安科瑞 鮑靜君

　　摘要:電動機燒毀是每一個生產企業都無法回避的現象，怎樣加強電動機保護，使生產工藝系統的穩定，減少企業非正常停機時間。電動機保護成為電氣技術人員一個重關課題。因此，該文從小廟嶺選礦公司機電事故進行分析，通過對公司部分電動機保護研究改造，發現熱繼電器從經濟和安全價值上應該退出大中型電動機保護的序列，希望可以給大家予以借鑒。

　　關鍵詞：電動機保護 熱繼電器 智能控制器

　　一、引言

　　筆者在實際電氣維修過程中發現，龍宇鉬業小廟嶺選礦公司生活水泵房購買的75 kW生活水泵成套柜子采用QB4軟啟動器進行啟動，啟動過程中采用QB4軟啟動器控制保護，啟動后由200/5電流互感器提供電流信號由熱繼電器提供過電流保護。在運行過程中并未出現什么故障。但是在近期一次巡檢過程中，檢修人員發現生活水泵房水泵在運行過程中有一相電流無顯示，通過檢査發現電流互感器有一相擊穿造成短路引起無電流信號。通過此次維修引起我們深思，如果是缺相故障那么熱繼電器是不是同樣提供不了保護，熱繼電器對于互感器引入的電流信號，是否可以滿足熱繼電器對于電動機保護？希望可以通過此次的熱繼電器對大中型電動機保護的研究，對大家得以提示和探討。

　　二、熱繼電器對電動機保護的探討

　　在現代工業生產中，異步電動機作為將電能轉化為機械能的重要設備，成為絕大多數動力機械的基礎。隨著礦山行業不斷集團化，規模化，加之行業本身的特點就是大通量、滿負荷的連續運轉，大功率電動機使用比較多，然而相應的大中型電動機保護成為比較重要的環節，生產對電機設備的可靠性和穩定性要求較高，一旦發生電機事故，就意味著直接損失和間接影響生產的損失。

　　在電機出現過流、欠流、斷相、堵轉、短路、過壓、欠壓、三相不平衡、過熱等等故障的初期，直接的表現就是反映在電流的變化上，我們從電動機額定電流的定義上分析，即電動機在允許溫升下的大電流。電流升高如果沒有及時發現和處理，就會造成線圈過熱引起繞組老化，Q=I²RT,Q熱功率，I電流，R為電動機線圈電阻，T為時間，從上式中可以看到電動機發熱定子線圈阻值升高，熱功率會升高，但是電阻加大引起電流升高，熱功率會隨著電流的平方加大，這也就是為什么電動機堵轉溫升為什么迅速加大的原因。定子繞組絕緣值就像河床堤壩一樣沖擊到一定程度就會引起電動機繞組相間短路或接地或者斷路等故障。所以對于電動機保護重要的就是電動機繞組電流上的變化的控制和實時采集監控。

　　我們通常采用的熱繼電器的主要作用就是保護電動機或其它電氣設備、電氣線路的過載保護，其具有反時限的保護特性。是串聯在電動機主回路上依靠定子繞組電流通過發熱元件(即雙金屬片)時所產生的熱量，使雙金屬片受熱彎曲而推動機構動作通斷輔助觸點的一種電器。以前熱繼電器廠家注重通過改進雙金屬合金動片成份來提高繼電器保護性能，推桿與開關斷電位置之間間距值的設置通過旋鈕簡單設置，現場安裝保護都是電工師傅憑經驗進行設置，應該是沒有一個準確的量化。設備環境溫度的變化對熱繼電器影響還是有一定的影響，相信沒有人會根據環境溫度對熱繼電器進行調整保護定值。因為現代企業電氣設備都是DCS控制，熱繼電器也很難融入現場控制當中，現場操作人員以及主控室基本上無法實時監測電動機運行情況。

　　根據在廠里的調査基本上電動機采用的是ARD智能控制器進行控制保護，高壓電動機采用微機保護測控裝置保護。而單位新近的成套設備的75 kW及以上電動機采用的都是利用電流互感器二次回路串接熱繼電器進行保護，包括250 kW鄂式破碎機電氣保護回路。大中型電動機的維修價格不菲，維修周期長，同樣因為電動機體積重量大，檢修更換時間比較長所引起的停機時間，造成的生產損失更是無法估計。

　　所以感覺對于大中型電動機的保護熱繼電器已無法滿足，應該退出保護序列。我們査看現在市面上的智能電機保護控制器，國產智能保護器結合了現代科技的計算機技術，控制技術，通訊技術及顯示技術，集成了電動機的多種起動控制方案，監視電動機的啟動運行以及故障異常時電動機的電參數。通過對電動機電流實時采集，進行模擬量與數字量轉換，充分利用微處理器的數字量快速處理能力，結合具體的電動機額定參數和用戶整定的時間以及限值參數對電動機是否異常和故障類別進行正確判斷和區別處理確保電動機的安全運行，可通過中文液晶顯示，發光指示，4~20ma信號輸出，RS485通訊等多種形式告知用戶。控制室操作人員可在后臺微機上，現場操作人員在工作現場完成所有保護器的各種保護數據的監測。同時，在線監測電機的運行負載和供電電源的質量，為及早發現機械設備過載和接地故障等，創造了條件。為保證工藝系統的安全生產、減少事故停車，提供了可靠依據。

　　三、安科瑞ARD3電動機保護器

　　3.1、ARD3電動機保護器的介紹

　　ARD3智能型電動機保護器（以下簡稱ARD3），適用于額定電壓至AC690V、額定電流至AC800A、額定頻率為50/60Hz的電動機。產品體積小，結構緊湊，安裝方便，在低壓控制終端柜和1/4模數及以上各種抽屜柜中可直接安裝使用，提高了控制回路的可靠性和自動化水平。

　　ARD3采用模塊化的產品結構形式，包括主體控制模塊、互感器模塊和顯示模塊，并可根據需要選配ARD3的其他功能模塊或附件，與接觸器、電動機起動器等電器元件構成電動機控制保護單元，有遠程自動控制、現場直接控制、面板指示、信號報警、現場總線通信等功能。適用于煤礦、石化、冶煉、電力、船舶、以及民用建筑等領域。詳見圖1-圖2。

圖1智能電動機保護器動作示意圖

圖2過載特性曲線圖

　　安科瑞ARD3系列電動機保護器的功能如下：

　　（1）輔助電源支持AC85V～265V/DC110V～350或AC380V±10%(需另配380V電源模塊)。

　　（2）測量功能分為基本測量(電流參數)和增選測量(電壓、功率、相序、剩余電流(漏電流))。

　　（3）具有起動超時、過載、堵轉、阻塞、欠載、斷相、不平衡、剩余電流(接地/漏電)、溫度、外部故障、相序、

　　（4）過壓、欠壓、欠功率、過功率、tE時間等電動機綜合保護功能。

　　（5）9路DI無源干節點輸入，信號電源采用內置DC24V電源。

　　（6）5路DO輸出，滿足直接起動，星—三角起動，自耦變壓器起動，軟起動等多種起動方式，通過通訊總線可實現。

　　（7）遠程主站對電動機進行實時遙控“起/停”操作。

　　（8）抗晃電確保電動機運行不間斷，重起動功能在短時欠壓、失壓時用于電動機分批重起。

　　（9）具有標準的RS-485通訊接口，采用Modbus_RTU、Profibus_DP通訊協議，保證了上位機通訊的快速可靠。

　　（10）具有DC4-20mA模擬量輸出接口，直接與DCS系統相接，可實現對現場設備的監控。

　　（11）具有系統時鐘和20次故障記錄功能，系統時鐘記錄當前時間(日、時、分、秒)，故障記錄功能記錄故障原因。

　　（12）顯示部分采用全中文液晶顯示。

　　3.2、電動機保護器的選型

說明：“√”表示具備“■”表示可選

　　四、結束語

　　對于電動機保護隨著科技的發展不斷地完善，以前我們對于大型高壓電動機的保護都是采用的微機保護測控裝置，因為高壓電機維護價格高，所以保護器也舍得用高價格的設備，保護比較完善。隨著我國科學技術的日新月異,，電子產品價格都在降低。反觀現在變頻器接觸器化的概念提出，數字智能型控制器也將隨著科技的發展價格逐漸降低。電動機保護器以其優良的保護特性，友好的通訊界面，靈活的接線方式將逐步取代熔斷器和熱繼電器保護。