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摘 要：介紹ZDB系列、ZNB系列智能型數顯電動機保護器具有過載、斷相、堵轉、三相不平衡等多種故障自動診斷保護功能,從而達到對電動機保護智能化。分析引發電動機故障的原因。
關鍵詞：電動機 智能化 保護器
中圖分類號：TM32 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791(2010)06(a)-0084-01
在現代化生產中,隨著生產過程自動化水平的不斷提高,對電動機的安全運行要求也越來越高。傳統的電動機保護裝置大多由分離的元器件或是集成電路組成的電子線路,由于器件和電路的原因,保護電路的可靠性和靈敏性都存在一些問題。隨著科學技術的不斷進步和工藝的不斷完善,為滿足自動化生產的要求,需要進一步完善電動機的控制和保護等級,達到及時、有效、可靠地保護電動機。隨著電子技術的飛速發展,繼電保護技術的智能化成為必然趨勢。
本文介紹ZDB系列、ZNB系列智能型數顯電動機保護器。該保護器運行可靠,具有保護功能齊全,測量參數直觀,反應靈敏,動作及時可靠,工作穩定可靠、精度高、保護參數設定簡單方便和數字化、智能化、網絡化等特點,能夠及時檢測到電動機運行時的短路、過載、漏電、斷相等故障,并能根據故障的類型在不同給出響應信號,把故障信號傳送到上位機,便于及時發現和解決問題,待故障清除后將保護器復位即可進入正常工作狀態。
1 智能型電動機綜合保護器的特點
該保護器采用先進的微機技術與高性能的集成芯片,整機功能強大、性能優越。測試精度高,線性度好,分辨率高,整機抗干擾能力強,保護動作可靠。通過精確地檢測電動機在工作中的三相電流并與保護設定值進行比較從而提供比傳統熱繼電器更精確、更可靠、更高級、更完善的保護。采用E2PROM存儲技術,實現參數設定,掉電后設定參數仍保存下來,勿須再設定。其具有以下特點。
(1)具有短路、過載、斷相、漏電等電動機基本故障保護功能,其保護特性穩定、可靠。(2)具有過電流反時限延時功能,因此能根據電動機過電流倍數推算出最佳的動作時間。(3)具有啟動延時功能,它和過電流工作等延時的時間分開。(4)具有數字電流表顯示功能,能顯示實際工作電流。(5)報警功能,當電動機故障報警燈閃爍,或用保護器的接點外置報警器。(6)具有故障記憶功能,啟動后顯示故障代碼且對應的故障指示燈亮,一目了然。(7)通訊功能,通過串行數字接口實現信息傳送,可對每臺電動機進行參數設定,啟停操作,便于自動化管理。(8)體積小,安裝方便尺寸與熱繼電器相同。
2 智能型數顯電動機保護器作用
該保護器是一種電子式多功能電動機保護裝置,主要采用了三個電流互感器對電動機的工作電流進行實時采集,并將電流采集信號通過模數轉換后與電動機保護器內的設定值進行比對分析。當檢測到電動機出現故障時,保護器內部繼電器動作完成保護輸出,及時切斷電動機二次控制回路電源保護電器設備,通過電動機保護器報警狀態指示燈進行故障報警提示,并通過通信端口向上位機發送故障報警信息,避免電動機在故障狀態重復起動,加劇電動機的損壞。當故障排除后,通過復位鍵進行保護器復位,實現重新啟動。保護器上安裝的指示燈分別用來作為保護器的工作電源指示和電動機故障指示。它主要適用于冶金、化工、紡織等工業電動機及電力系統,與普通保護器相比具有設定精度高、節電、動作靈敏、工作可靠等優點。用它替換熱繼電器及老產品,有效提高了電動機生產的保護等級,有明顯的經濟效益。
3 常見故障原因分析
斷相報警：電動機在啟動過程或正常工作中,保護器檢測到電動機在缺少某一相電源或某一相沒有工作電流所引起的報警。引起斷相報警常見原因：(1)電動機本身的繞組線圈出現斷路現象,(2)電動機電源的一次回路中的空氣開關或交流接觸器的觸點閉合狀態不好,(3)電動機的動力電源線路出現斷線或是電源線與電動機接線端的接觸不良。
過載報警：由于電動機在啟動或運行過程中的工作電流超過了電動機本身的額定工作電流引起的報警,主要原因有可能是電動機本身的絕緣阻值小于0.5ＭΩ或是電動機的機械負載部分偏大。
堵轉報警：電動機在啟動或運行過程中的實際輸出轉速低于電動機的額定轉速輸出時的報警。主要原因可能是電動機本身繞組之間的直流電阻值不平衡或是電動機的機械本分故障使得負載過大。
通信故障：當電動機保護器和上位機他們之間通信信號傳送不穩定也可能引起故障報警,而這種報警往往是誤報警。主要表現為上位機發出電動機故障報警而電動機保護器并沒有發出報警信號,這通常就是上位機的綜合控制系統與電動機保護器之間的通信出現不穩定或是通信中斷引起的。
4 案例
有一次處理堵轉故障時遇到這樣的問題：電動機的機械連接部分檢查負載正常,從配電柜端測量電機直流阻值不平衡,有一組繞組阻值是其余兩組的一倍,而在電機的電源接線柱端測量電機直阻正常,懷疑是電源線路絕緣問題,而測量電纜的絕緣阻值也在正常范圍。經仔細檢查線路后發現,電機的動力電源線在進電機接線盒后電源的B相線與電機的星點連接柱有接觸(如圖1),由于電機工作中的震動使電源線的絕緣磨損,導致電源B相與電機星點O虛連接(電機小于1kW接觸點不明顯)。實際測量時(如圖2)AB相測量的電阻值其實只是AO間的電阻值,BC相測量的電阻值是CO間的電阻值,AC相是正常值,造成電動機在工作中處于三相繞組不平衡狀態。
5 結語
智能型電動機保護器的應用增強了工業生產中對電動機的集中控制,有效地保護了電動機,在啟動和運轉過程中出現斷相、過載、短路、堵轉等現象時有很靈敏的保護作用,能及時、有效、可靠地保護電動機,提高了設備防護等級,降低了因為故障發現不及時燒毀電動機的幾率,為生產的安全提供了保障。
參考文獻
[1] 李占平,王明星,李建書.智能電動機綜合保護器[J].煤炭技術,2006(4).
[2] 張玉紅.智能化JDB電動機綜合保護器[M].煤礦安全，2007(12).
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