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    馬達保護控制器在化工行業中的應用

    發布時間: 2020-08-10  點擊次數: 227次

    摘要:本文主要介紹了一種新型電動機保護產品——低壓電動機保護控制器,作為電動機的智能保護控制元件在化工行業的應用。

    關鍵詞:電機保護器;保護;控制;測量;在線檢測

    1 引言

    在化工行業中,生產工藝需要大量電動機設備,隨著電氣控制技術的不斷進步和工藝控制的不斷完善,尤其是自動化生產連續性的要求,迫切需要電動機的保護和控制設備,特別是低壓電動機保護的需求顯突出。從而實現對生產過程和大型機械的遙測、遙信、遙控、遙調、故障診斷以及集中控制等功能。

    同時,化工行業的特點本身就是易燃易爆的工作場合較多,屬于事故多發行業,現代化的生產工藝要求自動化程度很高,同時電動機多是大容量、滿負荷的連續運轉,因而對電機設備的可靠性和穩定性要求高,一旦發生事故,須立即查找故障原因并及時消除,以保證及時恢復生產。

    重慶某化工集團過去一直采用熱繼電器作為電動機的過載保護和控制元件,但由于元件質量和工藝的限制,無法滿足目益發展的工藝自動化的要求。為此,該集團電氣技術人員通過多方了解,在新建項目中采用一一種新型電動機保護產品一低壓電動機保護控制器,作為電動機的保護控制元件。通過在低壓配電系統使用電機保護器,不但有效的保障了電機的運行、取代了熱繼電器,而且利用先進的通訊技術,實現了部分電機控制的自動化,并取得了顯著的經濟效益,因此,下面介紹一下化工行業情況和低壓電動機保護控制器工程的應用。

    1 化工行業安全性對的需求

    化工是我國重要的基礎行業,在國民經濟中具有重要的戰略地位。改革開放以來,化工工業取得了長足發展,化工產量持續增長,生產技術水平逐步提高,生產條件有所改善,對國民經濟和社會發展發揮了重要的作用?;て髽I要抓住當經濟效益比較好的機遇,按規定提取生產技術改造費用,增加生產投入。地方各級 和各有關部門也要加大對生產技術改造的支持力度。而新推出的低壓電動機保護控制器是經過國家專門機構檢測通過并得到的產品,非常適合易燃易爆的化工行業應用。具體介紹如。

    3 基礎工作原理

    電機保護器是近十多年才發展起來的種新型電子式多功能電動機綜合保護測控裝置。它集過(輕)載保護、缺相、過(欠)壓、堵轉、漏電、接地及三相不平衡保護等低壓保護于一身,具有設定精度高、節電、動作靈敏、工作可靠等點,是傳統熱繼電器的理想替代產品。它通常是由電流采集元件、比較電路、單片機、或出口繼電器等幾個部分組成。

    電流采集元件將電動機的電流變化線性地反映至保護器的采樣端口,經過整流、濾波等環節后,轉換成與電動機電流成正比的直流電壓信號、送到相應部分與給定的保護參數進行比較處理,再經單片機回路處理,推動功率回路。使繼電器動作。當電機由于驅動部分過載導致電流變大時,從電流傳感器取得的電壓信號將變大、此電壓值大于保護器的整定值時,過載回路工作,Rc延時電路經過一定的(可調)延時,驅動出口繼電器動作,使接觸器切斷主回路。欠壓及缺相保護等功能部分,工作原理基本相同。

    4 功能描述

    4.1保護功能

    電機保護器可實現對低壓電動機的綜合保護,其具體功能有接地保護、斷相保護、短路保護、過(輕)負荷保護、不平衡過負荷保護、堵轉保護、低電壓和過電壓保護。當電機正常工作時,保護器通過面板上的顯示屏,實時顯示電機的工作電流和電壓。電機保護器具有通訊功能,可以將采集的信號通過MODBUS或PROFIBUS總線傳至后臺微機,實現低壓電動機的在線管理和維護。當故障發生時,保護器迅速動作,現場保存故障類型、時間以及電機運行參數,同時通過網絡向后臺監控系統報告。

    電機保護器還具有低電壓自動恢復、重啟動、斷相保護、溫度保護、漏電保護等保護功能,這也是其他品牌低壓電動機保護產品所不具有的。

    特別是電機保護器的漏電保護在化工行業中有非?,F實的意義,既保證了電動機設備的,保證了生產的運行,又確保了員工的人身以外問題。

    4.2控制功能

    電機保護器可以滿足各種啟動控制方式,比如直接啟動、雙向雙速啟動、電阻降壓啟動、星三角降壓啟動、自耦變壓器降壓啟動等啟動方式。

    電機保護器具有多路開關量輸入,多個動作繼電器輸出,可以就地方便地進行操作、調試等工作,還可以通過RS485通訊接口實現計算機后臺監控管理中的“遙信”和“遙控”功能,對電動機進行遠程啟??刂?。

    4.3測量功能

    電機保護器可以對該回路的電流和電壓進行交流采樣,具體可以測量回路中的三相電流、電壓、功率、功率因數、頻率等電力參數,通過顯示模塊就地顯示,并可以通過RS485通訊接口實時傳輸到計算機后臺監控管理系統中,從而實現“遙測”功能。

    4.4在線監測功能

    控制室操作人員可在后臺微機上,完成所有保護器的各種保護整定數據的調閱、修改和整定。同時,在線監測電機的運行負載和供電電源的質量,為及早發現過載和接地故障等,創造了條件。此外,后臺微機強大的信息管理功能,可有效記錄各臺電機的型號、運行方式、和歷史維護記錄,為保證工藝系統的生產、減少事故停車,提供了可靠依據。

    5 選用的理由

    (1)電機保護器按結構形式來劃分,一般分為一體式和分體式兩種。

    目低壓控制柜多為抽屜式的,低壓電動機保護控制器采用本體與顯示模塊分體式結構。在新建工程中普遍采用了新型的MNS或GCS系列低壓抽屜式開關柜,因而可以將顯示模塊嵌入式的安裝在開關抽屜的活動面板內,這樣既簡化了柜內接線、又方便了系統隨時調整、設定參數和顯示、監控,同時數字化的顯示面板也增添了柜面的統一性和美觀性:使得配電室內的設備運行情況及故障狀態一目了然,方便了系統巡查和檢修維護。

    (2)電機保護器按額定工作電壓及電流范圍來劃分,可分為AEC66OV、AC380V兩種:對應量程為1A、5安倍、50A、lOOA等若干等級,使用時按照電機的控制回路工作電壓及負載的額定電流選用相應的量程范圍即可。

    在工程應用中,對于50KW及以上的電機,我們采用在主回路裝設(口/1A)電流互感器的方式,將一次電流變為小于1A的二次電流,再接入量程為1A的電機保護器,使大型設備也得到了有效的控制和保護。

    (3) 電機保護器具備RS一485通訊接口,可以接入后臺監控系統,為電氣操作及工藝控制人員通過監控系統在線瀏覽生產線的工作情況,及時調整生產進度、預防突發事故,提供方便。

     

    6 電機保護器在化工行業應用非常必要

    電機保護器這種新型電機保護產品投放市場以來,用戶普遍反映性能穩定,運行良好,對各種故障類型均進行了準確的報警顯示,有效的防止了電機意外燒毀的發生,為用戶節約了大量的資金,提高了工藝控制的準確性、科學性,降低事故率,提高了電氣控制系統的自動化水平。

    7 安科瑞ARD系列智能電動機保護器介紹與綜合選型

    7.1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??膳c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。

    7.2產品選型

    產品功能

    型號

    功能

    ARD2

    ARD2L

    ARD2F

    ARD3

    ARD3T

    應用場合

    低壓0.4kv-1.14kv電動機保護

    保護功能

    起動超時

    過載

    欠載

    短路

    阻塞

    堵轉

    不平衡

    反饋超時

     

     

     

     

    外部故障

    模塊結構故障

     

     

     

     

    內部故障

     

     

     

     

    過壓

     

     

    欠壓

     

     

    斷相

    相序

     

     

    過功率

     

     

     

    欠功率

     

     

    tE時間

     

     

    主體溫度保護

     

     

    主體溫度傳感器故障

     

     

     

     

    模塊溫度保護

     

     

     

     

    模塊溫度傳感器故障

     

     

     

     

    報警

    失壓重起(抗晃電)

     

     

    4-20mA輸入保護

     

     

     

     

    剩余電流

    (選一種)

    接地

    漏電

    通訊功能

    Modbus_RTU

    雙Modbus_RTU

     

     

     

    開關量輸入

    2路

     

     

     

    6路

     

     

     

     

     

    8路

     

     

     

     

    4路標配4路選配

    9路

     

     

     

    繼電器輸出

    4路

    2路標配

    2路選配

     

     

     

    5路

     

     

    2路標配

    3路選配

     

    6路

     

     

     

     

     

    7路

     

     

     

     

    4路標配3路選配

    液位信號輸入

    浮球式液位傳感器輸入

     

     

     

     

     

    干簧式液位傳感器輸入

     

     

     

     

     

    液位變送輸入

     

     

     

     

     

    起動控制

     

     

    4-20mA模擬量輸出

    事件記錄

    8條事件記錄

     

     

    20條事件記錄

     

     

     

    運行信息記錄

     

     

    邏輯功能

    定時器

     

     

     

     

    計數器

     

     

     

     

    真值表

     

     

     

     

    參數測量

    三相電流

    漏電流

     

     

    三相電壓

     

     

    功率、功率因數

     

     

    頻率

    電能

     

     

     

    PTC/NTC

     

     

    4-20mA輸入

     

     

     

     

    測溫模塊

     

     

     

     

    液位高度

     

     

     

     

     

    界面顯示

    LED數碼管顯示

     

     

     

     

    LCD液晶顯示

     

    說明:√”表示具備“■”表示可選

    【參考文獻】

    [1] 《工業與民用配電設計手冊》,中國電力出版社

    [2] 曾慶華,智能馬達保護器在化工行業中的應用

    [3] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊2020.06版

     

     

     

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