宋兵兵
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘 要：：針對電動機智能保護器在各行業(yè)生產中的應用情況進行分析。
關鍵詞：電動機；智能保護器；熱繼電器；故障
0 引言
電動機作為拖動系統(tǒng)中的重要組成部分在國民經濟中占有舉足輕重的地位，它的使用幾乎滲透到了各行各業(yè)，是工業(yè)、農業(yè)和國防建設及人民生活正常進行的重要保證，因而確保電動機的正常運行就顯得十分重要，而在使用中造成電機燒毀甚至引發(fā)重大安全事故的事件屢見不鮮，據(jù)不完全統(tǒng)計全國每年僅因電動機燒毀所消耗的電量就達數(shù)千萬度，電動機燒毀的數(shù)量達 20 萬臺次以上，容量約 0.4 億千瓦，因維修所耗的電磁線約 5000 萬公斤，修理費達 20 億元，而因停工停產所造成的損失更是一個無法估量的巨大數(shù)目。因此做好電動機的保護具有節(jié)能顯著、提高生產效率和經濟效益及保證安全生產的重要意義。
以往大多采用熱繼電器作為電動機的保護元件，它的工作原理是采用雙金屬片是由不同膨脹系數(shù)的兩片金屬鉚合而成，當電流通過時它將產生熱量，并向膨脹系數(shù)小的一邊彎曲，電流的大小和彎曲的程度成正比，當電動機過載時，熱元件中流過電流增大，產生熱量增加，經過一定時間，雙金屬片推東導板使動觸點斷開，切斷電動機控制回路，切斷電動機電源，使電動機得到保護，熱繼電器存在致命的缺陷，包括整定粗糙、受環(huán)境影響大、重復性差、誤差大及功能單一等，已無法滿足越來越高的要求，電動機智能保護器的出現(xiàn)大大改觀了熱繼電器留下的種種弊端，從而在今后的各行業(yè)生產中取代熱繼電器。
目前我國在各行業(yè)對電動機智能保護器的生產及制作還沒有確切的標準，各廠家及品牌也各不相同，但我國現(xiàn)如今各行業(yè)中電動機智能保護器的應用大多采用數(shù)字電子式電動機保護器，這類電動機智能保護器主要以單片機作為控制器，可實現(xiàn)電機的智能化綜合保護，一般可實現(xiàn)對電動機運行中出現(xiàn)的啟動超時、欠壓、過壓、欠載、過載、短路、堵轉 / 阻塞、斷相、不平衡、剩余電流（接地 / 漏電）等故障進行保護，有的還具有遠程通訊功能，可在 PC機上實現(xiàn)對多達 256 臺聯(lián)網的電機實現(xiàn)在線綜合監(jiān)視與控制，在采樣和整定精度方面有質的飛躍，可對采樣信號進行軟件非線性校正，并可實現(xiàn)真有效值計算，從而大大地降低了被測信號波形畸變的影響，真正實現(xiàn)了高精度采樣，在整定方面采用數(shù)字設定，通過鍵盤由用戶自行現(xiàn)場設定，不存在誤差，還可為過載保護設置多條更科學的反時限曲線。
電動機智能保護器工作原理主要由圖 1 的幾個單元組成。
電動機作為拖動系統(tǒng)中的重要組成部分在國民經濟中占有舉足輕重的地位，它的使用幾乎滲透到了各行各業(yè)，是工業(yè)、農業(yè)和國防建設及人民生活正常進行的重要保證，因而確保電動機的正常運行就顯得十分重要，而在使用中造成電機燒毀甚至引發(fā)重大安全事故的事件屢見不鮮，據(jù)不完全統(tǒng)計全國每年僅因電動機燒毀所消耗的電量就達數(shù)千萬度，電動機燒毀的數(shù)量達 20 萬臺次以上，容量約 0.4 億千瓦，因維修所耗的電磁線約 5000 萬公斤，修理費達 20 億元，而因停工停產所造成的損失更是一個無法估量的巨大數(shù)目。因此做好電動機的保護具有節(jié)能顯著、提高生產效率和經濟效益及保證安全生產的重要意義。
以往大多采用熱繼電器作為電動機的保護元件，它的工作原理是采用雙金屬片是由不同膨脹系數(shù)的兩片金屬鉚合而成，當電流通過時它將產生熱量，并向膨脹系數(shù)小的一邊彎曲，電流的大小和彎曲的程度成正比，當電動機過載時，熱元件中流過電流增大，產生熱量增加，經過一定時間，雙金屬片推東導板使動觸點斷開，切斷電動機控制回路，切斷電動機電源，使電動機得到保護，熱繼電器存在致命的缺陷，包括整定粗糙、受環(huán)境影響大、重復性差、誤差大及功能單一等，已無法滿足越來越高的要求，電動機智能保護器的出現(xiàn)大大改觀了熱繼電器留下的種種弊端，從而在今后的各行業(yè)生產中取代熱繼電器。
目前我國在各行業(yè)對電動機智能保護器的生產及制作還沒有確切的標準，各廠家及品牌也各不相同，但我國現(xiàn)如今各行業(yè)中電動機智能保護器的應用大多采用數(shù)字電子式電動機保護器，這類電動機智能保護器主要以單片機作為控制器，可實現(xiàn)電機的智能化綜合保護，一般可實現(xiàn)對電動機運行中出現(xiàn)的啟動超時、欠壓、過壓、欠載、過載、短路、堵轉 / 阻塞、斷相、不平衡、剩余電流（接地 / 漏電）等故障進行保護，有的還具有遠程通訊功能，可在 PC機上實現(xiàn)對多達 256 臺聯(lián)網的電機實現(xiàn)在線綜合監(jiān)視與控制，在采樣和整定精度方面有質的飛躍，可對采樣信號進行軟件非線性校正，并可實現(xiàn)真有效值計算，從而大大地降低了被測信號波形畸變的影響，真正實現(xiàn)了高精度采樣，在整定方面采用數(shù)字設定，通過鍵盤由用戶自行現(xiàn)場設定，不存在誤差，還可為過載保護設置多條更科學的反時限曲線。
電動機智能保護器工作原理主要由圖 1 的幾個單元組成。
信號處理單元采用整流放大濾波電路，該電路能將采樣得到的交流信號整流成直流信號，由 CPU片內 AD進行轉換計算。中央處理單元采用高性能單片機，CPU對采樣信號進行處理計算，根據(jù)測量得到的電流、電壓值與預先設定的各種保護數(shù)值進行對比，由此來判斷電動機的運行狀態(tài)是否正常，是否需要進行保護。人機界面采用 LED顯示和按鍵輸入，用戶可根據(jù)實際需要進行設置。在編程狀態(tài)下顯示菜單及參數(shù)通訊接口模塊一般采用通用的 RS- 485、Modbus RTU 通訊規(guī)約，能實現(xiàn)遙測、遙控、遙信等功能。控制模塊主要由開關量輸入、輸出組成，開關量輸入用于監(jiān)測外部開關狀態(tài)，也可根據(jù)客戶要求用于電動機的起動、停止控制；開關量輸出主要用于輸出報警信號、脫扣信號和遠程起動信號。
電動機智能保護器對電動機運行中遇到的各種類型的故障進行準確的報警顯示和脫扣動作，能有效的防止電機意外燒毀的發(fā)生，是熱繼電器的理想替代產品。同時電動機智能保護器的使用也會為各行業(yè)帶來重大的經濟意義，例如：有一臺 75kw電動機，若燒壞后修理費為 3000 元，配置一臺使用可靠系數(shù)為 98%，售價為 600元電動機保護器，它使電機免遭燒毀而產生的直接經濟效益 Qz為：Qz= 電動機修理費×保護器可靠系數(shù)－保護器購買費 =3000×98%－600=2340（元）。直接節(jié)省比例：ρ=2340/3000×100%=78% ，計算結果：用戶購買電動機保護器的結果，能夠節(jié)省了 2340 元，節(jié)省比例為 78 %。
因此，廣泛采用電動機智能保護器，不但可以有效的防止了電機意外燒毀的發(fā)生，為用戶節(jié)約了大量的資金，同時可以提高工藝控制的準確性、科學性，降低事故率，而且對于提高電氣控制系統(tǒng)的自動化水平和發(fā)展國民經濟，也能起到積極的推動作用。
電動機智能保護器對電動機運行中遇到的各種類型的故障進行準確的報警顯示和脫扣動作，能有效的防止電機意外燒毀的發(fā)生，是熱繼電器的理想替代產品。同時電動機智能保護器的使用也會為各行業(yè)帶來重大的經濟意義，例如：有一臺 75kw電動機，若燒壞后修理費為 3000 元，配置一臺使用可靠系數(shù)為 98%，售價為 600元電動機保護器，它使電機免遭燒毀而產生的直接經濟效益 Qz為：Qz= 電動機修理費×保護器可靠系數(shù)－保護器購買費 =3000×98%－600=2340（元）。直接節(jié)省比例：ρ=2340/3000×100%=78% ，計算結果：用戶購買電動機保護器的結果，能夠節(jié)省了 2340 元，節(jié)省比例為 78 %。
因此，廣泛采用電動機智能保護器，不但可以有效的防止了電機意外燒毀的發(fā)生，為用戶節(jié)約了大量的資金，同時可以提高工藝控制的準確性、科學性，降低事故率，而且對于提高電氣控制系統(tǒng)的自動化水平和發(fā)展國民經濟，也能起到積極的推動作用。
1 安科瑞智能電動機保護器介紹
1.1產品介紹
智能電動機保護器(以下簡稱保護器)，采用單片機技術，具有抗干擾能力強、工作穩(wěn)定可靠、數(shù)字化、智能化、網絡化等特點。保護器能對電動機運行過程中出現(xiàn)的過載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉、阻塞、外部故障等多種情況進行保護，并設有SOE故障事件記錄功能，方便現(xiàn)場維護人員查找故障原因。適用于煤礦、石化、冶煉、電力、以及民用建筑等領域。本保護器具有RS485遠程通訊接口，DC4-20mA模擬量輸出，方便與PLC、PC等控制機組成網絡系統(tǒng)。實現(xiàn)電動機運行的遠程監(jiān)控。
1.2技術參數(shù)
1.2.1數(shù)字式電動機保護器
1.1產品介紹
智能電動機保護器(以下簡稱保護器)，采用單片機技術，具有抗干擾能力強、工作穩(wěn)定可靠、數(shù)字化、智能化、網絡化等特點。保護器能對電動機運行過程中出現(xiàn)的過載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉、阻塞、外部故障等多種情況進行保護，并設有SOE故障事件記錄功能，方便現(xiàn)場維護人員查找故障原因。適用于煤礦、石化、冶煉、電力、以及民用建筑等領域。本保護器具有RS485遠程通訊接口，DC4-20mA模擬量輸出，方便與PLC、PC等控制機組成網絡系統(tǒng)。實現(xiàn)電動機運行的遠程監(jiān)控。
1.2技術參數(shù)
1.2.1數(shù)字式電動機保護器
參考文獻
[1]李登富．電動機智能保護器在各行業(yè)生產中的應用及優(yōu)勢
[2] 安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊.2020.06版
[1]李登富．電動機智能保護器在各行業(yè)生產中的應用及優(yōu)勢
[2] 安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊.2020.06版
作者簡介：
宋兵兵，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為絕緣監(jiān)測及剩余電流監(jiān)測， QQ：3007723194 手機：13482141563（微信同號）