一文讀懂智能電動機保護器在冶金行業的合理選型
2023-05-05 16:49·安科瑞戴雅麗
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1 智能電動機保護器構成和功能

1 智能電動機保護器的構成

智能電動機保護器主要由兩個部分組成，一個主體模塊，一個顯示模塊。其中，主要包括電源模塊，數字信號處理模塊，開關量輸入輸出模塊，模擬量采集模塊，通訊模塊等；顯示模塊主要對操作參數進行顯示，并對其進行保護設定。當主機與顯示器組合成一個整體時，被稱為一個整體的智能馬達保護裝置；如果單獨使用，又叫分體智能電機保護裝置。部分智能電動機保護器的測量模塊也獨立于本體之外。

2智能電動機保護器的功能

智能電動機保護器是利用微處理器對電機回路的電流、電壓信號進行采集、處理，并依據遙控指令或就地控制指令來決定電機的啟動或停止。盡管不同品牌的產品名稱、型號存在差異，但是它們的核心功能基本上都是相同的，具體如下：

1)保護功能。包括過載、斷相、堵轉、啟動超時、單相接地、短路、外部故障、欠電流、欠電壓、過電壓保護和溫度保護等。

2)測量功能。可測量相電流、相電壓、線電壓、零序電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率和相位角等。

3)計量功能。可計量有功電度和無功電度。

4)控制功能。具有多路數字量輸出口，可實現電動機的直接起動、雙向動、雙速啟動和星三角降壓啟動等。

5)管理功能。包括電動機累計運行時間記錄，電動機累計起動次數和起動時間記錄、故障動作記錄和電動機起動報告。

6)信息采集功能。具備多路數字量輸入接口和模擬量輸入接口，可采集電動機相關的各種電氣狀態數字信號(斷路器狀態、接觸器狀態以及控制命令)和電動機繞組測溫模擬信號。

7)通信功能。可配備多種通信接口，如Modbus、Profibus-DP、DeviceNet和Ethnet-IP等，可實現遠程的起、停控制和狀態量的反饋。

2 智能電動機保護器的合理選型

在選擇智能電動機保護裝置時，應考慮其安裝地點的自然環境、電磁環境及測量與控制的需要。

1)安裝位置的環境條件主要是指溫度，腐蝕程度，震動程度，風沙，海拔高度，電磁污染。與熱繼電器的區別在于，智能馬達保護器是一種電子元件，它對工作環境的要求比較苛刻，在這一點上要格外注意。

2)控制電壓。根據系統的控制電壓選擇適配的智能電動機保護器，部分廠家的電動機保護器僅提供24VDC的電源輸入接口。

3)測控保護需求。應依據電機的種類、特性、功率大小及重要性，來確定其所需的檢測與保護。

4)控制需求。以工藝的操作需求為基礎，確定控制需求，選擇手動、自動、就地控制或遠程控制等控制模式，以及所需要的控制功能和控制點數，然后確定輸入、輸出端子的數量和功能是否滿足要求。

3 智能電動機保護器的應用實例

在有色冶煉中，根據工藝需求和客戶需求，智能電動機保護器的主要應用模式有保護模式、端子控制模式、全通信模式和半通信模式。

1保護模式

在保護模式下，智能電動機保護器只利用其自身的保護功能和測量功能，并不參與外部控制，與原來熱繼電器的作用相同。

2端子控制模式

在端子控制方式下，智能電動機保護器通過自身的開關量輸入端子采集外部控制命令，進而對其開關量輸出電動機的起、停或正反轉等進行控制，具體接線如圖2所示。

這種模式下，智能馬達保護器同時具有保護與控制兩種功能，與上述保護方式相比，優點是能夠將智能馬達保護器的控制功能發揮到最大，但是與保護方式相同，其遠端 DCS的控制線依然是硬線。

3全通信模式

在完全通訊方式下，在現場控制過程中，智能電機保護裝置僅起到保護的作用，并不直接參與到控制過程中，與保護方式相同；遠程 DCS利用通訊線對智能保護裝置進行控制，輸出電機的起停或正向、反向指令。該方式具有兩大優點：一是確保了現場監控的獨立性，最大限度地避免了因通訊監控而引起的危險，從而提高了系統的安全性；二是極大地降低了線纜的用量，降低了布線的工作量。

4半通信模式

半導通方式是一種中間狀態，它在保護方式與通達方式之間的一種中間狀態。其應用背景是：客戶對智能電動機保護器缺乏信心，擔心因通信不可靠造成電機的起、停不受控制，進而影響生產或造成安全事故，所以遠程的控制信號仍以硬線方式傳輸。但這也為以后切換到完全通訊模式留下了一個界面，便于以后的升級。

4 ARD系列電動機保護器產品選型介紹

ARD智能電動機保護器適用于額定電壓至660V的低壓電動機回路，集保護、測量、控制、通訊、運維于一體。其完善的保護功能確保電動機安全運行，帶有邏輯可編程功能，可以滿足多種控制方式。該產品采用分體式結構，由主體、顯示單元、互感器組成，可適應各種柜體的安裝。可選配不同通訊模塊適應現場通訊需求。

1功能特點

■支持基波和全波電力參數測量（U、I、P、Q、S、PF、F、EP、EQ），電流及電流不平衡度、電流正序、負序、零序分量、電壓、三相電壓相角、剩余電流。

■保護功能包括過載反時限、過載定時限、接地、起動超時、漏電、欠載、斷相、堵轉、阻塞、短路、溢出、不平衡(電流、電壓)、過功率、欠功率、過壓、欠壓、相序、溫度、tE時間、外部故障、起動次數限制、運行時間報警、故障次數報警。

■9路可編程DI輸入，默認采用內置DC24V電源，也可選擇外部有源濕接點。

■5路可編程DO輸出，滿足直接起動，星—三角起動，自耦變壓器起動，等多種起動方式，可通過通訊總線實現主站對電動機的遙控“起/停”。

■可選抗晃電功能：支持晃電立即再啟動、失壓重起動。

■可選配MODBUS_RTU通訊、PROFIBUSDP通訊，支持最多2路通訊接口。

■可選配1路DC4-20mA模擬量輸出接口，與DCS系統相接，可實現對現場設備的監控。

■具有故障記錄、起動記錄、停車記錄、DI變位記錄和再起動記錄等各類事件記錄。

■顯示界面液晶顯示，支持中/英文切換。

2、產品選型

智能電動機保護器替代傳統熱繼電器是大勢所趨，將智能電機保護裝置以總線通訊的形式組成網絡，以遠程檢測、遠程控制為目的，是智能配電網、智能化廠房的重要發展方向。要想讓智能馬達保護器更好地使用與推廣，就必須要讓工程設計人員與設備制造商緊密合作，并針對存在的問題，給出更好的解決方法

審核編輯 黃宇