在现代化生产中, 随着生产过程自动化水平的不断提高, 对电动机的安全运行要求也越来越高。传统的电动机保护装置大多由分离的元器件或是集成电路组成的电子线路, 由于器件和电路的原因, 保护电路的可靠性和灵敏性都存在一些问题。随着科学技术的不断进步和工艺的不断完善, 为满足自动化生产的要求, 需要进一步完善电动机的控制和保护等级, 达到及时、有效、可靠地保护电动机。随着电子技术的飞速发展, 继电保护技术的智能化成为必然趋势。
本文介绍ZDB系列、ZNB系列智能型数显电动机保护器。该保护器运行可靠, 具有保护功能齐全, 测量参数直观, 反应灵敏, 动作及时可靠, 工作稳定可靠、精度高、保护参数设定简单方便和数字化、智能化、网络化等特点, 能够及时检测到电动机运行时的短路、过载、漏电、断相等故障, 并能根据故障的类型在不同给出响应信号, 把故障信号传送到上位机, 便于及时发现和解决问题, 待故障清除后将保护器复位即可进入正常工作状态。
1 智能型电动机综合保护器的特点
该保护器采用先进的微机技术与高性能的集成芯片, 整机功能强大、性能优越。测试精度高, 线性度好, 分辨率高, 整机抗干扰能力强, 保护动作可靠。通过精确地检测电动机在工作中的三相电流并与保护设定值进行比较从而提供比传统热继电器更精确、更可靠、更高级、更完善的保护。采用E2PROM存储技术, 实现参数设定, 掉电后设定参数仍保存下来, 勿须再设定。其具有以下特点。
(1) 具有短路、过载、断相、漏电等电动机基本故障保护功能, 其保护特性稳定、可靠。 (2) 具有过电流反时限延时功能, 因此能根据电动机过电流倍数推算出最佳的动作时间。 (3) 具有启动延时功能, 它和过电流工作等延时的时间分开。 (4) 具有数字电流表显示功能, 能显示实际工作电流。 (5) 报警功能, 当电动机故障报警灯闪烁, 或用保护器的接点外置报警器。 (6) 具有故障记忆功能, 启动后显示故障代码且对应的故障指示灯亮, 一目了然。 (7) 通讯功能, 通过串行数字接口实现信息传送, 可对每台电动机进行参数设定, 启停操作, 便于自动化管理。 (8) 体积小, 安装方便尺寸与热继电器相同。
2 智能型数显电动机保护器作用
该保护器是一种电子式多功能电动机保护装置, 主要采用了三个电流互感器对电动机的工作电流进行实时采集, 并将电流采集信号通过模数转换后与电动机保护器内的设定值进行比对分析。当检测到电动机出现故障时, 保护器内部继电器动作完成保护输出, 及时切断电动机二次控制回路电源保护电器设备, 通过电动机保护器报警状态指示灯进行故障报警提示, 并通过通信端口向上位机发送故障报警信息, 避免电动机在故障状态重复起动, 加剧电动机的损坏。当故障排除后, 通过复位键进行保护器复位, 实现重新启动。保护器上安装的指示灯分别用来作为保护器的工作电源指示和电动机故障指示。它主要适用于冶金、化工、纺织等工业电动机及电力系统, 与普通保护器相比具有设定精度高、节电、动作灵敏、工作可靠等优点。用它替换热继电器及老产品, 有效提高了电动机生产的保护等级, 有明显的经济效益。
3 常见故障原因分析
断相报警:电动机在启动过程或正常工作中, 保护器检测到电动机在缺少某一相电源或某一相没有工作电流所引起的报警。引起断相报警常见原因: (1) 电动机本身的绕组线圈出现断路现象, (2) 电动机电源的一次回路中的空气开关或交流接触器的触点闭合状态不好, (3) 电动机的动力电源线路出现断线或是电源线与电动机接线端的接触不良。
过载报警:由于电动机在启动或运行过程中的工作电流超过了电动机本身的额定工作电流引起的报警, 主要原因有可能是电动机本身的绝缘阻值小于0.5MΩ或是电动机的机械负载部分偏大。
堵转报警:电动机在启动或运行过程中的实际输出转速低于电动机的额定转速输出时的报警。主要原因可能是电动机本身绕组之间的直流电阻值不平衡或是电动机的机械本分故障使得负载过大。
通信故障:当电动机保护器和上位机他们之间通信信号传送不稳定也可能引起故障报警, 而这种报警往往是误报警。主要表现为上位机发出电动机故障报警而电动机保护器并没有发出报警信号, 这通常就是上位机的综合控制系统与电动机保护器之间的通信出现不稳定或是通信中断引起的。
4 案例
有一次处理堵转故障时遇到这样的问题:电动机的机械连接部分检查负载正常, 从配电柜端测量电机直流阻值不平衡, 有一组绕组阻值是其余两组的一倍, 而在电机的电源接线柱端测量电机直阻正常, 怀疑是电源线路绝缘问题, 而测量电缆的绝缘阻值也在正常范围。经仔细检查线路后发现, 电机的动力电源线在进电机接线盒后电源的B相线与电机的星点连接柱有接触 (如图1) , 由于电机工作中的震动使电源线的绝缘磨损, 导致电源B相与电机星点O虚连接 (电机小于1kW接触点不明显) 。实际测量时 (如图2) AB相测量的电阻值其实只是AO间的电阻值, B C相测量的电阻值是CO间的电阻值, AC相是正常值, 造成电动机在工作中处于三相绕组不平衡状态。
5 结语
智能型电动机保护器的应用增强了工业生产中对电动机的集中控制, 有效地保护了电动机, 在启动和运转过程中出现断相、过载、短路、堵转等现象时有很灵敏的保护作用, 能及时、有效、可靠地保护电动机, 提高了设备防护等级, 降低了因为故障发现不及时烧毁电动机的几率, 为生产的安全提供了保障。
摘要：介绍ZDB系列、ZNB系列智能型数显电动机保护器具有过载、断相、堵转、三相不平衡等多种故障自动诊断保护功能, 从而达到对电动机保护智能化。分析引发电动机故障的原因。
关键词：电动机,智能化,保护器
参考文献
[1] 李占平, 王明星, 李建书.智能电动机综合保护器[J].煤炭技术, 2006 (4) .
[2] 张玉红.智能化JDB电动机综合保护器[M].煤矿安全, 2007 (12) .