浅谈电动机保护控制器在冶金行业的应用

安科瑞 鲍静君

　　摘要：本文主要介绍了一种新型电动机保护产品——低压电动机保护控制器，作为电动机的智能保护控制元件在冶金行业的应用。

　　关键词：电动机保护器；保护；控制；测量；在线检测

　　0 引言

　　在冶金行业中，电动机作为一种拖动机械，成为所有动力机械的基础，随着科学技术的不断进步和工艺控制的不断完善，尤其是自动化生产的要求，迫切需要电动机的保护和控制设备，特别是低压电动机保护的需求更显突出。从而实现对生产过程和大型机械的遥测、遥信、遥控、遥调、故障诊断以及集中控制等功能。

　　同时，冶金行业的特点本身就是易燃易爆的工作场合较多，属于事故多发行业，并且该行业中低压电动机用量较多，现代化的生产工艺要求自动化程度较高，同时电动机多是大通量、满负荷的连续运转。因而对电机设备的可靠性和稳定性要求高，一旦发生事故，须马上查找故障原因并及时去除，以保证及时恢复生产。

　　某钢铁集团过去一直采用热继电器作为电动机的过载保护和控制元件，但由于元件质量和T艺的限制，已无法满足日益发展的工艺自动化的要求。为此，该集团电气技术人员通过多方了解，找到一种新型电动机保护产品——低压电动机保护控制器(简称为电机保护器)，作为电动机的保护控制元件，是他们多年来所要寻找的，并在其下属工厂初步使用上百台。通过在低压配电系统使用电机保护器，不但保障了电机的运行、取代了热继电器，而且利用通讯技术，实现了部分电机控制的自动化，并取得了显著的经济效益，因此，下面介绍一下冶金行业情况和低压电动机保护控制器程的应用。

　　1冶金行业对的需求

　　冶金是我国重要的基础行业，在圈民经济中具有重要的战略地位。改革开放以来，冶金T业取得了长足发展，冶金产量持续增长，生产技术水平逐步提高，生产条件，对国民经济和社会发展发挥了重要的作用。冶金企业要抓住当前经济效益比较好的机遇，按规定提取生产技术改造费用，增加生产投入。地方各级政府和各有关部门也要加大对生产技术改造的支持力度。而新推出的低压电动机保护控制器是经过国家专门机构检测通过并得到推荐的产品，非常适合易燃易爆的冶金行业应用。具体介绍如下。

　　2基本工作原理

　　电机保护器是近十多年才发展起来的一种新型电子式多功能电动机综合保护测控装置。它集过(轻)载保护、缺相、过(欠)压、堵转、漏电、接地及三相不平衡保护等低压保护于一身，具有设定精度高、节电、动作灵敏、工作可靠等优点，是传统热继电器的理想替代产品。它通常是由电流采集元件、比较电路、单片机、或出口继电器等几个部分组成。

　　电流采集元件将电动机的电流变化线性地反映至保护器的采样端口，经过整流、滤波等环节后，转换成与电动机电流成正比的直流电压信号、送到相应部分与给定的保护参数进行比较处理，再经单片机回路处理，推动功率回路，使继电器动作。当电机由于驱动部分过载导致电流变大时，从电流传感器取得的电压信号将变大、此电压值大于保护器的整定值时，过载回路工作，RC延时电路经过一定的(可调)延时，驱动出口继电器动作，使接触器切断主回路。欠压及缺相保护等功能部分，工作原理基本相同。

　　3功能描述

　　(1)保护功能

　　电机保护器可实现对低压电动机的综合保护，其具体功能有接地保护、断相保护、短路保护、过(轻)负荷保护、不平衡过负荷保护、堵转保护、低电压和过电压保护。当电机正常工作时，保护器通过面板上的液晶显示屏，实时显示电机的工作电流和电压。电机保护器具有通讯功能，可以将采集的信号通过MODBUS或PROFIBUS总线传至后台微机，实现低压电动机的在线管理和维护。当故障发生时，保护器迅速动作，现场保存故障类型、时间以及电机运行参数，同时通过总线网络向后台监控机报告。电机保护器还具有低电压自动恢复、重启动、断相保护、温度保护、漏电保护等保护功能，这也是其他品牌低压电动机保护产品所不具有的。

　　特别是电机保护器的温度保护、漏电保护在冶金行业中有非常现实的意义，既保证了电动机设备的，保证了生产的运行，又确保了员工的人身以外问题。

　　(2)控制功能

　　电机保护器可以满足各种启动控制方式，比如直接启动、双向双速启动、电阻降压启动、星三角降压启动、自耦变压器降压启动等启动方式。

　　电机保护器具有多路开关量输人，多个动作继电器输出，可以就地方便地进行操作、调试等_T作，还可以通过RS485通讯接口实现计算机后台监控管理中的“遥信”和“遥控”功能，对电动机进行远程启停控制。

　　(3)测量功能

　　电机保护器可以对该回路的电流和电压进行交流采样，具体可以测量回路中的三三相电流、电压、功率、功率因数、频率等电力参数，通过显示模块就地提示，并可以通过RS485通讯接VI实时传输到计算机后台监控管理系统中，从而实现“遥测”功能。

　　(4)在线监测功能

　　控制室操作人员可在后台微机上，完成所有保护器的各种保护整定数据的调阅、修改和整定。同时，在线监测电机的运行负载和供电电源的质量，为及早发现过载和接地故障等，创造了条件。此外，后台微机强大的信息管理功能，可记录各台电机的型号、运行方式、和历史维护记录，为保证工艺系统的生产、减少事故停车，提供了可靠依据。

　　4选用的理由

　　(1)电机保护器按结构形式来划分，一般分为一体式和分体式两种。

　　目前马达控制MCC柜多为抽屉式的，后者比前者便于安装施，低压电动机保护控制器采用本体与显示模块分体式结构。在工程实践中普遍采用了新型的MNS或GCS系列低压抽屉式开关柜，因而可以将显示模块嵌入式的安装在开关抽屉的活动面板内，这样既简化了柜内接线、又方便了系统随时调整、设定参数和显示、监控，同时数字化的显示面板也增添了柜面的统一性和美观性；使得配电室内的设备运行情况及故障状态一目了然，方便了系统和检修维护。

　　(2)电机保护器按额定工作电压及电流范嗣来划分，可分为AEC660V、AC380V两种；对应量程为1A、5安倍、50A、150A等若干等级，使用时按照电机的控制回路工作电压及负载的额定电流选用相应的量程范围即可。

　　在工程应用中，对于110KW及以上的电机，我们采用在主回路装设(口／5)电流互感器的方式，将一次电流变为小于5安倍的二次电流，再接人量程为6A的电机保护器，使大型设备也得到了控制和保护。

　　(3)电机保护器具备RS一485通讯接口，可根据工艺以及DCS系统连锁的实际需要合理安排。

　　在冶金行业的工程中，对电动机拖动装置的自动化控制要求较高，具备RS一485通讯接口的电机保护器，为电气操作及工艺控制人员通过微机系统在线浏览生产线的工作情况，及时调整生产进度、预防突发事故，做出了重大贡献。

　　5电机保护器在冶金行业应用非常必要

　　电机保护器这种新型电机保护产品投放中国市场以来，用户普遍反映性能稳定，运行良好，对各种故障类型均进行了准确的报警显示，防止了电机意外烧毁的发生，为用户节约了大量的资金。因此，广泛采用电动机保护器控制器，不但可以提高工艺控制的准确性、科学性，降低事故率，而且对于提高电气控制系统的自动化水平和发展国民经济，也必将起到推动作用。

　　6安科瑞ARD系列智能电动机保护器介绍与综合选型

　　6.1产品简介

　　ARD该系列低压电动机保护器，具有过载、断相、不平衡、欠载、接地/漏电、堵转等保护功能。可与接触器、电动机起动器等电器元件构成电动机控制保护单元，具有远程自动控制、现场直接控制、面板指示、信号报警、现场总线通信等功能。应用范围：可广泛应用于煤矿、石化、冶炼、电力、建筑等行业的配电领域。

　　6.2产品选型

　　产品功能