智能马达保护器在回转窑控制系统中的应用

2013-03-24刘学琳

电气传动自动化 2013年3期

刘学琳

（黄河鑫业有限公司，青海湟中810600）

1 引言

在冶金企业生产中，电动机作为一种拖动机械，是所有机械的动力基础。随着科学技术的不断进步和工艺控制的不断发展，尤其是自动化生产的要求，迫切需要完善电动机的控制和保护设备，从而实现生产过程中对大型机械的遥控、遥测、遥调、故障诊断以及集中控制等功能。冶金生产的特点就是大容量、满负荷的连续运转，因而对电机设备的可靠性和稳定性要求极高，一旦发生事故，必须马上查找故障原因并及时消除，以保证及时恢复生产。原先使用热继电器作为电动机的过载保护和控制元件，但由于元件质量和工艺的限制，现已越来越无法满足日益发展的工艺自动化要求。近年来，出现了一种新型的电机保护器——智能马达保护器，它彻底取代了热继电器而得到了广泛应用。作为电动机的保护元件，智能马达保护器不但可以有效保障电机的安全运行，而且可以利用先进的通讯技术，实现电机控制的自动化，具有显著的经济效益。

2 马达保护器的功能及特点

马达保护器是最近十多年才发展起来的一种新型电子式多功能电动机综合保护装置。它集过（轻）载保护、缺相、过（欠）压、堵转、漏电三相不平衡保护等低压保护于一身，具有设定精度高、节电、动作灵敏、工作可靠等优点，是传统热继电器的理想替代产品。

传感器将电动机电流变化线性反映至保护器采样端口，整流、滤波等环节后，转换成与电动机电流成正比的直流电压信号、送到相应部分与给定保护参数进行比较处理，再经单片机回路处理，推动功率回路，使继电器动作。当电机驱动部分过载导致电流增大时，从电流传感器获取的电压信号将增大、此电压值大于保护器整定值时，过载回路工作，RC延时电路一定（可调）延时，驱动出口继电器动作，使接触器切断主回路。欠压及缺相保护等功能部分的工作原理基本相同。

3 系统功能

3.1 保护功能

电机保护器可实现对电机综合保护，具有启动超时保护、过载保护、断相保护、接地保护、过流堵转保护、电流不平衡保护、短路保护、漏电保护、增安型防爆电机的过热载保护（tE时间保护）、欠载保护、温度保护、温度保护、欠压保护、过压保护、功率因素保护、相序保护等多种数字保护功能。对电动机的保护可以实现分段式保护，分启动过程和运行过程对电动机进行保护。启动过程中投入启动超时保护、断相保护、电流不平衡保护、接地／漏电保护、短路保护、tE时间保护功能；启动过程结束后将其他保护投入。当电机正常工作时，保护器面板上液晶显示屏，实时显示电机工作电流和电压。具有通讯功能电机保护器的微处理器将采集信号通过DP总线传至PLC系统并显示在工控机上。当故障发生时，保护器迅速动作，保存故障类型、时间以及电机运行参数。

3. 2在线监测功能。

控制室操作人员可在工控机上，完成所有保护器的各种保护整定数据调阅、修改和整定。同时，在线监测电机运行负载和供电电源质量，为及早发现过载和故障等，创造条件。为保证工艺系统安全生产、减少事故停车，提供了可靠依据。

4 选用原则

电机保护器按结构形式来划分，一般分为一体式和分体式两种。选用分体式保护器，互感器部分与显示部分分为两体，可在一定范围内任意安置，故非常适合于抽屉式开关柜安装。将显示表头嵌入式安装在开关抽屉活动面板内，既简化了柜内接线、又方便了系统随时调整、设定参数以及显示、监控，同时数字化显示面板也增添了柜面的统一性和美观性；使配电室内设备运行情况及故障状态一目了然，极大地方便了系统巡视和检修维护。

电机保护器按额定工作电压及电流范围来划分，可分为AC380V、AC220V两种；对应量程为1A、5A、25A、100A、等若干等级。由于大型电机较多，为方便互换及减少备件种类，采用主回路装设（口／5）电流互感器方式，将一次电流变为小于5A的二次电流，再接入量程为5A的电机保护器，使大型设备得到了有效控制和保护。

可支持Modbus或者Profibus通讯总线，回转窑系统设计上，电机保护器配置时，可根据工艺以及PLC系统连锁合理安排，实现预防突发故障的功能，保证生产的正常运行。