智能電動機保護器 知識大全

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智能電動機保護器的定義


  智能電動機保護器的作用是給電機全面的保護控制,在電機出現過流、欠流、斷相、堵轉、短路、過壓、欠壓、漏電、三相不平衡、過熱、接地、軸承磨損、定轉子偏心時、繞組老化予以報警或保護控制。智能型電動機保護器能實現電動機智能化綜合保護,集保護、測量、通訊、顯示為一體。整定電流采用數字設定,通過操作面板按鈕來操作,用戶可以根據自己實際使用要求和保護情況在現場自行對各種參數修正設定,采用數碼管作為顯示窗口,或采用大屏幕液晶顯示,能支持多種通訊協議,目前高壓電動機保護均采用智能型。


智能電動機保護器的性能特點


  u 輔助電源支持 AC220/380V 、DC220V/110V。測量功能分為基本測量(電流、頻率)和增選測量(電壓(功率、功率因數、相序)、剩余電流(漏電流)、電能)。

  u 具有過載、堵轉、阻塞、欠載、斷相、不平衡、剩余電流(接地/漏電)、溫度、外部故障、相序、過壓、欠壓、欠功率、tE時間等全面的電動機綜合保護功能。

  u 8路 DI支持干結點輸入,可實現遠程主站對電動機運行狀態的遙信監視。

  u 4路 DO輸出,滿足直接起動,星—三角起動,自耦變壓器起動,軟起動等多種起動方式,通過通訊總線可實現遠程主站對電動機進行實時遙控“起/停”操作。

  u 抗晃電確保電動機運行不間斷,重起動功能在短時欠壓、失壓時用于電動機分批重起。

  u 具有標準的 RS-485通訊接口,采用 Modbus-RTU通訊協議,保證了上位機通訊的快速可靠。

  u 具有 DC4-20mA模擬量輸出接口,直接與 DCS系統相接,可實現對現場設備的監控。

  u 具有系統時鐘和 8次故障記錄功能,系統時鐘記錄當前時間(年、月、日、小時、分鐘、秒);故障記錄功能記錄電動機發生故障的時間,總的運行時間,故障原因,發生故障時電動機的各種參數值(如三相電流、三相電壓、剩余電流、功率因數、熱容比、電機狀態等)。

  u 顯示部分為分體90L,是全中文高清晰的液晶顯示。

  u 可以替代各種電量表、信號燈、熱繼電器、電量變送器等常規元件,減少了柜內電纜連接及現場施工量,可靠性和綜合性價比遠高于傳統方案。


智能電動機保護器的功能


  智能電動機保護器按額定工作電壓可分為AC380V、AC220V;按工作電流范圍來分可分為6.3A(1.6A~6.3A)、25A(25A~100A)、100A(25A~100A)、250A(63A~250A)、800A(250A~800A)五個測量檔位。智能電動機保護器采用了微處理器技術,不僅解決了傳統的熱繼整定粗糙、不能實現斷相保護及時切除,重復性差、測量參數誤差大的缺點。智能電動機保護器還可以實現過載保護、斷相保護、不平衡保護、堵轉保護、欠載保護、外部故障保護、阻塞保護、接地保護、起動超時保護、剩余電流(漏電)保護、電壓功能(相序保護,過壓、欠壓保護,欠功率保護)、溫度保護(PTC)、電能計量、故障記錄失壓重起等功能,而微處理器強大的擴展性包括開關量輸入、繼電器輸出,4~20mA變送輸出、RS485通訊等很好的滿足了控制系統的“四遙”功能,可廣泛應用于煤礦、石化、冶煉、電力、建筑等行業的配電領域。


智能電動機保護器的保護原理與構成


  對智能電動機保護器來說,其故障形式從機械角度可以分為繞組損壞和軸承損壞兩方面。造成繞組損壞的主要原因有:1.電動機長時間的電、熱、機械和化學作用下,繞組的絕緣老化損壞,定轉子繞組匝間短路或是對地短路。2.電網供電質量差,電源電壓三相不平衡、電壓波動大、電網電壓波形畸變、高次諧波嚴重或者電動機斷相運行。3.電源電壓過低使得電動機啟動轉矩不夠,電動機不能順利啟動或者是在短時間內重復啟動,電動機長時間承受過大的啟動電流導致電機過熱。4.因機械故障或其它原因造成電動機轉子堵轉。5.某些大型電機冷卻系統故障或是長時間工作在高溫高濕環境下造成電機故障。

  智能電動機保護器原理的研究是保證電動機保護器性能高低的關鍵,根據三相對稱分量法的理論,三個不對稱的向量可以**分解成三組對稱的向量,分別為正序分量、負序分量和零序分量。對稱分量的計算公式如下:

  根據(1)式,電動機在發生對稱故障和不對稱故障時,電動機的三相電流都會發生變化。電動機故障條件流過繞組的電流過大,超過電動機的額定電流,因此可根據這一特征來對電動機過電流進行保護。電機過載、斷相、欠壓都會造成繞組電流超過額定值。電源電壓欠壓,運行電流上升的比例將等于電壓下降的比例;電機過載時,常造成堵轉,此時的運行電流會大大超過額定電流。針對以上情況,電動機保護器可通過對三相運行電流進行檢測,根據運行電流的不同性質來確定不同的保護方式,從而對電機予以的斷電保護。電動機的故障類型分為過流保護、負序電流保護、零序電流保護、電壓保護和過熱保護等幾種。

  通過對智能電動機保護器的保護原理分析可以看出,理想的智能電動機保護器應滿足可靠、經濟、方便等要素,具有較高的性能價格比。經過發展和更新,如今電動機保護器一般由電流檢測電路、溫度檢測電路、基準電壓電路、邏輯處理電路、時序處理電路、啟動封鎖及復位電路、故障記錄電路、驅動電路、電動機控制電路組成。電動機保護器的構成原理如圖l所示。



智能型電動機保護器符合標準


  *GB14048.1-2000低壓開關設備和控制設備總則

  *GB14048.4-2003低壓開關設備和控制設備機電式接觸器和電動機起動器

  *GB/14048.5-2001低壓開關設備和控制設備控制電路電器和開關元件,第1部分:機電式控制電路電器

  *GB/T17626.4-2006電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗

  *GB/T17626.5-2006浪涌(沖擊)抗擾度試驗



智能型電動機保護器適用環境


  Ø工作溫度:-10℃~+55℃

  Ø貯存溫度:-20℃~+65℃

  Ø相對濕度:5%~95%不結霜

  Ø海拔:≤2500m

  Ø污染等級:2級

  Ø防護等級:IP20

  Ø安裝類別:III級

  Ø運用場合:煤礦、石化、冶煉、電力、船舶、以及民用建筑等領域



智能電動機保護器的選型基本原則


  選用智能型電動機保護裝置的目的,既能使電動機充分發揮過載能力,又能免于損壞,而且還能提高電力拖動系統的可靠性和生產的連續性。合理選用電機保護裝置,既能充分發揮電機的過載能力,又能免于損壞,從而提高電力拖動系統的可靠性和生產的連續性。具體的功能選擇應綜合考慮電機的本身的價值、負載類型、使用環境、電機主體設備的重要程度、電機退出運行是否對生產系統造成嚴重影響等因素,力爭做到經濟合理。在能滿足保護要求的情況下首先考慮*簡單保護裝置,當簡單的保護裝置不能滿足要求時,或對保護功能和特性提出更高要求時,才考慮應用復雜的保護裝置,做到經濟性和可靠性的統一。目前,市場上低壓電動機保護產品未有統一標準,型號規格五花八門。制造廠商為了滿足用戶不同的使用需求派生出很多的系列產品,種類繁多給廣大用戶選型帶來諸多不便,用戶在選型時應根據電動機保護實際需求,才能達到預期的使用價值與效果。


智能電動機保護器的選購方法


  電動機保護的選型存在著電動機與保護器二者怎樣合理配用關系,以下提供幾個與保護有關的條件、因素,為用戶如何選型保護器時提供參考。

  1、電動機方面:要先了解電動機的型號規格、電動機功能特性、防護型式、額定電壓、額定電流、額定功率、電源頻率、絕緣等。這些內容基本能給用戶如何正確使用和維護及選型保護器提供了參考依據。

  2、環境條件:主要指常溫、高溫、高寒、腐蝕度、震動度、風沙、海拔、電磁污染等。

  3、電動機用途:主要指拖動機械設備要求特點,如風機、水泵、空壓機、車床、油田抽油機等不同負載機械特性。

  4、控制系統方面:控制模式有手動、自動、就地還是集中遠程控制、單機組獨立運行,還是生產線連鎖自動化程序等工作運行。啟動方式有直接、降壓、星三角、頻敏變阻器、變頻器、軟起動等啟動方式。

  5、其他方面:用戶對現場生產監護管理是比較隨意性還是嚴謹性,非正常性的停機對影響生產的嚴重程度等。

  與保護器的選用有一定相關因素的還有很多,如安裝位置、連接線路及系統用電器配合等,但主要是電動機工作條件變異和控制的改變對生產影響程度,根據上述的實際工作條件要求和實際變化,對保護器進行合理選型和調整。

  (二) 智能電動機保護器的常見類型

  1、普通型:結構比較簡單,整定電流值設定采用電位器旋鈕或拔碼開關操作,電路一般采用模擬式,動作保護曲線采用反時限或定時限工作特性。主要功能以突出過載、缺相(三相不平衡)堵轉等故障保護,故障類型采用指示燈顯示,運行電量采用數碼管顯示。

  2、數字監控型:保護器內部電路運用單片機,實現電動機智能化綜合保護,集保護、測量、通訊、顯示為一體。整定電流采用數字設定,通過操作面板按鈕來操作,用戶可以根據自己實際使用要求和保護情況在現場自行對各種參數修正設定,采用數碼管作為顯示窗口,由于數碼管顯示的信息不夠豐富,此類保護器界為中**。

  3、智能監控中文漢顯型:與上述數字監控型相比,更具有完善功能特征,人化性的配置。此類產品對各種參數、狀態、信息直接在操作面板單元上中文漢顯液晶顯示,使界面更直觀醒目,能支持多種通訊協議,如ModBUS、ProfiBUS等,滿足諸多啟動方式,查看多種信息管理記錄等等。此類保護器在目前市場上屬于**類型。

  4、專用型:結構特征、基本保護功能、電路控制模式等大致和普通型及數字監控型相同,只是保護器內部電路輸出控制接線方法不同,以突出專用控制為主,如風機、水泵、車床、抽油機等。

  (三) 保護器類型在電動機工作條件下的選擇

  1、對于工作條件要求不高、操作控制簡單,監護、管理比較隨意,停機對生產影響不大的單機獨立運行電動機,可選用普通型保護器,因普通型保護器結構簡單,在現場安裝接線、替換、操作簡單、方便,具有性價比高等特點。

  2、對于工作條件要求很高,安全性和連續性又很關鍵的,而自動化程度高,且需要專人控制、監護、管理,需組網監控的MCC系統中,應選用中**或**的保護器。

  3、對于那些負載特點比較特殊,輕、重載交替頻繁的電動機,為達到保護控制、顯示監控雙重目的應選用專用型保護器。

  (四) 保護器主電流的接線方式選擇

  主電流接線方式分為:

  1、一次穿芯式(也可以利用外圍電流互感器二次回路)

  2、接線柱式(也可以利用外圍電流互感器二次回路)

  3、直接插入式

  一次穿芯式接線方便安全,避免了因接線柱接觸**引起接觸電阻發熱。電動機額定電流值在5A以上,一般都可以選用一次穿芯接線。

  直接插入接線方式接線方便,特別對于那些空間小、適合安裝位置的情況下,選用插入式保護器可以與接觸器輸出主觸頭直接相接。

  (五) 保護器整定電流范圍的選擇

  為了適應不同功率電動機的選配,保護器基本上都設有一定的電流調節范圍,在選用保護器時,根據電動機額定電流值盡可能選擇整定電流范圍中間區域的值。

  (六) 工作電源選擇

  工作電源主要是供保護器內部電路工作,無需工作電源型除外,工作電源等級一般分為:AC380V,220V,110V,36V。對于工作電源選擇無特殊要求,因它是獨立供電單元,用戶只要根據電動機控制回路電壓等級來選擇。

智能電動機保護器的相關資料


  國內電動機保護器的狀況

  電動機智能保護器及監控裝置其發展趨勢

  智能低壓電動機保護器品種及選型方法

  經濟型智能電動機保護器的設計與應用

  電動機智能保護器的工程應用


 

  

 

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