智能电动机保护器 知识大全

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智能电动机保护器的定义


  智能电动机保护器的作用是给电机全面的保护控制,在电机出现过流、欠流、断相、堵转、短路、过压、欠压、漏电、三相不平衡、过热、接地、轴承磨损、定转子偏心时、绕组老化予以报警或保护控制。智能型电动机保护器能实现电动机智能化综合保护,集保护、测量、通讯、显示为一体。整定电流采用数字设定,通过操作面板按钮来操作,用户可以根据自己实际使用要求和保护情况在现场自行对各种参数修正设定,采用数码管作为显示窗口,或采用大屏幕液晶显示,能支持多种通讯协议,目前高压电动机保护均采用智能型。


智能电动机保护器的性能特点


  u 辅助电源支持 AC220/380V 、DC220V/110V。测量功能分为基本测量(电流、频率)和增选测量(电压(功率、功率因数、相序)、剩余电流(漏电流)、电能)。

  u 具有过载、堵转、阻塞、欠载、断相、不平衡、剩余电流(接地/漏电)、温度、外部故障、相序、过压、欠压、欠功率、tE时间等全面的电动机综合保护功能。

  u 8路 DI支持干结点输入,可实现远程主站对电动机运行状态的遥信监视。

  u 4路 DO输出,满足直接起动,星—三角起动,自耦变压器起动,软起动等多种起动方式,通过通讯总线可实现远程主站对电动机进行实时遥控“起/停”操作。

  u 抗晃电确保电动机运行不间断,重起动功能在短时欠压、失压时用于电动机分批重起。

  u 具有标准的 RS-485通讯接口,采用 Modbus-RTU通讯协议,保证了上位机通讯的快速可靠。

  u 具有 DC4-20mA模拟量输出接口,直接与 DCS系统相接,可实现对现场设备的监控。

  u 具有系统时钟和 8次故障记录功能,系统时钟记录当前时间(年、月、日、小时、分钟、秒);故障记录功能记录电动机发生故障的时间,总的运行时间,故障原因,发生故障时电动机的各种参数值(如三相电流、三相电压、剩余电流、功率因数、热容比、电机状态等)。

  u 显示部分为分体90L,是全中文高清晰的液晶显示。

  u 可以替代各种电量表、信号灯、热继电器、电量变送器等常规元件,减少了柜内电缆连接及现场施工量,可靠性和综合性价比远高于传统方案。


智能电动机保护器的功能


  智能电动机保护器按额定工作电压可分为AC380V、AC220V;按工作电流范围来分可分为6.3A(1.6A~6.3A)、25A(25A~100A)、100A(25A~100A)、250A(63A~250A)、800A(250A~800A)五个测量档位。智能电动机保护器采用了微处理器技术,不仅解决了传统的热继整定粗糙、不能实现断相保护及时切除,重复性差、测量参数误差大的缺点。智能电动机保护器还可以实现过载保护、断相保护、不平衡保护、堵转保护、欠载保护、外部故障保护、阻塞保护、接地保护、起动超时保护、剩余电流(漏电)保护、电压功能(相序保护,过压、欠压保护,欠功率保护)、温度保护(PTC)、电能计量、故障记录失压重起等功能,而微处理器强大的扩展性包括开关量输入、继电器输出,4~20mA变送输出、RS485通讯等很好的满足了控制系统的“四遥”功能,可广泛应用于煤矿、石化、冶炼、电力、建筑等行业的配电领域。


智能电动机保护器的保护原理与构成


  对智能电动机保护器来说,其故障形式从机械角度可以分为绕组损坏和轴承损坏两方面。造成绕组损坏的主要原因有:1.电动机长时间的电、热、机械和化学作用下,绕组的绝缘老化损坏,定转子绕组匝间短路或是对地短路。2.电网供电质量差,电源电压三相不平衡、电压波动大、电网电压波形畸变、高次谐波严重或者电动机断相运行。3.电源电压过低使得电动机启动转矩不够,电动机不能顺利启动或者是在短时间内重复启动,电动机长时间承受过大的启动电流导致电机过热。4.因机械故障或其它原因造成电动机转子堵转。5.某些大型电机冷却系统故障或是长时间工作在高温高湿环境下造成电机故障。

  智能电动机保护器原理的研究是保证电动机保护器性能高低的关键,根据三相对称分量法的理论,三个不对称的向量可以唯一分解成三组对称的向量,分别为正序分量、负序分量和零序分量。对称分量的计算公式如下:

  根据(1)式,电动机在发生对称故障和不对称故障时,电动机的三相电流都会发生变化。电动机故障条件流过绕组的电流过大,超过电动机的额定电流,因此可根据这一特征来对电动机过电流进行保护。电机过载、断相、欠压都会造成绕组电流超过额定值。电源电压欠压,运行电流上升的比例将等于电压下降的比例;电机过载时,常造成堵转,此时的运行电流会大大超过额定电流。针对以上情况,电动机保护器可通过对三相运行电流进行检测,根据运行电流的不同性质来确定不同的保护方式,从而对电机予以的断电保护。电动机的故障类型分为过流保护、负序电流保护、零序电流保护、电压保护和过热保护等几种。

  通过对智能电动机保护器的保护原理分析可以看出,理想的智能电动机保护器应满足可靠、经济、方便等要素,具有较高的性能价格比。经过发展和更新,如今电动机保护器一般由电流检测电路、温度检测电路、基准电压电路、逻辑处理电路、时序处理电路、启动封锁及复位电路、故障记录电路、驱动电路、电动机控制电路组成。电动机保护器的构成原理如图l所示。



智能型电动机保护器符合标准


  *GB14048.1-2000低压开关设备和控制设备总则

  *GB14048.4-2003低压开关设备和控制设备机电式接触器和电动机起动器

  *GB/14048.5-2001低压开关设备和控制设备控制电路电器和开关元件,第1部分:机电式控制电路电器

  *GB/T17626.4-2006电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

  *GB/T17626.5-2006浪涌(冲击)抗扰度试验



智能型电动机保护器适用环境


  Ø工作温度:-10℃~+55℃

  Ø贮存温度:-20℃~+65℃

  Ø相对湿度:5%~95%不结霜

  Ø海拔:≤2500m

  Ø污染等级:2级

  Ø防护等级:IP20

  Ø安装类别:III级

  Ø运用场合:煤矿、石化、冶炼、电力、船舶、以及民用建筑等领域



智能电动机保护器的选型基本原则


  选用智能型电动机保护装置的目的,既能使电动机充分发挥过载能力,又能免于损坏,而且还能提高电力拖动系统的可靠性和生产的连续性。合理选用电机保护装置,既能充分发挥电机的过载能力,又能免于损坏,从而提高电力拖动系统的可靠性和生产的连续性。具体的功能选择应综合考虑电机的本身的价值、负载类型、使用环境、电机主体设备的重要程度、电机退出运行是否对生产系统造成严重影响等因素,力争做到经济合理。在能满足保护要求的情况下首先考虑最简单保护装置,当简单的保护装置不能满足要求时,或对保护功能和特性提出更高要求时,才考虑应用复杂的保护装置,做到经济性和可靠性的统一。目前,市场上低压电动机保护产品未有统一标准,型号规格五花八门。制造厂商为了满足用户不同的使用需求派生出很多的系列产品,种类繁多给广大用户选型带来诸多不便,用户在选型时应根据电动机保护实际需求,才能达到预期的使用价值与效果。


智能电动机保护器的选购方法


  电动机保护的选型存在着电动机与保护器二者怎样合理配用关系,以下提供几个与保护有关的条件、因素,为用户如何选型保护器时提供参考。

  1、电动机方面:要先了解电动机的型号规格、电动机功能特性、防护型式、额定电压、额定电流、额定功率、电源频率、绝缘等。这些内容基本能给用户如何正确使用和维护及选型保护器提供了参考依据。

  2、环境条件:主要指常温、高温、高寒、腐蚀度、震动度、风沙、海拔、电磁污染等。

  3、电动机用途:主要指拖动机械设备要求特点,如风机、水泵、空压机、车床、油田抽油机等不同负载机械特性。

  4、控制系统方面:控制模式有手动、自动、就地还是集中远程控制、单机组独立运行,还是生产线连锁自动化程序等工作运行。启动方式有直接、降压、星三角、频敏变阻器、变频器、软起动等启动方式。

  5、其他方面:用户对现场生产监护管理是比较随意性还是严谨性,非正常性的停机对影响生产的严重程度等。

  与保护器的选用有一定相关因素的还有很多,如安装位置、连接线路及系统用电器配合等,但主要是电动机工作条件变异和控制的改变对生产影响程度,根据上述的实际工作条件要求和实际变化,对保护器进行合理选型和调整。

  (二) 智能电动机保护器的常见类型

  1、普通型:结构比较简单,整定电流值设定采用电位器旋钮或拔码开关操作,电路一般采用模拟式,动作保护曲线采用反时限或定时限工作特性。主要功能以突出过载、缺相(三相不平衡)堵转等故障保护,故障类型采用指示灯显示,运行电量采用数码管显示。

  2、数字监控型:保护器内部电路运用单片机,实现电动机智能化综合保护,集保护、测量、通讯、显示为一体。整定电流采用数字设定,通过操作面板按钮来操作,用户可以根据自己实际使用要求和保护情况在现场自行对各种参数修正设定��采用数码管作为显示窗口,由于数码管显示的信息不够丰富,此类保护器界为中高档。

  3、智能监控中文汉显型:与上述数字监控型相比,更具有完善功能特征,人化性的配置。此类产品对各种参数、状态、信息直接在操作面板单元上中文汉显液晶显示,使界面更直观醒目,能支持多种通讯协议,如ModBUS、ProfiBUS等,满足诸多启动方式,查看多种信息管理记录等等。此类保护器在目前市场上属于高档类型。

  4、专用型:结构特征、基本保护功能、电路控制模式等大致和普通型及数字监控型相同,只是保护器内部电路输出控制接线方法不同,以突出专用控制为主,如风机、水泵、车床、抽油机等。

  (三) 保护器类型在电动机工作条件下的选择

  1、对于工作条件要求不高、操作控制简单,监护、管理比较随意,停机对生产影响不大的单机独立运行电动机,可选用普通型保护器,因普通型保护器结构简单,在现场安装接线、替换、操作简单、方便,具有性价比高等特点。

  2、对于工作条件要求很高,安全性和连续性又很关键的,而自动化程度高,且需要专人控制、监护、管理,需组网监控的MCC系统中,应选用中高档或高档的保护器。

  3、对于那些负载特点比较特殊,轻、重载交替频繁的电动机,为达到保护控制、显示监控双重目的应选用专用型保护器。

  (四) 保护器主电流的接线方式选择

  主电流接线方式分为:

  1、一次穿芯式(也可以利用外围电流互感器二次回路)

  2、接线柱式(也可以利用外围电流互感器二次回路)

  3、直接插入式

  一次穿芯式接线方便安全,避免了因接线柱接触不良引起接触电阻发热。电动机额定电流值在5A以上,一般都可以选用一次穿芯接线。

  直接插入接线方式接线方便,特别对于那些空间小、适合安装位置的情况下,选用插入式保护器可以与接触器输出主触头直接相接。

  (五) 保护器整定电流范围的选择

  为了适应不同功率电动机的选配,保护器基本上都设有一定的电流调节范围,在选用保护器时,根据电动机额定电流值尽可能选择整定电流范围中间区域的值。

  (六) 工作电源选择

  工作电源主要是供保护器内部电路工作,无需工作电源型除外,工作电源等级一般分为:AC380V,220V,110V,36V。对于工作电源选择无特殊要求,因它是独立供电单元,用户只要根据电动机控制回路电压等级来选择。

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