摘要:電動(dòng)機(jī)燒毀是每一個(gè)生產(chǎn)企業(yè)都無法回避的現(xiàn)象，怎樣加強(qiáng)電動(dòng)機(jī)保護(hù)，使生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的穩(wěn)定，減少企業(yè)非正常停機(jī)時(shí)間。電動(dòng)機(jī)保護(hù)成為電氣技術(shù)人員一個(gè)重關(guān)課題。因此，該文從小廟嶺選礦公司機(jī)電事故進(jìn)行分析，通過對(duì)公司部分電動(dòng)機(jī)保護(hù)研究改造，發(fā)現(xiàn)熱繼電器從經(jīng)濟(jì)和安全價(jià)值上應(yīng)該退出大中型電動(dòng)機(jī)保護(hù)的序列，希望可以給大家予以借鑒。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)保護(hù) 熱繼電器 智能控制器

一、引言

筆者在實(shí)際電氣維修過程中發(fā)現(xiàn)，龍宇鉬業(yè)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(dòng)器進(jìn)行啟動(dòng)，啟動(dòng)過程中采用QB4軟啟動(dòng)器控制保護(hù)，啟動(dòng)后由200/5電流互感器提供電流信號(hào)由熱繼電器提供過電流保護(hù)。在運(yùn)行過程中并未出現(xiàn)什么故障。但是在近期一次巡檢過程中，檢修人員發(fā)現(xiàn)生活水泵房水泵在運(yùn)行過程中有一相電流無顯示，通過檢査發(fā)現(xiàn)電流互感器有一相擊穿造成短路引起無電流信號(hào)。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(hù)，熱繼電器對(duì)于互感器引入的電流信號(hào)，是否可以滿足熱繼電器對(duì)于電動(dòng)機(jī)保護(hù)？希望可以通過此次的熱繼電器對(duì)大中型電動(dòng)機(jī)保護(hù)的研究，對(duì)大家得以提示和探討。

二、熱繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)保護(hù)的探討

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，異步電動(dòng)機(jī)作為將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的重要設(shè)備，成為絕大多數(shù)動(dòng)力機(jī)械的基礎(chǔ)。隨著礦山行業(yè)不斷集團(tuán)化，規(guī)?；?，加之行業(yè)本身的特點(diǎn)就是大通量、滿負(fù)荷的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，大功率電動(dòng)機(jī)使用比較多，然而相應(yīng)的大中型電動(dòng)機(jī)保護(hù)成為比較重要的環(huán)節(jié)，生產(chǎn)對(duì)電機(jī)設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性要求較高，一旦發(fā)生電機(jī)事故，就意味著直接損失和間接影響生產(chǎn)的損失。

在電機(jī)出現(xiàn)過流、欠流、斷相、堵轉(zhuǎn)、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(xiàn)就是反映在電流的變化上，我們從電動(dòng)機(jī)額定電流的定義上分析，即電動(dòng)機(jī)在允許溫升下的大電流。電流升高如果沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，就會(huì)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(dòng)機(jī)線圈電阻，T為時(shí)間，從上式中可以看到電動(dòng)機(jī)發(fā)熱定子線圈阻值升高，熱功率會(huì)升高，但是電阻加大引起電流升高，熱功率會(huì)隨著電流的平方加大，這也就是為什么電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)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(huì)引起電動(dòng)機(jī)繞組相間短路或接地或者斷路等故障。所以對(duì)于電動(dòng)機(jī)保護(hù)重要的就是電動(dòng)機(jī)繞組電流上的變化的控制和實(shí)時(shí)采集監(jiān)控。

我們通常采用的熱繼電器的主要作用就是保護(hù)電動(dòng)機(jī)或其它電氣設(shè)備、電氣線路的過載保護(hù)，其具有反時(shí)限的保護(hù)特性。是串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)主回路上依靠定子繞組電流通過發(fā)熱元件(即雙金屬片)時(shí)所產(chǎn)生的熱量，使雙金屬片受熱彎曲而推動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作通斷輔助觸點(diǎn)的一種電器。以前熱繼電器廠家注重通過改進(jìn)雙金屬合金動(dòng)片成份來提高繼電器保護(hù)性能，推桿與開關(guān)斷電位置之間間距值的設(shè)置通過旋鈕簡(jiǎn)單設(shè)置，現(xiàn)場(chǎng)安裝保護(hù)都是電工師傅憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)置，應(yīng)該是沒有一個(gè)準(zhǔn)確的量化。設(shè)備環(huán)境溫度的變化對(duì)熱繼電器影響還是有一定的影響，相信沒有人會(huì)根據(jù)環(huán)境溫度對(duì)熱繼電器進(jìn)行調(diào)整保護(hù)定值。因?yàn)楝F(xiàn)代企業(yè)電氣設(shè)備都是DCS控制，熱繼電器也很難融入現(xiàn)場(chǎng)控制當(dāng)中，現(xiàn)場(chǎng)操作人員以及主控室基本上無法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行情況。

根據(jù)在廠里的調(diào)査基本上電動(dòng)機(jī)采用的是ARD智能控制器進(jìn)行控制保護(hù)，高壓電動(dòng)機(jī)采用微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置保護(hù)。而單位新近的成套設(shè)備的75 kW及以上電動(dòng)機(jī)采用的都是利用電流互感器二次回路串接熱繼電器進(jìn)行保護(hù)，包括250 kW鄂式破碎機(jī)電氣保護(hù)回路。大中型電動(dòng)機(jī)的維修價(jià)格不菲，維修周期長，同樣因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)體積重量大，檢修更換時(shí)間比較長所引起的停機(jī)時(shí)間，造成的生產(chǎn)損失更是無法估計(jì)。

所以感覺對(duì)于大中型電動(dòng)機(jī)的保護(hù)熱繼電器已無法滿足，應(yīng)該退出保護(hù)序列。我們査看現(xiàn)在市面上的智能電機(jī)保護(hù)控制器，國產(chǎn)智能保護(hù)器結(jié)合了現(xiàn)代科技的計(jì)算機(jī)技術(shù)，控制技術(shù)，通訊技術(shù)及顯示技術(shù)，集成了電動(dòng)機(jī)的多種起動(dòng)控制方案，監(jiān)視電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)運(yùn)行以及故障異常時(shí)電動(dòng)機(jī)的電參數(shù)。通過對(duì)電動(dòng)機(jī)電流實(shí)時(shí)采集，進(jìn)行模擬量與數(shù)字量轉(zhuǎn)換，充分利用微處理器的數(shù)字量快速處理能力，結(jié)合具體的電動(dòng)機(jī)額定參數(shù)和用戶整定的時(shí)間以及限值參數(shù)對(duì)電動(dòng)機(jī)是否異常和故障類別進(jìn)行正確判斷和區(qū)別處理確保電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行，可通過中文液晶顯示，發(fā)光指示，4~20ma信號(hào)輸出，RS485通訊等多種形式告知用戶?？刂剖也僮魅藛T可在后臺(tái)微機(jī)上，現(xiàn)場(chǎng)操作人員在工作現(xiàn)場(chǎng)完成所有保護(hù)器的各種保護(hù)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)。同時(shí)，在線監(jiān)測(cè)電機(jī)的運(yùn)行負(fù)載和供電電源的質(zhì)量，為及早發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備過載和接地故障等，創(chuàng)造了條件。為保證工藝系統(tǒng)的安全生產(chǎn)、減少事故停車，提供了可靠依據(jù)。

三、安科瑞ARD3電動(dòng)機(jī)保護(hù)器

3.1、ARD3電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的介紹

ARD3智能型電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（以下簡(jiǎn)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(dòng)機(jī)。產(chǎn)品體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，在低壓控制終端柜和1/4模數(shù)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(dòng)化水平。

ARD3采用模塊化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式，包括主體控制模塊、互感器模塊和顯示模塊，并可根據(jù)需要選配ARD3的其他功能模塊或附件，與接觸器、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，有遠(yuǎn)程自動(dòng)控制、現(xiàn)場(chǎng)直接控制、面板指示、信號(hào)報(bào)警、現(xiàn)場(chǎng)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(lǐng)域。詳見圖1-圖2。

圖1智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器動(dòng)作示意圖

圖2過載特性曲線圖

安科瑞ARD3系列電動(dòng)機(jī)保護(hù)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(cè)量功能分為基本測(cè)量(電流參數(shù))和增選測(cè)量(電壓、功率、相序、剩余電流(漏電流))。

（3）具有起動(dòng)超時(shí)、過載、堵轉(zhuǎn)、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(shí)間等電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)功能。

（5）9路DI無源干節(jié)點(diǎn)輸入，信號(hào)電源采用內(nèi)置DC24V電源。

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

1. 遠(yuǎn)程主站對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)遙控“起/停”操作。
2. 抗晃電確保電動(dòng)機(jī)運(yùn)行不間斷，重起動(dòng)功能在短時(shí)欠壓、失壓時(shí)用于電動(dòng)機(jī)分批重起。
3. 具有標(biāo)準(zhǔn)的RS-485通訊接口，采用Modbus_RTU、Profibus_DP通訊協(xié)議，保證了上位機(jī)通訊的快速可靠。
4. 具有DC4-20mA模擬量輸出接口，直接與DCS系統(tǒng)相接，可實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的監(jiān)控。
5. 具有系統(tǒng)時(shí)鐘和20次故障記錄功能，系統(tǒng)時(shí)鐘記錄當(dāng)前時(shí)間(日、時(shí)、分、秒)，故障記錄功能記錄故障原因。
6. 顯示部分采用全中文液晶顯示。

3.2、電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的選型

說明：“√”表示具備“■”表示可選

四、結(jié)束語 

對(duì)于電動(dòng)機(jī)保護(hù)隨著科技的發(fā)展不斷地完善，以前我們對(duì)于大型高壓電動(dòng)機(jī)的保護(hù)都是采用的微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置，因?yàn)楦邏弘姍C(jī)維護(hù)價(jià)格高，所以保護(hù)器也舍得用高價(jià)格的設(shè)備，保護(hù)比較完善。隨著我國科學(xué)技術(shù)的日新月異,，電子產(chǎn)品價(jià)格都在降低。反觀現(xiàn)在變頻器接觸器化的概念提出，數(shù)字智能型控制器也將隨著科技的發(fā)展價(jià)格逐漸降低。電動(dòng)機(jī)保護(hù)器以其優(yōu)良的保護(hù)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(hù)。

參考文獻(xiàn)

【1】王志勝.熱繼電器退出大中型電動(dòng)機(jī)保護(hù)序列的探討與研究

【2】陳德桂.智能電網(wǎng)與低壓電器智能化的發(fā)展[J].低壓電器，2010（5）：1-6,48.【3】安科瑞工業(yè)用0.4KV測(cè)控類保護(hù)產(chǎn)品選型手冊(cè)2018.7

【4】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用手冊(cè).2019.11版