智能電動機保護控制器在工程中的應用與選型

電動機保護主要有分為兩種：一、熱繼電器：熱繼電器應用長達半個世紀，直到96年被強制淘汰。熱繼電器作為電機過載保護產品，存在定粗糙、受環(huán)境影響大、等缺陷，決定被淘汰的命運。二、電動機保護控制器：電動機保護控制器出現(xiàn)并普代熱繼電器引發(fā)了行業(yè)的劇烈變革，其保護功能更為豐富。它既可覆蓋電機運行中可能遇到的一切異常情況，也可實時處理數(shù)據(jù)、故障報告等，因而更有針對性、更準確；另外，還可參與能源控制與管理分析，仿效高壓系統(tǒng)保護與控制模式，它可以彌補長期以來保護與管理不能延伸到低壓系統(tǒng)的空白。

伴隨著半導體器件的興起，涌現(xiàn)出性能可靠、功能多樣的電氣元件——電機保護控制。最近幾十年來，我國的電機產業(yè)得到了很大的發(fā)展，廣泛應用于冶金、機械、鐵路、建材、化工等各行各業(yè)，并在其中扮演著重要角色。但電動機在運行中因故障或燒毀引發(fā)的事故時有發(fā)生，嚴重危害著人身健康。所以對電機進行保護是非常有意義的。

1電動機保護控制器應用方式

方式1：電動機保護控制器提供開關量、模擬量的輸入輸出接點和接口，通過控制電纜以硬接線方式將信號送至DCS。這種方式?jīng)]有發(fā)揮電動機保護控制器強大的數(shù)據(jù)管理功能，只實現(xiàn)對電動機基礎的操作，相對其他方式更加可靠。

方式2：DCS直接與電動機保護控制器通訊。這種方式省掉了大量的控制電纜，對電動機的管理更加直接．但是增加了DCS通訊模塊數(shù)量，在硬件配置和數(shù)據(jù)處理兩方面都會增加額外的負擔。

方式3：DCS通過通訊管理機與雙端通訊口電動機保護控制器通訊，這種方式不僅省掉大量的控制電纜、DCS的通訊模塊，通過通訊管理機這種中間管理層，使網(wǎng)絡結構更加清晰俺單。雙網(wǎng)互為備用更是增加了系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性，同時在中控系統(tǒng)中可以讀取電動機保護控制器的管理數(shù)據(jù)。

因早期在某工程項目通訊的方式，36臺電動機保護控制囂MODBUS-RTU通訊串聯(lián)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。正式投產之前，電動機保護控制囂廠隸技術員進行了電動機保護控制器的通訊試驗，出現(xiàn)了掃描時間不匹配，散據(jù)傳送位不一致、延時等多種原因。在電腦上對電機進行了啟停控制，點鼠標啟動到電機轉動延時7秒。電動機旋轉判電腦可看到運行反饋信號的延遲又為7秒，其原因在于RS485接口MODBUS—RTU通信方式就是我們常說的手拉手通信方式，當設備掃描出現(xiàn)故障讀掃描3次，這是由于36個電機保護控制器串聯(lián)電路太多，其中一些電機保護控制器沒有通電，導致設備重復掃描，導致了其正常生產所需的時間。經(jīng)過方案談論：本項目每臺低壓開關柜的饋出回路數(shù)量不大于9臺，每臺低壓開關柜電動機保護控制器連接到一個通訊譬理機上，對于啟動、停止、運行、故障等輸入輸出量采用硬接線的方式接至DCS，對于其他量采用通過通訊管理機與ECS通訊，進行修改。DCS系統(tǒng)用于工藝控制，ECS用于電氣系統(tǒng)監(jiān)控。改造后經(jīng)過在DCS系統(tǒng)上測試啟動后反饋至DCS信號在小于0.1秒，ECS電氣系統(tǒng)監(jiān)控不到0.3秒。

從此以后很多工廠都采用系統(tǒng)控制和電氣監(jiān)控分開的方式，即采用是方式1和方式3結臺的方式。對于啟動、停止、運行、故障等輸入輸出量采用硬接線的方式接至DCS，對于其他量通過通訊管理機與ECS通訊。

2實際案例分析

現(xiàn)有某企業(yè)實際配置如下：

由于工藝生產的連續(xù)性特點和負荷的重要性，這種行業(yè)設計模式?jīng)Q定了必須采用成熟、可靠的電動機控制方式，才能保證工藝生產所要求的復雜聯(lián)鎖。電動機保護控制器采用硬接線和雙通道雙網(wǎng)屏蔽雙絞線通訊方案，對于啟動、停止、運行、故障等輸入輸出量采用硬接線的方式接至DCS，對于其他量通過通訊管理機與ECS通訊，通訊接口為R8485，MODBUS—RTU通訊規(guī)約，通訊管理機為透明網(wǎng)關。理論上不占用響應時間，電動機保護控制器兩個通訊口實現(xiàn)冗余熱備用。這樣既保證的穩(wěn)定性，也保證了施工和維護工作鼉更是減少

        在我國現(xiàn)在運行的IkW～320kW低壓電動機數(shù)量至少8000萬臺以下，占電網(wǎng)用電量的65％以上，全嗣每年因維修電動機就要10多億元。電動機保護控制器的經(jīng)濟效益；Qs=電動機修理費×電動機保護控制囂可靠系數(shù)一電動機保護控制器購買費+(電機拆裝費+停工損失一保護安裝費)=(直接經(jīng)濟效益)+(間接經(jīng)濟效益)例如；一臺45kW 6極的電動機，損毀后的維修費2300元．售價為1100元電動機保護控制囂配置一臺使用可靠系數(shù)為95％，避免因燒毀導致的直接經(jīng)濟效益0z為l Qz=電動機修理費×可靠系數(shù)一購買費=2300X95％一1100：1085(元)。節(jié)省比例：1085(元)／2300(元)×100％=47．2％

3安科瑞ARD系列智能電動機保護器介紹與綜合選型

3.1產品簡介

        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。可與接觸器、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。

3.2產品選型

產品功能

說明：“√"表示具備“■"表示可選 

4結束語        電動機運行時經(jīng)常達不到滿負荷或者經(jīng)常出現(xiàn)空載。以上兩種情況導致電能浪費嚴重。電動機保護控制器根據(jù)電動機在負載的情況調節(jié)其他電氣設備降低其端電壓或其接線，能提高其功率因數(shù)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(tài)進行檢測，根據(jù)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(jié)約。對低負載或負載變化頻繁這兩種運行狀態(tài)節(jié)電效果更明顯，平均節(jié)電率在(16～40)％，既提高了功率因數(shù)，又降低了材料損失和能源消耗，因此是一種良好的電機節(jié)電裝置。因此，電動機保護控制器不僅能保證正常生產，提高生產效率和經(jīng)濟效益，而且在節(jié)能事業(yè)中也有著重要意義。