòng)等特殊情況，設(shè)備制造商在選擇電機(jī)時(shí)會(huì)考慮重載下的啟動(dòng)能力。例如，電梯的正常運(yùn)行電流是100A，空載啟動(dòng)200A，但是，可以實(shí)現(xiàn)重載啟動(dòng)500A，那么就需要以500A選擇額定電流作為選擇的依據(jù)200A拖動(dòng)電機(jī)。

但在計(jì)算保護(hù)定值時(shí)，設(shè)備未投入運(yùn)行，因此過(guò)載保護(hù)一般以電機(jī)額定參數(shù)為計(jì)算依據(jù)。一般來(lái)說(shuō)，過(guò)載系數(shù)在1.1~1.3在兩倍之間，重載啟動(dòng)設(shè)備通常會(huì)取值1.3倍，額定電流為200A電機(jī)過(guò)載電流值為260A。由于過(guò)載是電流的低倍數(shù)保護(hù)，以防止正常負(fù)載波動(dòng)引起誤動(dòng)作，因此通常會(huì)延遲動(dòng)作20~60s時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

2）可優(yōu)化堵轉(zhuǎn)保護(hù)

堵轉(zhuǎn)保護(hù)一般用于設(shè)備嚴(yán)重堵塞或電機(jī)堵塞，因此電流定值設(shè)置一般較大，不能保護(hù)一些較小的故障。但是，我們可以利用電機(jī)啟動(dòng)后的特點(diǎn)，進(jìn)一步優(yōu)化定值，而不考慮電機(jī)啟動(dòng)電流的影響。

3）負(fù)載設(shè)備保護(hù)過(guò)于依賴(lài)于電機(jī)保護(hù)器不同于風(fēng)扇、水泵等單一設(shè)備，電梯或膠帶機(jī)是相對(duì)復(fù)雜的設(shè)備，部件（如料斗、輥等）故障，往往反映電流特性較小或傳輸時(shí)間較長(zhǎng)，但對(duì)設(shè)備的損壞較大。所以它可以使用DCS監(jiān)控軟保護(hù)。

3案例分析

年6月10日23時(shí)56分，4線(xiàn)燒成車(chē)間窯電梯料斗脫落。故障期間給料量和電機(jī)電流變化見(jiàn)圖4。由于個(gè)別料斗脫落，電流上升后迅速下降，電機(jī)保護(hù)器未移動(dòng)。故障發(fā)生過(guò)程分析如下：

(1)電流23:56:10145A，投料477t/h，料斗開(kāi)始脫落，導(dǎo)致刮擦。

(2)電流23:56:50158A，投料478t/h，電流開(kāi)始迅速上升。

(3)電流23:56:55297A，投料477t/h，瞬間卡澀嚴(yán)重，電流上升至297A，中控開(kāi)始減料。

(4)23:57:22132A，投料50t/h，減料至低點(diǎn)后，中控開(kāi)始重新投料。

(5)電流23:58:04261A，投料284t/h，中控重新投料至450t/h左右后，電流二次快速上升，電流上升到261A，磁耦合器過(guò)載保護(hù)啟動(dòng)，電流迅速下降至72A左右。

(6)電流23:58:3272A，投料54t/h，中控重新開(kāi)始投料，但是磁力耦合器已過(guò)載脫開(kāi)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)但提升機(jī)未運(yùn)轉(zhuǎn)，所以電動(dòng)機(jī)電流不會(huì)增長(zhǎng)。

(7)00:04:27，電流73A，投料43t/h，停止投料。

(8)00:06:06，電流73A，投料0t/h，停提升機(jī)。

電機(jī)保護(hù)器主定值見(jiàn)表1。

表1電機(jī)保護(hù)器的主要定值




從實(shí)際故障電流和電機(jī)保護(hù)器定值來(lái)看，整個(gè)過(guò)程只在3#點(diǎn)位的電流297A**過(guò)過(guò)載荷保護(hù)定值276A，但故障電流持續(xù)時(shí)間不足1s，持續(xù)時(shí)間不**過(guò)負(fù)載保護(hù)的固定值，因此保護(hù)器跳閘出口不輸出。

4定值優(yōu)化和保護(hù)模式

1）定值優(yōu)化

電機(jī)保護(hù)器只能保護(hù)過(guò)載保護(hù)和堵塞轉(zhuǎn)移保護(hù)，但只要保護(hù)器通電，過(guò)載保護(hù)就會(huì)投入使用。為了避免重載啟動(dòng)，需要長(zhǎng)時(shí)間延遲，因此不能長(zhǎng)時(shí)間保持高電流故障。

堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能的主要特點(diǎn)是電機(jī)啟動(dòng)后可以投入使用，因此*考慮啟動(dòng)的影響。4#入窯提升機(jī)堵轉(zhuǎn)保護(hù)電流定值改為200A，時(shí)間定值改為2s，因此，有兩個(gè)電流峰值可以啟動(dòng)此故障的保護(hù)動(dòng)作。一次以上200A電流持續(xù)時(shí)間為4s，二次**過(guò)200A電流持續(xù)時(shí)間為6s，見(jiàn)圖5。




圖5部分電流峰值

由于保護(hù)器電流不能根據(jù)產(chǎn)量實(shí)時(shí)調(diào)整，在不同工況下的保護(hù)范圍可能會(huì)有所不同，如6月10日4#線(xiàn)入窯提升機(jī)未投料故障，空載電流66A 故障電流上升150A=216A，但是**過(guò)200A維護(hù)時(shí)間不足1s，因此，電機(jī)保護(hù)器仍然不會(huì)移動(dòng)。

2）DCS系統(tǒng)電流保護(hù)

引用DCS電流保護(hù)作為補(bǔ)充保護(hù)措施。DCS根據(jù)投料量與提升機(jī)電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可實(shí)時(shí)進(jìn)行分段保護(hù)，不同的投料量對(duì)應(yīng)不同的保護(hù)定值。

根據(jù)前期4#窯點(diǎn)火投料，計(jì)算投料量與提升機(jī)電機(jī)電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系，乘以1.3倍可靠系數(shù)（1.1~1.3），獲得保護(hù)電流定值，并延遲2s防誤動(dòng)。詳見(jiàn)表2。

表2DCS保護(hù)電流定值




驗(yàn)證6月10日晚的故障，當(dāng)晚的投料量477t/h，在相應(yīng)的關(guān)系表中480t/h，保護(hù)電流188.5A，延時(shí)2s。

根據(jù)電流波形圖(見(jiàn)圖6)，兩次電流**過(guò)188.5A時(shí)間分別是5s和8s，完全滿(mǎn)足保護(hù)動(dòng)作條件，因此在一次電流峰值23:56:55時(shí)已經(jīng)動(dòng)作，比磁耦合器(23:58:05)早。1min10s，早于中控停機(jī)(00:06:08)9min13s。




圖6電流波動(dòng)趨勢(shì)

5安科瑞智能電機(jī)保護(hù)器介紹

5.1產(chǎn)品介紹

智能電機(jī)保護(hù)器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)保護(hù)器)采用單片機(jī)技術(shù)，具有抗干擾能力強(qiáng)、工作穩(wěn)定可靠、數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等特點(diǎn)。保護(hù)器可以保護(hù)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的過(guò)載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵塞、堵塞、外部故障等。SOE故障記錄功能，方便現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員查找故障原因。適用于煤礦、石化、冶煉、電力、民用建筑等領(lǐng)域。該保護(hù)器具有RS485遠(yuǎn)程通信接口，DC4-20mA模擬輸出，方便和PLC、PC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由控制器組成。實(shí)現(xiàn)電機(jī)運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

5.2技術(shù)參數(shù)

5.2.1數(shù)字電機(jī)保護(hù)器

5.2.2模塊化電機(jī)保護(hù)器

5.3產(chǎn)品選型

說(shuō)明：“√表示有，■表示可選。

6結(jié)束語(yǔ)

電機(jī)保護(hù)器的主要目的是保護(hù)電機(jī)。負(fù)載設(shè)備可以在一定程度上保護(hù)過(guò)載和堵塞保護(hù)，但范圍有限，特別是對(duì)復(fù)雜設(shè)備單元的故障保護(hù)。因此，可以引入DCS系統(tǒng)在不同工況下找到正常運(yùn)行電流，計(jì)算出合理的保護(hù)值，進(jìn)行分段保護(hù)，可以較準(zhǔn)確地保護(hù)負(fù)載設(shè)備。


江蘇安科瑞電器制造有限公司專(zhuān)注于電動(dòng)機(jī)保護(hù)器,電動(dòng)自行車(chē)充電樁,電瓶車(chē)智能充電樁,電力監(jiān)控系統(tǒng),電力運(yùn)維系統(tǒng),限流式保護(hù)器等

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