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談?wù)勲姍C保護器在鋼鐵廠應(yīng)用
點擊次數(shù):1519 發(fā)布時間:2018/6/26 21:45:59

  電動機是現(xiàn)今工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣范、最重要的設(shè)備,只有電動機的正常運轉(zhuǎn)才可保證生產(chǎn)設(shè)備連續(xù)順行。電動機所帶負載種類繁多,如何保證正常運轉(zhuǎn)至關(guān)重要。 
  一、電動機的故障形式及保護原理 
  電動機由于種種原因,其故障形式可分為機械和電氣兩方面: 
  1.機械方面有掃堂、振動、軸承過熱等。 
  2.電氣方面主要有長時間過負荷運轉(zhuǎn),繞組絕緣老化損壞,繞組匝間短路及對地短路;電網(wǎng)質(zhì)量差,電壓波動大;電動機斷相運行;電機堵轉(zhuǎn);大型電機冷卻系統(tǒng)故障等。 
  電動機發(fā)生對稱故障及不對稱故障時,電動機三相電流都會發(fā)生變化,超過電動機的額定電流,因此可根據(jù)這一特性來對電機進行保護。電機過載、斷相、欠壓都會造成繞組電流超過額定值,電源欠壓運行電流上升比例將等于電壓下降的比例。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(jù)電流不同性質(zhì)來確定不同保護方式,從而對電機加以斷電保護。 
  二、電機保護器的類型及應(yīng)用 
  1.目前我國采用的電動機保護主要有熱繼電器、電磁式電流繼電器、電子式電機保護器。熱繼電器利用雙金屬片熱效應(yīng)原理,當(dāng)電流流過它時產(chǎn)生熱量,當(dāng)電流超過整定值一定倍數(shù)時啟動脫扣裝置切斷主回路達到保護目的。在保護電動機過載方面具有反時限性能和結(jié)構(gòu)簡單的特點,但其功能少,無斷相保護,電動機發(fā)生掃堂、堵轉(zhuǎn)、長期過載、頻繁啟動等故障起不到保護作用,熱繼電器的動作曲線和電動機實際保護曲線不一致,失去保護作用。且重復(fù)性能差,大電流過載或短路故障后不能再次使用,誤差較大、易受環(huán)境溫度影響誤動作,耗材多、性能指標(biāo)落后等缺陷。電磁式電流繼電器具有過載、堵轉(zhuǎn)保護功能,有的還有缺相保護,過載保護具有反時限特性,但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,機械制造精度高,價格高且體積龐大,目前已被淘汰。電子式電機保護器通過檢測三相電流值和整定值,采用電位器旋鈕或撥碼開關(guān)操作來實現(xiàn)對電動機的保護,電路一般采用模擬式,具有反時限和定時限工作特性。 
  2.隨著社會的發(fā)展,人們對電動機保護的要求也越來越高,希望電機保護器的功能多樣化,性能可靠,維護簡單,體積要小。傳統(tǒng)產(chǎn)品正被一些更先進的技術(shù)產(chǎn)品所取代,智能型電機保護器能實現(xiàn)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(shù)字設(shè)定,通過操作面板按鈕來操作,用戶可以根據(jù)自己實際使用要求和保護情況在現(xiàn)場自行對各種參數(shù)修正設(shè)定,采用液晶屏作為顯示窗口,能夠支持多種通訊協(xié)議。 
  三、智能電機保護器應(yīng)用及原理 
  本溪鋼鐵集團煉鐵廠新建360m2燒結(jié)機工程對輥破碎機、四輥破碎機、冷礦振動篩等重載設(shè)備選用SJD550系列低壓電機保護器,該保護器適用于額定電壓為AC380V的三相交流異步電動機。保護器安裝在MNS抽屜式低壓配電柜中,采用分體式結(jié)構(gòu),將表頭嵌入開關(guān)柜抽屜面板上,方便隨時調(diào)整、設(shè)定參數(shù)和顯示、監(jiān)控,同時數(shù)字化顯示面板也增添柜體美觀性,使設(shè)備運行情況及故障狀態(tài)一目了然,方便巡視和維護。使用時按照電機控制回路工作電壓及負載的額定電流選用相應(yīng)的量值范圍即可。分體式電機保護器,使主回路的一次電纜直接穿過電機保護器的電流互感器,即可實現(xiàn)對電動機的控制和保護。(如:圖1) 
  控制回路工作過程(如:圖2),合上開關(guān)QL,選擇工作位,合上安全開關(guān)SSE,SLS開關(guān)選擇手動或自動,按下現(xiàn)場啟動按鈕SF或由控制室發(fā)出啟動指令KQ閉合,接觸器線圈KM1、KM2得電,主回路接通電動機運轉(zhuǎn),設(shè)備啟動。電機保護器進入運行狀態(tài),此時電動機如果出現(xiàn)故障,經(jīng)(圖1)檢測回路檢測,控制回路電動機保護器保護接點(103-105或105-107)動作,使控制回路失電,接觸器線圈KM1、KM2斷電,電動機主回路失電達到保護電機的目的。并且顯示面板上的故障燈亮,發(fā)出報警信號,生產(chǎn)廠可根據(jù)實際需要通過故障輸出點(圖1:901-911)或通訊接口將故障信息上傳至主控制室計算機,電機保護器保持故障狀態(tài),直到維護人員查明故障原因,才可手動按顯示面板上的故障復(fù)位鍵進行復(fù)位,電機保護器還可以保存故障信息,以備查詢。 
  四、智能電機保護器具備功能 
  1.啟動超時保護:從啟動到電動機轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速的時間,考慮裕度一般整定為電機實際啟動時間的1.2倍。采用定時限,電機啟動過程中,超過設(shè)定的啟動時間后,三相平均電流≥1.2倍的額定電流或三相平均電流≤10%的額定電流,啟動超時保護立即動作。 
  2過載保護:電動機長期運行在額定電流以上,造成電動機過熱和絕緣降低從而燒壞電機。過載保護提供反時限保護曲線對電動機進行保護。 
  SJD550電機保護器具有12(表1)個不同的過載曲線可供選擇,用戶可根據(jù)電動機過載保護級別對K系數(shù)進行選擇。對應(yīng)關(guān)系(如圖:3) 
  當(dāng)三相電流平均值>1.05Ie,保護按照特性曲線延時動作,三相電流平均值≤1.05Ie時,過載保護不動作。 
  3.過流堵轉(zhuǎn)保護:適用于負荷過大或自身機械原因,造成電機軸被卡住的故障電流很大的保護。動作整定值范圍為100%Ie~600%Ie,設(shè)定是依據(jù)電動機制造廠提供的最大允許堵轉(zhuǎn)電流值設(shè)定。 
  4.斷相保護:斷相故障對電動機危害較大,如果控制器檢測到斷相發(fā)生,斷相保護延時動作。采用定時限保護,延時時間為0.02s~5s。 
  5.電流不平衡保護:不平衡的三相供電電壓也是導(dǎo)致電動機熱損壞的主要原因,如果三相不平衡率≥1.1倍不平衡整定值至延時時間結(jié)束,保護可靠動作,采用定時限保護。 
  6.短路保護:電動機相間短路和繞組匝間短路燒毀電機,當(dāng)故障電流大于設(shè)定的接觸器允許分?jǐn)嚯娏鲿r,將接觸器斷開。如果任一相電流≥1.05倍整定值,短路保護動作。 
  此外,電機保護器還具備接地保護、漏電保護、欠壓保護等功能,可根據(jù)實際生產(chǎn)需要進行設(shè)定,可擴展測量漏電電流、電壓、功率、電度等基本電參數(shù),提供1路4-20MA模擬量輸出功能,支持手持式編程模塊接口,便于現(xiàn)場讀數(shù)和整定,通信協(xié)議可選Modbus-RTU、Profibus-DP。 
  五、結(jié)語 
  電機保護器是用電系統(tǒng)的重要器件,選用電機保護器既能使電動機充分發(fā)揮過載能力,又免于損壞,可以提高工藝控制的準(zhǔn)確性、科學(xué)性,降低事故率,而且還能提高電氣控制系統(tǒng)的自動化水平,保證電力拖動系統(tǒng)的可靠性和生產(chǎn)的連續(xù)性。現(xiàn)今電機保護器已朝著多元化發(fā)展,這就需要我們在選型上充分考慮電動機的保護需求,能夠及時、準(zhǔn)確判斷故障,根據(jù)負載類型、使用環(huán)境、設(shè)備重要程度合理選擇保護功能和保護方式,力求經(jīng)濟合理。實現(xiàn)對電動機的良好保護,減少非計劃停車,降低事故損失。 
  參考文獻: 
  [1] 劉順田.淺談低壓電動機綜合保護器[J].純堿工業(yè),2008. 
  [2] 張風(fēng)平,劉輝.淺談低壓電動機智能保護器的應(yīng)用[J].化學(xué)工程與裝備,2011.

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