淺談智能電動機保護控制器在工程中的應用與選型

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 2018011

摘　要：隨著半導體囂件的興起．涌現出的性能可靠、功能多樣化的電氣元件——電動機保護控制囂。近幾十年，我圈工業有了長足的進步與發展，電動機廣泛地應用于各個行業中，如冶金、機械、鐵路、建材、化工等各行各業中，并在其中起到重要作用。但電動機在運行中因故障或燒毀引發的事故時有發生，嚴重危害著人身健康。因此做好電動機的保護具有很重要意義。

關鍵詞：電動機保護控制器；保護；控制；通訊

0引言

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并普代熱繼電器引發了行業的劇烈變革，其保護功能更為豐富。保護涵蓋了電動機運行中會遇到的所有非正常情況．還可以對實時數據、故障報表進行分析，因此更有針對性和準確性，此外，還可以參與到能源控制與管理分析中，它效仿了高壓系統保護和控制模式，彌補了長期以來保護和管理無法延伸至低壓系統中的空白。

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。這種方式沒有發揮電動機保護控制器強大的數據管理功能，只實現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通訊模塊數量，在硬件配置和數據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，使網絡結構更加清晰俺單。雙網互為備用更是增加了系統運行的安全穩定性，同時在中控系統中可以讀取電動機保護控制器的管理數據。

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，出現了掃描時間不匹配，散據傳送位不一致、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。電機轉動判電腦上能看到運轉的反饋信號延時又是7秒，其原因 RS485接口MODBUS—RTU通訊方式是我們常說的手拉手的通訊方式．當設備掃描出現故障讀掃描3次，36臺電動機保護控制囂串聯回路元件過多，其中有的電動機保護控制器未通電造成設備重復掃描，因此造成了延時，這種延時遠遠不能滿足其正常的生產需要。經過方案談論：本項目每臺低壓開關柜的饋出回路數量不大于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系統用于工藝控制，ECS用于電氣系統監控。改造后經過在DCS系統上測試啟動后反饋至DCS信號在小于0.1秒，ECS電氣系統監控不到0.3秒。

從此以后很多工廠都采用系統控制和電氣監控分開的方式，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

現有某企業實際配置如下：

由于工藝生產的連續性特點和負荷的重要性，這種行業設計模式決定了必須采用成熟、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鎖。電動機保護控制器采用硬接線和雙通道雙網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通訊規約，通訊管理機為透明網關。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冗余熱備用。這樣既保證的穩定性，也保證了施工和維護工作鼉更是減少。

在我國現在運行的IkW～320kW低壓電動機數量至少8000萬臺以下，占電網用電量的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濟效益；Qs=電動機修理費×電動機保護控制囂可靠系數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)=(直接經濟效益)+(間接經濟效益)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為95％，避免因燒毀導致的直接經濟效益0z為l Qz=電動機修理費×可靠系數一購買費=2300X95％一1100：1085(元)。節省比例：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、現場直接控制、面板指示、信號報警、現場總線通信等功能。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

電動機運行時經常達不到滿負荷或者經常出現空載。以上兩種情況導致電能浪費嚴重。電動機保護控制器根據電動機在負載的情況調節其他電氣設備降低其端電壓或其接線，能提高其功率因數和工作效率的原理，對運行電壓、電流相位以及電機負載狀態進行檢測，根據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約。對低負載或負載變化頻繁這兩種運行狀態節電效果更明顯，平均節電率在(16～40)％，既提高了功率因數，又降低了材料損失和能源消耗，因此是一種良好的電機節電裝置。因此，電動機保護控制器不僅能保證正常生產，提高生產效率和經濟效益，而且在節能事業中也有著重要意義。

【參考文獻】

[1]劉玲.低壓電機保護控制器在生產中的應用[J].電工技術，2011．000(004)：48～48.

[2]韓賓.電動機保護控制器在工程中的應用[J].數碼設計,2021(04)：259．

[3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版.