探討低壓智能電動機保護器的工作原理及應(yīng)用-安科瑞潘麗

摘要：為了防止電動機在使用過程中因過載、短路、斷相、過壓、欠壓、過熱而燒毀，就有必要對電動機的運行狀態(tài)進行及時準確的檢測，并對電動機進行相應(yīng)的保護。本文分析了電動機的故障原因，并介紹了多功能智能化電動機保護器的構(gòu)成與保護功能和應(yīng)用。

0 引言

石油化工行業(yè)電機設(shè)備是大容量、高負荷的連續(xù)運轉(zhuǎn)，因而對其可靠性和穩(wěn)定性要求高，一旦發(fā)生事故，馬上查找故障原因并及時消除，以保證及時恢復(fù)生產(chǎn)。為此，經(jīng)過多年嘗試和反復(fù)實踐，終選擇了電動機智能保護器(簡稱為電機保護器)，作為電動機的保護元件,下面就電動機的故障原因以及電機保護器的應(yīng)用作以簡單介紹。

1 電動機的故障原因

電動機在運行中由于種種原因，會出現(xiàn)故障，故障分機械與電氣兩方面。

(1)機械方面有掃膛、振動、軸承過熱等故障

(2)電氣方面主要是電動機繞組過熱，超過額定值而燒毀在這里我們僅對電氣故障進行分析，造成繞組過熱的主要原因之一是流過繞組的電流過大，超過電動機的額定電流。

造成繞組過熱的主要原因之二：雖然流過繞組的電流不超過額定值，但由于電機通風不良或環(huán)境溫度過高，繞組的發(fā)熱不能及時散出，也能造成繞組溫度超過額定值而燒毀電機。

電機保護器的工作原理

電機保護器集過(輕)載保護、缺相、過(欠)壓、堵轉(zhuǎn)、漏電、接地及三相不平衡保護等低壓保護于一身，通常由電流傳感器、比較電路、單片機、或出口繼電器等幾部分組成。

系統(tǒng)保護功能

電機保護器可實現(xiàn)對電機的綜合保護，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(zhuǎn)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液晶顯示屏，實時顯示電機的工作電流和電壓。具有通訊功能的電機保護器定時將采集的信號通過CAN總線傳至后臺微機。當故障發(fā)生時，保護器能自動地、迅速地反應(yīng)并發(fā)出跳閘信號。

故障判斷與記憶功能

電機保護器對電動機進行檢測時，需正確判斷電動機正常、過載、短路、斷相、過壓、欠壓、過熱等工況并作相應(yīng)的處理。當電動機出現(xiàn)某種故障時，保護器切斷電動機的電源而處于保護狀態(tài)，并且保存故障類型、時間以及電機運行參數(shù)。電機保護器通過識別與記憶電路對故障予以識別、記憶和指示，以便于維修。只有故障排除后，復(fù)位保護器，故障指示才消失，電動機才能再次啟動。

在線監(jiān)測功能

帶有通訊功能的電機保護器使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(shù)據(jù)的調(diào)閱、修改和整定。同時，在線監(jiān)測電機的運行負載和供電電源的質(zhì)量，為及早發(fā)現(xiàn)過載和接地故障等創(chuàng)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(tǒng)的生產(chǎn)、減少事故停車，提供了可靠依據(jù)。

通過工程實例說明電機保護器的應(yīng)用

下面以WDB系列電機保護器為例,介紹一下電機保護器在我公司的工程應(yīng)用情況。WDB一體式電機保護器在22KW基地后勤配電回路中的應(yīng)用

圖1應(yīng)用電機保護器的二次原理圖

其二次原理圖的工作過程：合上開關(guān)QF和微斷開關(guān)QF1，按下現(xiàn)場按鈕SB1,接觸器KM線圈帶電并通過其輔助接點自保持，接觸器觸點動作，主回路接通，同時柜上紅燈(HR1)和現(xiàn)場紅燈(HR2)發(fā)光,電機保護器顯示運行狀態(tài)，電動機啟動。如果電動機出現(xiàn)故障，電機保護器的保護接點(3、4)動作，使接觸器KM線圈失電，跳開接觸器觸點，同時柜上綠燈(HG1)和現(xiàn)場綠燈(HG2)發(fā)光，電機保護器的輸出故障接點(5、6)動作，發(fā)出故障報警信號，柜上故障燈(HY)也發(fā)光。電機保護器通過判斷與記憶，自保持并顯示故障狀態(tài)，并將電機保護器通訊接口(9、10)端子輸出的信號傳送到電氣控制室后臺計算機，直到運行人員查明故障后，在后臺計算機或電機保護器的面板上按復(fù)位鍵后機內(nèi)的出口繼電器才可以復(fù)歸，為再次開車做好準備。

圖2運用電機保護器的二次原理圖

如圖2所示，7、8端子為保護器的輸出零序電流互感器接點，其他端子與圖1一樣。由于電動機功率很大，因此在主回路設(shè)置3個變比為5安倍的電流互感器，并把電流互感器的二次線穿過分體式電機保護器的電流互感器部分，然后通過通訊線把電流互感器部分與顯示面板相連。其電機保護器正常工作原理及標配故障處理與圖1一樣。不同之處是本圖用到的電機保護器具有零序漏電保護功能，帶有零序電流互感器，電動機主回路的一次電纜A,B,C三相，要同時穿過電機保護器的零序電流互感器，依據(jù)A,B,C三相電流之和等于零的原則來判斷零序漏電電流，繼而進行漏電保護。如果電動機出現(xiàn)漏電故障，電機保護器檢測到漏電電流很小，并且在漏電電流允許的范圍(≤30mA)內(nèi)，電機保護器的輸出保護接點(3、4)不動作，但是電機保護器的顯示面板的故

 結(jié)束語

(2)帶漏電保護功能的WDB分體式電機保護器在甲乙酮132KW臥式離心泵配電回路中的應(yīng)用障指示燈閃爍，并將信號傳送到電氣控制室后臺計算機。電機保護器通過判斷與記憶，自保持并顯示故障狀態(tài)，直到運行人員查明漏電故障并消除后，在后臺計算機或電機保護器的面板上按復(fù)位鍵后機內(nèi)的出口繼電器才可以復(fù)歸，電機保護器顯示運行。如果電動機出現(xiàn)漏電故障，并且超出漏電電流允許的范圍，電機保護器的輸出保護接點(3、4)動作，其原理與上圖1的故障處理原理一樣。