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摘要 ：在生(sheng)(sheng)產過程中，如(ru)果(guo)設(she)備(bei)運(yun)行不(bu)暢，或者出(chu)(chu)現故障都會(hui)直接影響(xiang)到(dao)生(sheng)(sheng)產活動的(de)正常進行，給(gei)企業帶(dai)來較大的(de)經濟損失(shi)。而(er)導致(zhi)設(she)備(bei)產生(sheng)(sheng)故障的(de)關鍵(jian)因素之一就(jiu)是(shi)電動機出(chu)(chu)現問題，由于保(bao)護措施不(bu)到(dao)位導致(zhi)電動機停止(zhi)運(yun)轉甚至(zhi)直接燒毀，從而(er)影響(xiang)到(dao)生(sheng)(sheng)產的(de)質量和效率。
本文通過對(dui)水泵電(dian)動(dong)機(ji)的(de)保護措(cuo)施的(de)探(tan)討(tao)和(he)研究，希望能給相關人員(yuan)的(de)工作開展提(ti)供幫助(zhu)，保障生產(chan)過程(cheng)中水泵電(dian)動(dong)機(ji)的(de)良好穩定(ding)運行。并介紹了(le)適合水泵電(dian)動(dong)機(ji)使用(yong)的(de)SJD550系列電(dian)動(dong)機(ji)保護控制器。
關(guan)鍵詞 ：水泵電(dian)動(dong)機、電(dian)動(dong)機、智能保護
一(yi)、概述(shu)：
目前水泵(beng)系(xi)統設備(bei)上使(shi)用的電機，大部分采用熱(re)繼(ji)電器，作為(wei)電機的過(guo)載保(bao)(bao)護元件，因其體積小、結(jie)構簡單、成(cheng)本低等優點在(zai)生(sheng)產(chan)(chan)中得到了廣(guang)泛應用。但由于熱(re)繼(ji)電器靈敏度低、誤差大、穩定性差，保(bao)(bao)護不可靠。受環境、溫度、本身材(cai)料(liao)等影響，在(zai)保(bao)(bao)護電機方(fang)面，已(yi)經(jing)不能(neng)適應現代化(hua)生(sheng)產(chan)(chan)的需要。
二、水泵設(she)備電機損(sun)壞原因及(ji)改(gai)進(jin)的目的
電動(dong)機(ji)(ji)超負荷運轉、在相對潮濕的(de)環境(jing)下工(gong)作、散熱(re)出現(xian)問 題(ti)或(huo)者電流(liu)過大都有可(ke)能導致出現(xian)故(gu)障(zhang)，其中對于(yu)水泵電動(dong)機(ji)(ji)而(er)言，由于(yu)設備進水而(er)導致其燒(shao)毀(hui)的(de)比例相對較大。這一方面是由于(yu)為(wei)了(le)提高(gao)傳輸效率(lv)或(huo)者出于(yu)安裝空間的(de)考量大多(duo)數水泵電動(dong)機(ji)(ji)屬(shu)于(yu)一體式泵機(ji)(ji)組合系統(tong)，即電動(dong)機(ji)(ji)和(he)水泵的(de)葉輪使用(yong)的(de)是同一根傳動(dong)軸，主(zhu)要是通過機(ji)(ji)械(xie)密(mi)封來(lai)防止水或(huo)者其他液體進入電動(dong)機(ji)(ji)的(de)繞(rao)組內(nei)，但這種機(ji)(ji)械(xie)密(mi)封難以有效地進行(xing)事前預防，一旦損壞，電動(dong)機(ji)(ji)進水后必(bi)然會產生故(gu)障(zhang)。另(ling)一方面水泵電動(dong)機(ji)(ji)的(de)工(gong)作現(xian)場環境(jing)不可(ke)避免地會接觸到水或(huo)其他液體，這也進一步加大了(le)其進水燒(shao)毀(hui)的(de)風險。
對(dui)于一些生(sheng)產(chan)(chan)制造型企(qi)業(ye)來(lai)說，一旦(dan)電動機停(ting)轉或者(zhe)運轉不(bu)(bu)正常，都會(hui)影響(xiang)其產(chan)(chan)品的(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)進度和生(sheng)產(chan)(chan)質(zhi)量，不(bu)(bu)僅會(hui)增加生(sheng)產(chan)(chan)成本(ben)，對(dui)企(qi)業(ye)長久的(de)(de)發展也(ye)極(ji)為不(bu)(bu)利。對(dui)電機保(bao)護(hu)器(qi)選(xuan)型也(ye)提(ti)出了苛(ke)刻的(de)(de)要(yao)求。所以在選(xuan)擇保(bao)護(hu)器(qi)上(shang)一定要(yao)考(kao)慮電機與(yu)保(bao)護(hu)器(qi)的(de)(de)合理配用(yong)關系。理想的(de)(de)電機保(bao)護(hu)器(qi)不(bu)(bu)是功能最(zui)多，也(ye)不(bu)(bu)是所謂最(zui)先進的(de)(de)，而是應該滿(man)足(zu)現(xian)場實際(ji)需求，做到經濟性和可靠性的(de)(de)統一，具有較高的(de)(de)性能價格(ge)比。
三、智能(neng)電機保護器的現場應用與選型
以我們用(yong)常見的(de)智(zhi)能(neng)型保護器為例來說(shuo)明，介(jie)紹一下電(dian)機保護器外部(bu)輸入與保護器的(de)配合關系(xi)，以便給(gei)選型和使用(yong)提(ti)供一些參考。
常見的幾種引(yin)起電(dian)(dian)機故障(zhang)源(yuan)輸(shu)入(ru)信(xin)號連接(jie)方式(shi)。主要有(you)：電(dian)(dian)壓(ya)信(xin)號輸(shu)入(ru)、電(dian)(dian)流信(xin)號輸(shu)入(ru)、零(ling)序(xu)信(xin)號輸(shu)入(ru)、溫度信(xin)號輸(shu)入(ru)。電(dian)(dian)源(yuan)采用(yong)(yong)交流220V供電(dian)(dian)，輸(shu)出(chu)方式(shi)直接(jie)采用(yong)(yong)接(jie)觸(chu)器控(kong)制(zhi)。其他輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)功(gong)能備(bei)選(xuan)，如模擬量輸(shu)出(chu)可(ke)直接(jie)連接(jie)電(dian)(dian)壓(ya)表、電(dian)(dian)流表,以及作(zuo)(zuo)為其他外接(jie)設(she)備(bei)的驅(qu)動(dong)信(xin)號。RS485通訊接(jie)口可(ke)用(yong)(yong)來遠(yuan)程計算機連接(jie)監(jian)測控(kong)制(zhi)電(dian)(dian)機，作(zuo)(zuo)為大(da)型設(she)備(bei)和危險操作(zuo)(zuo)場所(suo)是必不可(ke)少的。開(kai)關量信(xin)號輸(shu)入(ru)可(ke)作(zuo)(zuo)為電(dian)(dian)機啟(qi)動(dong)模式(shi)選(xuan)擇，使用(yong)(yong)比較靈活。作(zuo)(zuo)為擴(kuo)展功(gong)能備(bei)用(yong)(yong)。
3.1 欠壓(ya)、過壓(ya)、缺相保護
3.1.1 欠壓
當供(gong)電(dian)(dian)(dian)系(xi)(xi)統出現不正常(chang)的(de)情況，電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)降低到(dao)一定程度，電(dian)(dian)(dian)機就會出現疲勞、堵轉(zhuan)，達到(dao)幾倍的(de)過電(dian)(dian)(dian)流。有時，在(zai)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)恢復的(de)瞬間，快要停轉(zhuan)或已經停轉(zhuan)的(de)電(dian)(dian)(dian)機同時運轉(zhuan)，會導致線路電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)的(de)重(zhong)新下降，在(zai)配電(dian)(dian)(dian)系(xi)(xi)統中要盡(jin)量避免。所以，接(jie)入欠壓(ya)(ya)保護是十分必要的(de)。
3.1.2 過壓
外因(yin)：由雷擊引起。
操作過電(dian)(dian)壓：由分(fen)閘、合閘等開關操作引起線(xian)路電(dian)(dian)感在器件兩端感應(ying)出的過電(dian)(dian)壓。
當供電系統中，其相電壓(ya)(ya)高于我(wo)們預設的保護(hu)電壓(ya)(ya)值，保護(hu)器動作(zuo)，斷開常閉(bi)觸(chu)點、使KM斷電，主觸(chu)頭斷開，電機(ji)停轉。從(cong)而保護(hu)電機(ji)。
3.1.3 缺相
在水泵系統中(zhong)，有相當(dang)一(yi)部分設(she)備采用三相不接地供電(dian)。當(dang)供電(dian)系統中(zhong)，某一(yi)相斷電(dian)， 會使(shi)設(she)備電(dian)機電(dian)流突然增大，使(shi)輸入電(dian)壓不正常(chang)(chang)，當(dang)電(dian)壓值異(yi)常(chang)(chang)于設(she)定值，保護器(qi)動作。切斷KM接觸器(qi)。
3.2 過(guo)流保(bao)護
過流(liu)保護是(shi)電(dian)機(ji)保護中的重點，對電(dian)機(ji)的危害也最大。主(zhu)要(yao)包括過載、短路、堵轉(zhuan)、三相不平衡(heng)等。我們把電(dian)流(liu)互感(gan)器作為檢測和(he)輸(shu)入元件(jian)。
3.2.1 過載
如果在(zai)某種情況下使電(dian)(dian)機(ji)的實際使用功率超過(guo)電(dian)(dian)機(ji)的額(e)定功率，則稱這(zhe)種現象為電(dian)(dian)機(ji)過(guo)載。過(guo)載電(dian)(dian)機(ji)的工作電(dian)(dian)流大于(yu)其額(e)定電(dian)(dian)流，通常(chang)(chang)在(zai)1.5倍以內應屬正常(chang)(chang)范圍。一旦(dan)超出正常(chang)(chang)范圍，保護機(ji)構動作，切斷接觸器(qi)，同時發出過(guo)載信號。
3.2.2 短路
三相(xiang)(xiang)電(dian)機(ji)的短(duan)(duan)(duan)路(lu)情況復雜一些，有(you)單相(xiang)(xiang)接(jie)地短(duan)(duan)(duan)路(lu)，也有(you)相(xiang)(xiang)間(jian)短(duan)(duan)(duan)路(lu)；單相(xiang)(xiang)接(jie)地短(duan)(duan)(duan)路(lu)時中任意一相(xiang)(xiang)與PE線(xian)直接(jie)短(duan)(duan)(duan)接(jie)了，一般(ban)不(bu)會(hui)燒(shao)毀電(dian)機(ji)，但是(shi)會(hui)在電(dian)機(ji)外殼(ke)帶(dai)電(dian)，容易造(zao)(zao)成(cheng)觸電(dian)。另外就是(shi)相(xiang)(xiang)間(jian)短(duan)(duan)(duan)路(lu)，有(you)兩相(xiang)(xiang)短(duan)(duan)(duan)路(lu)，也有(you)三相(xiang)(xiang)短(duan)(duan)(duan)路(lu)，三相(xiang)(xiang)短(duan)(duan)(duan)路(lu)電(dian)流(liu)會(hui)大(da)得多。電(dian)機(ji)內部(bu)短(duan)(duan)(duan)路(lu)大(da)都是(shi)電(dian)機(ji)繞組絕緣損壞造(zao)(zao)成(cheng)的，絕緣損壞一般(ban)是(shi)電(dian)機(ji)長時間(jian)過載(zai)運行造(zao)(zao)成(cheng)。當(dang)電(dian)機(ji)絕緣破壞、內部(bu)匝間(jian)短(duan)(duan)(duan)路(lu)、接(jie)線(xian)錯誤等，都將發生(sheng)短(duan)(duan)(duan)路(lu)現象，瞬間(jian)的短(duan)(duan)(duan)路(lu)電(dian)流(liu)使保(bao)護器動作，避免(mian)事故進一步擴大(da)。
3.2.3 堵轉
當負載(zai)突然增大，電機本(ben)身內部問題（軸(zhou)承損壞、掃膛） 、傳(chuan)動機構、變速(su)器等，上述任何一(yi)個環節出現問題，都是導致堵轉的原因(yin)。堵轉會使電機電流(liu)持(chi)續增加，可達額定電流(liu)的7倍，時(shi)間稍(shao)長就會燒壞電機，當電流(liu)值(zhi)(zhi)達到保護器設定值(zhi)(zhi)時(shi)，保護器動作。
3.3 零序保(bao)護
零(ling)(ling)(ling)相序保(bao)(bao)護(hu)輸入端(duan)，正常(chang)運行的(de)電(dian)(dian)機(ji)電(dian)(dian)流大(da)小、向量之和等于(yu)零(ling)(ling)(ling)，零(ling)(ling)(ling)序互(hu)感器二次線(xian)圈(quan)的(de)電(dian)(dian)流也為零(ling)(ling)(ling)，當發(fa)生接地故障時，零(ling)(ling)(ling)序互(hu)感器二次線(xian)圈(quan)將出現較(jiao)大(da)的(de)電(dian)(dian)流，發(fa)出信號(hao)切(qie)斷供電(dian)(dian)，零(ling)(ling)(ling)序保(bao)(bao)護(hu)主要用來作為漏電(dian)(dian)保(bao)(bao)護(hu)。
以上(shang)我們只(zhi)做(zuo)了幾種(zhong)常(chang)(chang)用的(de)保(bao)護措施輸入，對一些不經常(chang)(chang)巡視(shi)、距離遠(yuan)、危險(xian)場(chang)所（如(ru)高溫、腐(fu)蝕），應配合遠(yuan)程控制功能，既保(bao)證(zheng)設備的(de)正常(chang)(chang)運行(xing)，又可保(bao)證(zheng)人員的(de)安(an)全，使生產順利進行(xing)。
對(dui)于一般電機，以上保護環(huan)(huan)節(jie)已經基(ji)本(ben)能滿足(zu)現場需要。當然(ran)還要考(kao)慮到(dao)現場環(huan)(huan)境， 如現場濕度(du)、環(huan)(huan)境溫度(du)，操作端(duan)與(yu)執(zhi)行端(duan)距離(li)的要求，設備維(wei)護周期，對(dui)電網波動敏感程度(du)等。
經過以(yi)上改進，使我們能(neng)夠提前預知電機運行狀態，在出(chu)現(xian)問題(ti)時，能(neng)夠及早判(pan)斷。通過保護器(qi)的回看功能(neng)，還能(neng)判(pan)斷出(chu)現(xian)問題(ti)的基本(ben)位置，為(wei)維修維護提供依據(ju)。
四(si)、保護器(qi)選擇分類(lei)
現代(dai)智能電機保護器(qi)還有很(hen)多(duo)在實際生產中(zhong)需要的功(gong)能，如故障(zhang)記憶功(gong)能、遠(yuan)程(cheng)通訊、遠(yuan)程(cheng)控制、多(duo)種啟動方式(shi)選擇等(deng)。
保(bao)護器在類型(xing)(xing)上分為：一般普(pu)通(tong)型(xing)(xing)、數碼顯(xian)示監控型(xing)(xing)、智(zhi)能監控中文顯(xian)示型(xing)(xing)。
4.1 一般(ban)普(pu)通型
結構比較簡單，主要(yao)功能以突出(chu)過載、缺相(三相不(bu)平衡)堵(du)轉等故(gu)障保護。故(gu)障類(lei)型采用(yong)指示(shi)燈(deng)顯示(shi)。
4.2 數碼顯示監控型
數碼顯(xian)示監(jian)控型保護器， 內部(bu)電路運用(yong)單片(pian)機，采用(yong)數碼管作為顯(xian)示窗口，智能(neng)化(hua)綜合保護， 集(ji)保護、測量、通訊(xun)、顯(xian)示為一體。整定(ding)電流采用(yong)數字設定(ding)，用(yong)戶可以自(zi)行對各種參數修正。
4.3 智能監中文顯(xian)示(shi)控型
智能(neng)漢(han)字顯(xian)示更(geng)適合國內(nei)，與(yu)其他(ta)類型(xing)相比(bi)，功(gong)能(neng)更(geng)加完善。此類產品對(dui)各種參數、狀態、信息(xi)直接在操作面板(ban)單元上中文(wen)漢(han)顯(xian)液晶顯(xian)示，使界面更(geng)加直觀醒目，并且(qie)支持(chi)遠程計算(suan)機(ji)通訊功(gong)能(neng)。啟(qi)動方式有多種選擇，并有存儲回看(kan)功(gong)能(neng)，給后期的維護維修提供了數據依(yi)據。
五(wu)、保護(hu)器在選擇(ze)上應(ying)注意事項(xiang)
在(zai)選擇(ze)保(bao)護(hu)器的同時，還要考慮到(dao)以(yi)下幾種因素(su)：
(1)電(dian)動機主要(yao)參數：主要(yao)是功率、電(dian)壓、電(dian)流、頻率方面(mian),為選型提供依據。 (2)使用(yong)環境因素的影響：主要指溫度(du)、濕度(du)、污染等。 (3)電動(dong)機使用方向：指拖動(dong)機械設(she)備(bei)要求。 (4)控制系統：控制模式(shi)(shi)有手動(dong)、自動(dong)化程序(xu)等工作運行。啟動(dong)方式(shi)(shi)有直接(jie)、降壓(ya)、星三角(jiao)、頻(pin)敏變阻器、變頻(pin)器、軟起動(dong)等啟動(dong)方式(shi)(shi)。 (5)安裝要(yao)求：在選型上要(yao)考慮安裝空(kong)間大小(xiao)，留(liu)有足夠的余(yu)量，便于散熱及接線、維護、查看方便。 (6)靈敏度要(yao)求：是(shi)帶載啟(qi)動還(huan)是(shi)空載啟(qi)動，是(shi)滿載還(huan)是(shi)逐漸加載，主要(yao)是(shi)在(zai)電(dian)(dian)流(liu)設定方面要(yao)考慮(lv)到啟(qi)動瞬間的電(dian)(dian)流(liu)值與額定電(dian)(dian)流(liu)值之間的時(shi)間差。 (7)其他(ta)方面：如生產(chan)現場對電動機位置(zhi)的(de)隨意性、啟(qi)動停止(zhi)的(de)頻繁程度等(deng)。
六(liu)、SJD550系列電動機保護(hu)控制器產品選型介紹
SJD550系列電動機保護控制器 適(shi)用于額定(ding)電壓(ya)(ya)380v至(zhi)660V的低壓(ya)(ya)電動機回路，集保(bao)護(hu)、測量(liang)、控制(zhi)、通訊、運維于一體。其完善的保(bao)護(hu)功能(neng)確保(bao)電動機安(an)全運行，帶有邏輯可(ke)(ke)編程(cheng)功能(neng)，可(ke)(ke)以滿足多種(zhong)控制(zhi)方式。該產品采用分(fen)體式結(jie)構(gou)，由(you)主(zhu)體、顯示單元、互感器組成，可(ke)(ke)適(shi)應各(ge)種(zhong)柜體的安(an)裝。可(ke)(ke)選配不同通訊模塊適(shi)應現(xian)場通訊需求。
6.1、功(gong)能特點
■ 支持基(ji)波和全波電(dian)(dian)(dian)力參數測量（U、I、P、Q、S、PF、F、EP、EQ），電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)及電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)不(bu)平衡度、電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)正(zheng)序(xu)、負序(xu)、零序(xu)分量、電(dian)(dian)(dian)壓、三相電(dian)(dian)(dian)壓相角、剩余電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)。
■ 保護功(gong)(gong)能包括過(guo)載(zai)反時限、接地(di)、起動(dong)超時、漏電(dian)、欠(qian)(qian)載(zai)、斷相、堵轉、阻塞(sai)、短路、溢出、不平衡(heng)(電(dian)流、電(dian)壓)、過(guo)功(gong)(gong)率(lv)、欠(qian)(qian)功(gong)(gong)率(lv)、過(guo)壓、欠(qian)(qian)壓、相序、tE時間、外部故(gu)障(zhang)、起動(dong)次(ci)數限制、運行時間報警(jing)、故(gu)障(zhang)次(ci)數報警(jing)。
■ 8路可(ke)編程DI輸入，默(mo)認采用內置DC24V電源，也可(ke)選擇外部有源濕接點(dian)。
■ 5路可(ke)編程DO輸出，滿足直接起(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)，星—三角起(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)，自(zi)耦(ou)變壓器起(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)，等多種起(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)方式，可(ke)通(tong)過通(tong)訊總線(xian)實現(xian)主站對電動(dong)(dong)(dong)機的(de)遙控“起(qi)(qi)/停(ting)”。
■ 可選配MODBUS_RTU通訊(xun)，支持最多2路通訊(xun)接口。
■ 可(ke)選配1路DC4-20mA模擬(ni)量輸出接口，與(yu)DCS系(xi)統相(xiang)接，可(ke)實(shi)現對現場設備的監控(kong)。
■ 具有故(gu)障記(ji)(ji)錄(lu)、起動(dong)(dong)記(ji)(ji)錄(lu)、停車記(ji)(ji)錄(lu)、DI變位(wei)記(ji)(ji)錄(lu)和(he)再起動(dong)(dong)記(ji)(ji)錄(lu)等各類(lei)事件(jian)記(ji)(ji)錄(lu)。
■ 顯示界面液晶中文顯示。
五(wu)、結(jie)束(shu)語
通常(chang)選用電(dian)機保護器，要充分(fen)考慮到(dao)電(dian)機的(de)過載能力，避免損(sun)壞。提高可靠性(xing)和生產的(de)連續性(xing)。力爭做到(dao)經濟合理。在功能選擇上應綜(zong)合考慮到(dao)電(dian)機的(de)本身的(de)價值(zhi)、負載類型、使用環境、占主體(ti)設備上的(de)重要程(cheng)(cheng)度(du)、停止電(dian)機運(yun)行是否會對生產造成影(ying)響以及影(ying)響的(de)程(cheng)(cheng)度(du)等因(yin)素(su)。
通過以上改(gai)造，必定能改(gai)善供(gong)電、用(yong)電系統(tong)的(de)安(an)全性與穩定性，并且對(dui)水泵電氣控制系統(tong)的(de)自動化(hua)水平提高(gao)了(le)(le)一個臺階， 同時大(da)大(da)降低了(le)(le)維修成本(ben)， 提高(gao)了(le)(le)電機的(de)運(yun)行效率(lv)， 增加了(le)(le)經濟效益，對(dui)水泵電動機具有積極(ji)的(de)推進作(zuo)用(yong)。
