聯系電(dian)話：13917768445
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1 引言
在(zai)現代工(gong)業中，電動機(ji)作(zuo)為(wei)(wei)一種拖動機(ji)械(xie)(xie)，成(cheng)為(wei)(wei)所有動力機(ji)械(xie)(xie)的(de)(de)基礎，隨著科學技術的(de)(de)不斷(duan)進步和工(gong)藝(yi)控(kong)制(zhi)的(de)(de)不斷(duan)完(wan)善(shan)，尤其是(shi)自動化(hua)生(sheng)產的(de)(de)要求，迫切需要開發和完(wan)善(shan)電動機(ji)的(de)(de)控(kong)制(zhi)和保(bao)護設備，從(cong)而(er)實現對生(sheng)產過程和大型機(ji)械(xie)(xie)的(de)(de)遙控(kong)、遙測(ce)、遙調、故(gu)障診斷(duan)以及(ji)集中控(kong)制(zhi)等(deng)功能。
同時，石油化工行業的特點本身就是大通量、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極高，一旦發生事故，必須馬上查找故障原因并及時消除，以保證及時恢復生產。錦化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，已無法滿足日益發展的工藝自動化的要求。為此，我們經過多年嘗試和反復實踐，最終選擇了一種新型的電動機智能保護器（簡稱為(wei)電(dian)(dian)機(ji)保(bao)(bao)護器(qi)），作為(wei)電(dian)(dian)動機(ji)的(de)(de)保(bao)(bao)護元(yuan)件，并取(qu)得(de)了一(yi)定(ding)的(de)(de)使用經驗。特別是我們在錦(jin)化新建(jian)的(de)(de)8萬(wan)噸(dun)(dun)離子膜燒堿(jian)改(gai)造工(gong)程(cheng)(cheng)、12萬(wan)噸(dun)(dun)離子膜燒堿(jian)工(gong)程(cheng)(cheng)、8萬(wan)噸(dun)(dun)聚氯乙烯工(gong)程(cheng)(cheng)、8萬(wan)噸(dun)(dun)環氧丙烷和5萬(wan)噸(dun)(dun)粒堿(jian)等國家(jia)重點工(gong)程(cheng)(cheng)建(jian)設(she)過程(cheng)(cheng)中，通過在低壓配電(dian)(dian)系統使用了1600多臺電(dian)(dian)機(ji)保(bao)(bao)護器(qi)，不(bu)但有效的(de)(de)保(bao)(bao)障了電(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)安全運行、徹底取(qu)代了熱繼電(dian)(dian)器(qi)，而且利(li)用先進(jin)的(de)(de)通訊技(ji)術(shu)，實(shi)現(xian)了部分電(dian)(dian)機(ji)控制的(de)(de)自(zi)動化，并取(qu)得(de)了顯著(zhu)的(de)(de)經濟效益，因此，下(xia)面(mian)就電(dian)(dian)動機(ji)保(bao)(bao)護器(qi)的(de)(de)工(gong)程(cheng)(cheng)應用作以簡單介紹。
2 基本工作原理：
電(dian)(dian)機保護(hu)器是(shi)最近十多年才發展起(qi)來的一種新(xin)型電(dian)(dian)子式多功能電(dian)(dian)動機綜(zong)合保護(hu)裝置。它集過（輕）載(zai)保護(hu)、缺相、過（欠(qian)）壓、堵轉、漏電(dian)(dian)、接地及三相不平衡保護(hu)等(deng)低(di)壓保護(hu)于(yu)一身，具有設定精(jing)度高、節(jie)電(dian)(dian)、動作靈敏(min)、工作可靠等(deng)優點，是(shi)傳統(tong)熱繼電(dian)(dian)器的理想替(ti)代產品。它通(tong)常是(shi)由電(dian)(dian)流(liu)傳感器、比較電(dian)(dian)路、單(dan)片機、或出口繼電(dian)(dian)器等(deng)幾個部分組成。其基(ji)本原理及工作過程如(ru)圖1所示：
傳感器(qi)(qi)(qi)將(jiang)電(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)的(de)電(dian)(dian)流(liu)變化線性地反映至保護器(qi)(qi)(qi)的(de)采(cai)樣端口(kou)，經(jing)過整流(liu)、濾波等(deng)環節后，轉換成與(yu)電(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)電(dian)(dian)流(liu)成正(zheng)比的(de)直流(liu)電(dian)(dian)壓(ya)信號(hao)、送到相(xiang)應部(bu)分與(yu)給定(ding)的(de)保護參(can)數(shu)進行比較處(chu)(chu)理，再經(jing)單(dan)片(pian)機(ji)回路(lu)(lu)(lu)(lu)處(chu)(chu)理，推動(dong)(dong)功率回路(lu)(lu)(lu)(lu)，使(shi)(shi)繼(ji)電(dian)(dian)器(qi)(qi)(qi)動(dong)(dong)作。當電(dian)(dian)機(ji)由于驅動(dong)(dong)部(bu)分過載導(dao)致電(dian)(dian)流(liu)增(zeng)(zeng)大(da)時(shi)(shi)，從電(dian)(dian)流(liu)傳感器(qi)(qi)(qi)取得的(de)電(dian)(dian)壓(ya)信號(hao)將(jiang)增(zeng)(zeng)大(da)、此電(dian)(dian)壓(ya)值大(da)于保護器(qi)(qi)(qi)的(de)整定(ding)值時(shi)(shi)，過載回路(lu)(lu)(lu)(lu)工(gong)(gong)作，RC延時(shi)(shi)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)經(jing)過一定(ding)的(de)（可調）延時(shi)(shi)，驅動(dong)(dong)出口(kou)繼(ji)電(dian)(dian)器(qi)(qi)(qi)動(dong)(dong)作，使(shi)(shi)接觸(chu)器(qi)(qi)(qi)切斷主回路(lu)(lu)(lu)(lu)。欠壓(ya)及缺相(xiang)保護等(deng)功能(neng)部(bu)分，工(gong)(gong)作原理基本(ben)相(xiang)同。
3 系統功能
（1）保護(hu)功能
電(dian)機保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)器可(ke)實現對電(dian)機的(de)綜合保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)，其(qi)具體(ti)功能有接地保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)、斷相(xiang)保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)、短路保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)、過（輕(qing)）負(fu)(fu)荷(he)保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)、不平衡過負(fu)(fu)荷(he)保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)、堵(du)轉保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)、低電(dian)壓(ya)和過電(dian)壓(ya)保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)。當電(dian)機正(zheng)常(chang)工作時，保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)器通(tong)(tong)過面(mian)板上的(de)液晶顯示屏，實時顯示電(dian)機的(de)工作電(dian)流和電(dian)壓(ya)。具有通(tong)(tong)訊功能的(de)電(dian)機保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)器在微處(chu)理器空(kong)閑時定(ding)時將采集的(de)信號通(tong)(tong)過CAN總線(xian)傳至(zhi)后(hou)臺(tai)(tai)微機。當故障(zhang)發生時，保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)器迅速動作，現場保(bao)(bao)(bao)存(cun)故障(zhang)類(lei)型、時間以及電(dian)機運行參數，隨后(hou)通(tong)(tong)過CANBUS網絡(luo)向后(hou)臺(tai)(tai)監控機報告(gao)。
（2）在線監測功能。
控制室(shi)操作人員可在后(hou)臺(tai)微機(ji)(ji)(ji)上，完成所有(you)(you)保護器的(de)各(ge)種保護整定數據的(de)調閱、修改和整定。同時(shi)，在線監測電機(ji)(ji)(ji)的(de)運行負載和供(gong)電電源的(de)質量，為及早發現過載和接地故障等(deng)，創造了(le)條件。此外，后(hou)臺(tai)微機(ji)(ji)(ji)強大的(de)信息管理(li)功(gong)能，可有(you)(you)效(xiao)記錄(lu)各(ge)臺(tai)電機(ji)(ji)(ji)的(de)型號、運行方式、和歷史維護記錄(lu)，為保證工(gong)藝(yi)系(xi)統的(de)安(an)全生產、減少事故停車，提供(gong)了(le)可靠依(yi)據。
4 選用原則
（1）電機保護(hu)器按結構形式(shi)來(lai)劃分，一(yi)般分為(wei)一(yi)體(ti)式(shi)和分體(ti)式(shi)兩(liang)種。
前(qian)者是獨立的(de)整體(ti)，故適合于固(gu)(gu)定柜安(an)裝(zhuang)，如(ru)老(lao)式(shi)開(kai)關柜或GGD柜改造，可將(jiang)保護器直接固(gu)(gu)定在安(an)裝(zhuang)面板上，通(tong)過(guo)饋出電(dian)纜穿(chuan)芯即可。后者由于互感(gan)器部分與顯(xian)示部分分為(wei)兩體(ti)，可在一定范(fan)圍內任意安(an)置，故非常(chang)適合于新型(xing)的(de)抽屜式(shi)開(kai)關柜安(an)裝(zhuang)。
我們在工程(cheng)實踐中(zhong)由于(yu)普遍采用了(le)新(xin)型的(de)(de)(de)多米諾式(shi)(shi)(shi)或GCK系(xi)列低壓抽屜式(shi)(shi)(shi)開關(guan)柜(ju)，因(yin)而創造性(xing)的(de)(de)(de)將顯示(shi)表(biao)頭嵌入式(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)安裝在開關(guan)抽屜的(de)(de)(de)活動面(mian)板內(nei)，這樣既簡化(hua)了(le)柜(ju)內(nei)接線、又方便了(le)系(xi)統(tong)隨時調(diao)整、設定參數和(he)(he)顯示(shi)、監控，同時數字(zi)化(hua)的(de)(de)(de)顯示(shi)面(mian)板也增添了(le)柜(ju)面(mian)的(de)(de)(de)統(tong)一性(xing)和(he)(he)美觀性(xing)；使得配電(dian)室內(nei)的(de)(de)(de)設備(bei)運行情況及故障狀態一目了(le)然，極大的(de)(de)(de)方便了(le)系(xi)統(tong)巡視(shi)和(he)(he)檢修(xiu)維護。
（2）電(dian)(dian)機保(bao)護器按額定工作(zuo)電(dian)(dian)壓及(ji)電(dian)(dian)流范(fan)圍來(lai)劃分，可(ke)分為(wei)(wei)AC380V、AC220V兩種；對應(ying)量程為(wei)(wei)1-10A、5-50A、10-100A、20-200A、40-40A等若干等級，使用時按照(zhao)電(dian)(dian)機的(de)控制回路工作(zuo)電(dian)(dian)壓及(ji)負載(zai)的(de)額定電(dian)(dian)流選用相應(ying)的(de)量程范(fan)圍即可(ke)。
在(zai)工程應用中，由于(yu)化(hua)工裝置(zhi)大(da)型電(dian)機(ji)較多，為(wei)方便(bian)互(hu)換(huan)及減少備件的(de)種類(lei)，對于(yu)110KW及以上的(de)電(dian)機(ji)，我們(men)采用在(zai)主回路裝設(she)（口/5）電(dian)流(liu)互(hu)感器(qi)的(de)方式(shi)，將一次電(dian)流(liu)變(bian)為(wei)小于(yu)5A的(de)二次電(dian)流(liu)，再接入量程為(wei)6A的(de)電(dian)機(ji)保護(hu)器(qi)，使大(da)型設(she)備也得到(dao)了(le)有效的(de)控制和保護(hu)。
（3）具備(bei)RS-485通(tong)訊接口的(de)(de)電機(ji)保護器(qi)配置(zhi)時，可(ke)根據(ju)工藝以及DCS系統連鎖的(de)(de)實際(ji)需要合理安排(pai)。
在5萬噸粒堿(jian)工(gong)程(cheng)的(de)(de)設計(ji)上，由(you)于裝置(zhi)的(de)(de)自動化控制(zhi)要求較高，所(suo)以我們(men)提(ti)出了對電(dian)機(ji)(ji)保(bao)護器的(de)(de)通(tong)訊要求，為電(dian)氣操作(zuo)及工(gong)藝控制(zhi)人員通(tong)過微機(ji)(ji)系統在線瀏(liu)覽生(sheng)產(chan)負荷(he)和包裝機(ji)(ji)的(de)(de)工(gong)作(zuo)情況(kuang)，及時(shi)調整生(sheng)產(chan)進度、預防(fang)突(tu)發(fa)事(shi)故，做出了重(zhong)大貢獻。
5 部分工程應用實例
由(you)于(yu)我公(gong)司(si)選用(yong)的多(duo)是浙江蒼南雙(shuang)華(hua)電器(qi)公(gong)司(si)出品的JDB系(xi)列電機保(bao)護(hu)器(qi)。該產(chan)(chan)除具(ju)備一般保(bao)護(hu)器(qi)的功能外，還具(ju)有(you)延時自起動等(deng)功能。故以該系(xi)列產(chan)(chan)品為例,介紹一下電機保(bao)護(hu)器(qi)在我公(gong)司(si)的工程應用(yong)情況。
• JDB92一體式電(dian)機保護(hu)器在160KW氯氣(qi)鼓(gu)風(feng)機配電(dian)回路改造中(zhong)的(de)應用
如圖(tu)2所(suo)示(shi)，1、2端(duan)(duan)子為(wei)保(bao)(bao)護(hu)(hu)器故障自保(bao)(bao)持電源(yuan)，3、4端(duan)(duan)子為(wei)保(bao)(bao)護(hu)(hu)接(jie)(jie)點，5為(wei)工作電源(yuan)端(duan)(duan)子。由于電機電流較大(da)，故通過300/5的CT轉換，將二次電流通過保(bao)(bao)護(hu)(hu)器穿芯來實現。若保(bao)(bao)護(hu)(hu)器動作，則故障報警(jing)或跳開主接(jie)(jie)觸器KM，同時電機保(bao)(bao)護(hu)(hu)器自保(bao)(bao)持并顯(xian)示(shi)故障狀態，直至操作人員(yuan)現場按停車(che)按鈕(niu)SB1復歸為(wei)止。該型產(chan)品不具(ju)備微機通訊功能。
• 可通訊的JDB-2K分體式電機保護器在粒(li)堿(jian)裝置30KW堿(jian)泵抽屜式配電回路中(zhong)的應用(yong)
如圖3所示，互感器(qi)(qi)(qi)部分與本體之(zhi)間(jian)通過屏(ping)蔽線(xian)相連，本體的(de)(de)1、2端子(zi)(zi)為(wei)(wei)保(bao)護器(qi)(qi)(qi)工作(zuo)電(dian)源，3、4端子(zi)(zi)為(wei)(wei)常閉保(bao)護接點，5、端子(zi)(zi)為(wei)(wei)常開(kai)報(bao)(bao)警輸出(chu)，7、8端子(zi)(zi)為(wei)(wei)漏電(dian)零序CT接點，9、10端子(zi)(zi)為(wei)(wei)485通訊(xun)接口，通過兩芯屏(ping)蔽雙(shuang)絞線(xian)匯總到電(dian)氣控(kong)制室后(hou)臺(tai)計(ji)算(suan)機的(de)(de)專(zhuan)用通訊(xun)接口卡(ka)，實現遠程監控(kong)。若保(bao)護器(qi)(qi)(qi)動(dong)作(zuo)，則(ze)故(gu)障(zhang)報(bao)(bao)警或跳開(kai)主接觸器(qi)(qi)(qi)KM，同時電(dian)機保(bao)護器(qi)(qi)(qi)自保(bao)持并(bing)顯示故(gu)障(zhang)狀(zhuang)態，直到運行人員查明故(gu)障(zhang)后(hou)，在(zai)后(hou)臺(tai)計(ji)算(suan)機或電(dian)機保(bao)護器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)面(mian)板上按復(fu)(fu)位(wei)(wei)鍵后(hou)，機內的(de)(de)出(chu)口繼(ji)電(dian)器(qi)(qi)(qi)才可以(yi)復(fu)(fu)位(wei)(wei)，為(wei)(wei)再次開(kai)車做好準備。這一點與JDB92有(you)所不同，在(zai)保(bao)護接線(xian)時一定(ding)要注意。
另外，在(zai)工(gong)程使用過(guo)程中，針對不同的(de)(de)控(kong)制對象(xiang)，我們利用電(dian)機(ji)保護器配合(he)(he)各種接觸器，不僅實現了小功率(lv)電(dian)機(ji)的(de)(de)全壓起(qi)動(dong)、還配合(he)(he)電(dian)流互感(gan)器實現了大功率(lv)電(dian)機(ji)的(de)(de)星三(san)角起(qi)動(dong)和自耦(ou)降壓起(qi)動(dong)，為生產系(xi)統的(de)(de)穩定運行(xing)提(ti)供了可靠的(de)(de)技術(shu)保障(zhang)。
6．1工程經驗
結合我(wo)們(men)六年多的電機保護器使用經(jing)驗(yan)，現總結如下：
• 在實(shi)際(ji)使用過程(cheng)中，應注意嚴格按(an)照電機的額定電流來選擇保護器，防止人為放(fang)大(da)和縮小保護范(fan)圍；避免由于量(liang)程(cheng)太大(da)或太小而造成的測量(liang)誤(wu)差。
• 由(you)(you)于(yu)多(duo)數低壓電機的(de)功率小于(yu)110KW，考慮到備品備件(jian)的(de)互(hu)換(huan)性，我(wo)們(men)選用的(de)多(duo)為(wei)200A以下量程的(de)保護器，這樣既保證(zheng)了保護精(jing)度，又(you)避免了由(you)(you)于(yu)備件(jian)規格過(guo)多(duo)而給生(sheng)產(chan)帶來的(de)不便。
; • 由于分體式(shi)保(bao)護器(qi)，顯示頭部與(yu)電流互感器(qi)部分分離(li)，應(ying)特(te)別注意(yi)按(an)出廠編號配對使(shi)用(yong)，以保(bao)證控制精度，不容許交(jiao)叉使(shi)用(yong)。
6．2當然，該產品也存(cun)在(zai)一(yi)定的(de)缺陷和不足(zu)，如能在(zai)以(yi)下幾(ji)方面有所(suo)改進，相信其設計將更為完善和科學：
• 對于分(fen)體式(shi)(shi)保(bao)護器，推薦使用國外先進的(de)免螺絲安(an)裝(zhuang)方(fang)式(shi)(shi)（或拤扣式(shi)(shi)），方(fang)便現(xian)場(chang)故(gu)障(zhang)處理(li)和快速更換。
• 完善生產工藝，保(bao)證分(fen)體式保(bao)護器的互感器部(bu)分(fen)的通用性，使之在同型號產品間可與任意(yi)顯示部(bu)分(fen)互換。
• 對現場和后臺計算機上保護(hu)參數的設(she)定，應增設(she)密碼；防止非運(yun)行人(ren)員(yuan)意外修改(gai)。巡檢人(ren)員(yuan)無權調用。
• 改進分體式(shi)保護器顯示部(bu)分與互感器的通訊方式(shi)，如改為RS485形式(shi)，將(jiang)更(geng)加方便現場安裝調試。
7 結束語：
電(dian)機保護器(qi)這(zhe)種新型電(dian)子產品，98年首(shou)次在(zai)錦化(hua)集團使用(yong)，一直運(yun)行(xing)(xing)良好，對各種故(gu)障類型均進(jin)行(xing)(xing)了準(zhun)確(que)的(de)報警顯示，有效的(de)防止(zhi)了電(dian)機意(yi)外燒毀的(de)發生，為公司節約了大量的(de)資金。因此，廣泛的(de)采用(yong)電(dian)動(dong)機智能保護器(qi)，不但可以提高工(gong)藝(yi)控制的(de)準(zhun)確(que)性、科學性，降(jiang)低(di)事故(gu)率，而且對于提高電(dian)氣(qi)控制系統的(de)自(zi)動(dong)化(hua)水(shui)平和(he)發展國民(min)經(jing)濟，也(ye)必(bi)將(jiang)起到積極的(de)推(tui)動(dong)作用(yong)。
參考文獻 《電機拖動基礎》，機械出版社出版 《JDB-2K電動機智能保護器》說明書。
