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淺談智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器在工程中的應(yīng)用與選型

瀏覽次數(shù):742更新時(shí)間:2021-09-27

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 2018011

摘 要:隨著半導(dǎo)體囂件的興起.涌現(xiàn)出的性能可靠、功能多樣化的電氣元件——電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制囂。近幾十年,我圈工業(yè)有了長足的進(jìn)步與發(fā)展,電動(dòng)機(jī)廣泛地應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)中,如冶金、機(jī)械、鐵路、建材、化工等各行各業(yè)中,并在其中起到重要作用。但電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中因故障或燒毀引發(fā)的事故時(shí)有發(fā)生,嚴(yán)重危害著人身健康。因此做好電動(dòng)機(jī)的保護(hù)具有很重要意義。

關(guān)鍵詞:電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器;保護(hù);控制;通訊

0引言

電動(dòng)機(jī)保護(hù)主要有分為兩種:一、熱繼電器:熱繼電器應(yīng)用長達(dá)半個(gè)世紀(jì),直到96年被強(qiáng)制淘汰。熱繼電器作為電機(jī)過載保護(hù)產(chǎn)品,存在定粗糙、受環(huán)境影響大、等缺陷,決定被淘汰的命運(yùn)。二、電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器:電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器出現(xiàn)并普代熱繼電器引發(fā)了行業(yè)的劇烈變革,其保護(hù)功能更為豐富。保護(hù)涵蓋了電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中會(huì)遇到的所有非正常情況.還可以對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、故障報(bào)表進(jìn)行分析,因此更有針對性和準(zhǔn)確性,此外,還可以參與到能源控制與管理分析中,它效仿了高壓系統(tǒng)保護(hù)和控制模式,彌補(bǔ)了長期以來保護(hù)和管理無法延伸至低壓系統(tǒng)中的空白。

1電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器應(yīng)用方式

方式1:電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器提供開關(guān)量、模擬量的輸入輸出接點(diǎn)和接口,通過控制電纜以硬接線方式將信號送至DCS。這種方式?jīng)]有發(fā)揮電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理功能,只實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)的操作,相對其他方式更加可靠。

方式2DCS直接與電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器通訊。這種方式省掉了大量的控制電纜,對電動(dòng)機(jī)的管理更加直接.但是增加了DCS通訊模塊數(shù)量,在硬件配置和數(shù)據(jù)處理兩方面都會(huì)增加額外的負(fù)擔(dān)。

方式3DCS通過通訊管理機(jī)與雙端通訊口電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器通訊,這種方式不僅省掉大量的控制電纜、DCS的通訊模塊,通過通訊管理機(jī)這種中間管理層,使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加清晰俺單。雙網(wǎng)互為備用更是增加了系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性,同時(shí)在中控系統(tǒng)中可以讀取電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器的管理數(shù)據(jù)。

因早期在某工程項(xiàng)目通訊的方式,36臺(tái)電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制囂MODBUS-RTU通訊串聯(lián)一通訊管理機(jī)一光纖轉(zhuǎn)換器一光纖一光纖轉(zhuǎn)換囂一Dcs通訊口。正式投產(chǎn)之前,電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制囂廠隸技術(shù)員進(jìn)行了電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器的通訊試驗(yàn),出現(xiàn)了掃描時(shí)間不匹配,散據(jù)傳送位不一致、延時(shí)等多種原因。在電腦上對電機(jī)進(jìn)行了啟停控制,點(diǎn)鼠標(biāo)啟動(dòng)到電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)延時(shí)7秒。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)判電腦上能看到運(yùn)轉(zhuǎn)的反饋信號延時(shí)又是7秒,其原因 RS485接口MODBUSRTU通訊方式是我們常說的手拉手的通訊方式.當(dāng)設(shè)備掃描出現(xiàn)故障讀掃描3次,36臺(tái)電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制囂串聯(lián)回路元件過多,其中有的電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器未通電造成設(shè)備重復(fù)掃描,因此造成了延時(shí),這種延時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足其正常的生產(chǎn)需要。經(jīng)過方案談?wù)摚罕卷?xiàng)目每臺(tái)低壓開關(guān)柜的饋出回路數(shù)量不大于9臺(tái),每臺(tái)低壓開關(guān)柜電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器連接到一個(gè)通訊譬理機(jī)上,對于啟動(dòng)、停止、運(yùn)行、故障等輸入輸出量采用硬接線的方式接至DCS,對于其他量采用通過通訊管理機(jī)與ECS通訊,進(jìn)行修改。DCS系統(tǒng)用于工藝控制,ECS用于電氣系統(tǒng)監(jiān)控。改造后經(jīng)過在DCS系統(tǒng)上測試啟動(dòng)后反饋至DCS信號在小于0.1秒,ECS電氣系統(tǒng)監(jiān)控不到0.3秒。

從此以后很多工廠都采用系統(tǒng)控制和電氣監(jiān)控分開的方式,即采用是方式1和方式3結(jié)臺(tái)的方式。對于啟動(dòng)、停止、運(yùn)行、故障等輸入輸出量采用硬接線的方式接至DCS,對于其他量通過通訊管理機(jī)與ECS通訊。

2實(shí)際案例分析

現(xiàn)有某企業(yè)實(shí)際配置如下:

由于工藝生產(chǎn)的連續(xù)性特點(diǎn)和負(fù)荷的重要性,這種行業(yè)設(shè)計(jì)模式?jīng)Q定了必須采用成熟、可靠的電動(dòng)機(jī)控制方式,才能保證工藝生產(chǎn)所要求的復(fù)雜聯(lián)鎖。電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器采用硬接線和雙通道雙網(wǎng)屏蔽雙絞線通訊方案,對于啟動(dòng)、停止、運(yùn)行、故障等輸入輸出量采用硬接線的方式接至DCS,對于其他量通過通訊管理機(jī)與ECS通訊,通訊接口為R8485,MODBUSRTU通訊規(guī)約,通訊管理機(jī)為透明網(wǎng)關(guān)。理論上不占用響應(yīng)時(shí)間,電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器兩個(gè)通訊口實(shí)現(xiàn)冗余熱備用。這樣既保證的穩(wěn)定性,也保證了施工和維護(hù)工作鼉更是減少。

在我國現(xiàn)在運(yùn)行的IkW320kW低壓電動(dòng)機(jī)數(shù)量至少8000萬臺(tái)以下,占電網(wǎng)用電量的65%以上,全嗣每年因維修電動(dòng)機(jī)就要10多億元。電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器的經(jīng)濟(jì)效益;Qs=電動(dòng)機(jī)修理費(fèi)×電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制囂可靠系數(shù)一電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器購買費(fèi)+(電機(jī)拆裝費(fèi)+停工損失一保護(hù)安裝費(fèi))=(直接經(jīng)濟(jì)效益)+(間接經(jīng)濟(jì)效益)例如;一臺(tái)45kW 6極的電動(dòng)機(jī),損毀后的維修費(fèi)2300元.售價(jià)為1100元電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制囂配置一臺(tái)使用可靠系數(shù)為95%,避免因燒毀導(dǎo)致的直接經(jīng)濟(jì)效益0zl Qz=電動(dòng)機(jī)修理費(fèi)×可靠系數(shù)一購買費(fèi)=2300X95%一11001085()。節(jié)省比例:1085()2300()×100=472

3安科瑞ARD系列智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器介紹與綜合選型

3.1產(chǎn)品簡介

ARD該系列低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)器,具有過載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉(zhuǎn)等保護(hù)功能??膳c接觸器、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器等電器元件構(gòu)成電動(dòng)機(jī)控制保護(hù)單元,具有遠(yuǎn)程自動(dòng)控制、現(xiàn)場直接控制、面板指示、信號報(bào)警、現(xiàn)場總線通信等功能。應(yīng)用范圍:可廣泛應(yīng)用于煤礦、石化、冶煉、電力、建筑等行業(yè)的配電領(lǐng)域。

3.2產(chǎn)品選型

 

產(chǎn)品功能

說明:“√"表示具備“■"表示可選

4結(jié)束語

電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)經(jīng)常達(dá)不到滿負(fù)荷或者經(jīng)常出現(xiàn)空載。以上兩種情況導(dǎo)致電能浪費(fèi)嚴(yán)重。電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器根據(jù)電動(dòng)機(jī)在負(fù)載的情況調(diào)節(jié)其他電氣設(shè)備降低其端電壓或其接線,能提高其功率因數(shù)和工作效率的原理,對運(yùn)行電壓、電流相位以及電機(jī)負(fù)載狀態(tài)進(jìn)行檢測,根據(jù)以上對電機(jī)運(yùn)行電壓進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整,大幅降低電機(jī)無功損耗,有功損耗、勵(lì)磁損耗,因此電能可以大幅節(jié)約。對低負(fù)載或負(fù)載變化頻繁這兩種運(yùn)行狀態(tài)節(jié)電效果更明顯,平均節(jié)電率在(1640)%,既提高了功率因數(shù),又降低了材料損失和能源消耗,因此是一種良好的電機(jī)節(jié)電裝置。因此,電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器不僅能保證正常生產(chǎn),提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益,而且在節(jié)能事業(yè)中也有著重要意義。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉玲.低壓電機(jī)保護(hù)控制器在生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].電工技術(shù),2011000(004)4848.

[2]韓賓.電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器在工程中的應(yīng)用[J].數(shù)碼設(shè)計(jì),2021(04)259

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2020.06.


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