徐秋霞
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：介紹一款經(jīng)濟(jì)型智能馬達(dá)保護(hù)器的應(yīng)用、常見故障及故障處理措施，該保護(hù)器將眾多保護(hù)功能集于一體，針對(duì)電動(dòng)機(jī)在實(shí)際使用中會(huì)遇到的多種故障進(jìn)行保護(hù)，使電機(jī)在各種故障條件下不會(huì)產(chǎn)生損壞，提高電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的可靠性，減少了由于電動(dòng)機(jī)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(jī)啟動(dòng)器之間的連接，提高了設(shè)備可用性，使系統(tǒng)的啟動(dòng)、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用大大降低。
關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)；馬達(dá)保護(hù)器；故障；措施
1 引言
在冶金行業(yè)中，電動(dòng)機(jī)作為一種拖動(dòng)機(jī)械，成為所有動(dòng)力機(jī)械的基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工藝控制的不斷完善，尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)的要求，迫切需要電動(dòng)機(jī)的保護(hù)和控制設(shè)備，特別是低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)的需求更顯突出。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程和大型機(jī)械的遙測、遙信、遙控、遙調(diào)、故障診斷以及集中控制等功能。在冶金企業(yè)生產(chǎn)中，電動(dòng)機(jī)作為一種拖動(dòng)機(jī)械，是所有機(jī)械的動(dòng)力基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工藝控制的不斷發(fā)展，尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)的要求，迫切需要完善電動(dòng)機(jī)的控制和保護(hù)設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中對(duì)大型機(jī)械的遙控、遙測、遙調(diào)、故障診斷以及集中控制等功能。冶金生產(chǎn)的特點(diǎn)就是大容量、滿負(fù)荷的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，因而對(duì)電機(jī)設(shè)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(shí)消除，以保證及時(shí)恢復(fù)生產(chǎn)。原先使用熱繼電器作為電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)和控制元件，但由于元件質(zhì)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(dòng)化要求。近年來，出現(xiàn)了一種新型的電機(jī)保護(hù)器智能馬達(dá)保護(hù)器，它取代了熱繼電器而得到了廣泛應(yīng)用。作為電動(dòng)機(jī)的保護(hù)元件，智能馬達(dá)保護(hù)器不但可以有效保障電機(jī)的運(yùn)行，而且可以利用先進(jìn)的通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制的自動(dòng)化，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
2 馬達(dá)保護(hù)器的功能及特點(diǎn)
馬達(dá)保護(hù)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(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置。它集過（輕）載保護(hù)、缺相、過（欠）壓、堵轉(zhuǎn)、漏電三相不平衡保護(hù)等低壓保護(hù)于一身，具有設(shè)定精度高、節(jié)電、動(dòng)作靈敏、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，是傳統(tǒng)熱繼電器的理想替代產(chǎn)品。傳感器將電動(dòng)機(jī)電流變化線性反映至保護(hù)器采樣端口，整流、濾波等環(huán)節(jié)后，轉(zhuǎn)換成與電動(dòng)機(jī)電流成正比的直流電壓信號(hào)、送到相應(yīng)部分與給定保護(hù)參數(shù)進(jìn)行比較處理，再經(jīng)單片機(jī)回路處理，推動(dòng)功率回路，使繼電器動(dòng)作。當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分過載導(dǎo)致電流變大時(shí)，從電流傳感器獲取的電壓信號(hào)將變大、此電壓值大于保護(hù)器整定值時(shí)，過載回路工作，RC延時(shí)電路一定（可調(diào)）延時(shí)，驅(qū)動(dòng)出口繼電器動(dòng)作，使接觸器切斷主回路。欠壓及缺相保護(hù)等功能部分的工作原理基本相同。
3 系統(tǒng)功能
3.1保護(hù)功能
電機(jī)保護(hù)器可實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)綜合保護(hù)，具有啟動(dòng)超時(shí)保護(hù)、過載保護(hù)、斷相保護(hù)、接地保護(hù)、過流堵轉(zhuǎn)保護(hù)、電流不平衡保護(hù)、短路保護(hù)、漏電保護(hù)、增安型防爆電機(jī)的過熱載保護(hù)（tE時(shí)間保護(hù)）、欠載保護(hù)、溫度保護(hù)、溫度保護(hù)、欠壓保護(hù)、過壓保護(hù)、功率因素保護(hù)、相序保護(hù)等多種數(shù)字保護(hù)功能。對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)可以實(shí)現(xiàn)分段式保護(hù)，分啟動(dòng)過程和運(yùn)行過程對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)。啟動(dòng)過程中投入啟動(dòng)超時(shí)保護(hù)、斷相保護(hù)、電流不平衡保護(hù)、接地/漏電保護(hù)、短路保護(hù)、tE時(shí)間保護(hù)功能；啟動(dòng)過程結(jié)束后將其他保護(hù)投入。當(dāng)電機(jī)正常工作時(shí)，保護(hù)器面板上液晶顯示屏，實(shí)時(shí)顯示電機(jī)工作電流和電壓。具有通訊功能電機(jī)保護(hù)器的微處理器將采集信號(hào)通過DP總線傳至PLC系統(tǒng)并顯示在工控機(jī)上。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，保護(hù)器迅速動(dòng)作，保存故障類型、時(shí)間以及電機(jī)運(yùn)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(jī)上，完成所有保護(hù)器的各種保護(hù)整定數(shù)據(jù)調(diào)閱、修改和整定。同時(shí)，在線監(jiān)測電機(jī)運(yùn)行負(fù)載和供電電源質(zhì)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(jī)保護(hù)器按結(jié)構(gòu)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(hù)器，互感器部分與顯示部分分為兩體，可在一定范圍內(nèi)任意安置，故非常適合于抽屜式開關(guān)柜安裝。將顯示表頭嵌入式安裝在開關(guān)抽屜活動(dòng)面板內(nèi)，既簡化了柜內(nèi)接線、又方便了系統(tǒng)隨時(shí)調(diào)整、設(shè)定參數(shù)以及顯示、監(jiān)控，同時(shí)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(nèi)設(shè)備運(yùn)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(hù)。
電機(jī)保護(hù)器按額定工作電壓及電流范圍來劃分，可分為AC380V、AC220V兩種；對(duì)應(yīng)量程為1A、5安培、25安培、100A、等若干等級(jí)。由于大型電機(jī)較多，為方便互換及減少備件種類，采用主回路裝設(shè)（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(jī)保護(hù)器，使大型設(shè)備得到了有效控制和保護(hù)。
可支持Modbus或者Profibus通訊總線，回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，電機(jī)保護(hù)器配置時(shí)，可根據(jù)工藝以及PLC系統(tǒng)連鎖合理安排，實(shí)現(xiàn)預(yù)防突發(fā)故障的功能，保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行。
5 使用經(jīng)驗(yàn)
實(shí)際使用過程中，應(yīng)嚴(yán)格按電機(jī)額定電流來選擇保護(hù)器，防止人為放大和縮小保護(hù)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(jī)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(hù)器及配套互感器，這樣既保證了保護(hù)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(dá)保護(hù)器抗干擾能力差
由于控制室統(tǒng)一設(shè)在煅燒主控室，因此原料上料系統(tǒng)到回轉(zhuǎn)窯控制室的網(wǎng)絡(luò)線距離較長，且網(wǎng)絡(luò)電纜敷設(shè)不規(guī)范，馬達(dá)保護(hù)器抗干擾能力差等原因，造成馬達(dá)保護(hù)器信號(hào)不穩(wěn)定、受到感應(yīng)電壓干擾。建議對(duì)通訊線路，控制線路及主電源分開敷設(shè)以減小對(duì)馬達(dá)保護(hù)器的信號(hào)干擾。
由于主電源電纜與控制電纜敷設(shè)距離太近，馬達(dá)保護(hù)器經(jīng)常有假信號(hào)發(fā)生，現(xiàn)場開關(guān)在就地位時(shí)上位機(jī)顯示遠(yuǎn)程，給操作及檢修帶來錯(cuò)誤信息。經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)，遠(yuǎn)程端子有100多伏干擾電壓，所以上位機(jī)顯示假信號(hào)，為防止此類現(xiàn)象發(fā)生，在遠(yuǎn)程信號(hào)端子加裝電阻從而過濾干擾電壓。
6.2網(wǎng)絡(luò)連接頭容易松動(dòng)
在煅燒系統(tǒng)中，整個(gè)ProfibusDP網(wǎng)絡(luò)與馬達(dá)保護(hù)器連接采用DP頭連接，檢查或檢修抽屜時(shí)須拆掉DP頭，頻繁拆裝，使DP連接頭容易松動(dòng)，DP頭損壞嚴(yán)重，經(jīng)常造成控制系統(tǒng)信號(hào)丟失。建議安裝時(shí)采用插件結(jié)構(gòu)設(shè)備避免此類問題的發(fā)生。
7 安科瑞ARD系列智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器介紹與綜合選型
7.1產(chǎn)品簡介
ARD該系列低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，具有過載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉(zhuǎn)等保護(hù)功能�？膳c接觸器、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器等電器元件構(gòu)成電動(dòng)機(jī)控制保護(hù)單元，具有遠(yuǎn)程自動(dòng)控制、現(xiàn)場直接控制、面板指示、信號(hào)報(bào)警、現(xiàn)場總線通信等功能。應(yīng)用范圍：可廣泛應(yīng)用于煤礦、石化、冶煉、電力、建筑等行業(yè)的配電領(lǐng)域。
7.2產(chǎn)品選型
產(chǎn)品功能
8 結(jié)束語
智能馬達(dá)保護(hù)器投入使用至今，一直運(yùn)行良好，可對(duì)各種故障類型進(jìn)行準(zhǔn)確的報(bào)警顯示，有效地防止了電機(jī)意外燒毀事故，節(jié)約了大量的資金，不但提高了回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝控制的準(zhǔn)確性、科學(xué)性，降低了事故率，而且對(duì)于提高電氣控制系統(tǒng)的自動(dòng)化水平起到了促進(jìn)作用。
【參考文獻(xiàn)】
[1]劉學(xué)琳.智能馬達(dá)保護(hù)器在回轉(zhuǎn)窯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2019.11
作者簡介：徐秋霞，女，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。Email：2885208035@qq.com，手機(jī)：18702112087，QQ:2885208035
