智能电动机保护器在冶金行业的合理选型

一文读懂智能电动机保护器在冶金行业的合理选型
2023-05-05 16:49·安科瑞戴雅丽
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1 智能电动机保护器构成和功能

1 智能电动机保护器的构成

智能电动机保护器主要由两个部分组成，一个主体模块，一个显示模块。其中，主要包括电源模块，数字信号处理模块，开关量输入输出模块，模拟量采集模块，通讯模块等；显示模块主要对操作参数进行显示，并对其进行保护设定。当主机与显示器组合成一个整体时，被称为一个整体的智能马达保护装置；如果单独使用，又叫分体智能电机保护装置。部分智能电动机保护器的测量模块也独立于本体之外。

2智能电动机保护器的功能

智能电动机保护器是利用微处理器对电机回路的电流、电压信号进行采集、处理，并依据遥控指令或就地控制指令来决定电机的启动或停止。尽管不同品牌的产品名称、型号存在差异，但是它们的核心功能基本上都是相同的，具体如下：

1)保护功能。包括过载、断相、堵转、启动超时、单相接地、短路、外部故障、欠电流、欠电压、过电压保护和温度保护等。

2)测量功能。可测量相电流、相电压、线电压、零序电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率和相位角等。

3)计量功能。可计量有功电度和无功电度。

4)控制功能。具有多路数字量输出口，可实现电动机的直接起动、双向动、双速启动和星三角降压启动等。

5)管理功能。包括电动机累计运行时间记录，电动机累计起动次数和起动时间记录、故障动作记录和电动机起动报告。

6)信息采集功能。具备多路数字量输入接口和模拟量输入接口，可采集电动机相关的各种电气状态数字信号(断路器状态、接触器状态以及控制命令)和电动机绕组测温模拟信号。

7)通信功能。可配备多种通信接口，如Modbus、Profibus-DP、DeviceNet和Ethnet-IP等，可实现远程的起、停控制和状态量的反馈。

2 智能电动机保护器的合理选型

在选择智能电动机保护装置时，应考虑其安装地点的自然环境、电磁环境及测量与控制的需要。

1)安装位置的环境条件主要是指温度，腐蚀程度，震动程度，风沙，海拔高度，电磁污染。与热继电器的区别在于，智能马达保护器是一种电子元件，它对工作环境的要求比较苛刻，在这一点上要格外注意。

2)控制电压。根据系统的控制电压选择适配的智能电动机保护器，部分厂家的电动机保护器仅提供24VDC的电源输入接口。

3)测控保护需求。应依据电机的种类、特性、功率大小及重要性，来确定其所需的检测与保护。

4)控制需求。以工艺的操作需求为基础，确定控制需求，选择手动、自动、就地控制或远程控制等控制模式，以及所需要的控制功能和控制点数，然后确定输入、输出端子的数量和功能是否满足要求。

3 智能电动机保护器的应用实例

在有色冶炼中，根据工艺需求和客户需求，智能电动机保护器的主要应用模式有保护模式、端子控制模式、全通信模式和半通信模式。

1保护模式

在保护模式下，智能电动机保护器只利用其自身的保护功能和测量功能，并不参与外部控制，与原来热继电器的作用相同。

2端子控制模式

在端子控制方式下，智能电动机保护器通过自身的开关量输入端子采集外部控制命令，进而对其开关量输出电动机的起、停或正反转等进行控制，具体接线如图2所示。

这种模式下，智能马达保护器同时具有保护与控制两种功能，与上述保护方式相比，优点是能够将智能马达保护器的控制功能发挥到最大，但是与保护方式相同，其远端 DCS的控制线依然是硬线。

3全通信模式

在完全通讯方式下，在现场控制过程中，智能电机保护装置仅起到保护的作用，并不直接参与到控制过程中，与保护方式相同；远程 DCS利用通讯线对智能保护装置进行控制，输出电机的起停或正向、反向指令。该方式具有两大优点：一是确保了现场监控的独立性，最大限度地避免了因通讯监控而引起的危险，从而提高了系统的安全性；二是极大地降低了线缆的用量，降低了布线的工作量。

4半通信模式

半导通方式是一种中间状态，它在保护方式与通达方式之间的一种中间状态。其应用背景是：客户对智能电动机保护器缺乏信心，担心因通信不可靠造成电机的起、停不受控制，进而影响生产或造成安全事故，所以远程的控制信号仍以硬线方式传输。但这也为以后切换到完全通讯模式留下了一个界面，便于以后的升级。

4 ARD系列电动机保护器产品选型介绍

ARD智能电动机保护器适用于额定电压至660V的低压电动机回路，集保护、测量、控制、通讯、运维于一体。其完善的保护功能确保电动机安全运行，带有逻辑可编程功能，可以满足多种控制方式。该产品采用分体式结构，由主体、显示单元、互感器组成，可适应各种柜体的安装。可选配不同通讯模块适应现场通讯需求。

1功能特点

■支持基波和全波电力参数测量（U、I、P、Q、S、PF、F、EP、EQ），电流及电流不平衡度、电流正序、负序、零序分量、电压、三相电压相角、剩余电流。

■保护功能包括过载反时限、过载定时限、接地、起动超时、漏电、欠载、断相、堵转、阻塞、短路、溢出、不平衡(电流、电压)、过功率、欠功率、过压、欠压、相序、温度、tE时间、外部故障、起动次数限制、运行时间报警、故障次数报警。

■9路可编程DI输入，默认采用内置DC24V电源，也可选择外部有源湿接点。

■5路可编程DO输出，满足直接起动，星—三角起动，自耦变压器起动，等多种起动方式，可通过通讯总线实现主站对电动机的遥控“起/停”。

■可选抗晃电功能：支持晃电立即再启动、失压重起动。

■可选配MODBUS_RTU通讯、PROFIBUSDP通讯，支持最多2路通讯接口。

■可选配1路DC4-20mA模拟量输出接口，与DCS系统相接，可实现对现场设备的监控。

■具有故障记录、起动记录、停车记录、DI变位记录和再起动记录等各类事件记录。

■显示界面液晶显示，支持中/英文切换。

2、产品选型

智能电动机保护器替代传统热继电器是大势所趋，将智能电机保护装置以总线通讯的形式组成网络，以远程检测、远程控制为目的，是智能配电网、智能化厂房的重要发展方向。要想让智能马达保护器更好地使用与推广，就必须要让工程设计人员与设备制造商紧密合作，并针对存在的问题，给出更好的解决方法

审核编辑 黄宇