摘要：目前，我國低壓電機裝機容量巨大，每年燃燒的電機數(shù)量令人震驚。電機燃燒造成的停機損失更難估量。本文結(jié)合工程實際應(yīng)用，介紹了電機保護器在電站脫硫工程中的保護功能和參數(shù)設(shè)置。

關(guān)鍵字：電機保護器；應(yīng)用程序；參數(shù)設(shè)置

一概述

從主觀和客觀兩個方面分析了電機損壞的原因：

客觀原因：電氣因素：缺相、過載、短路、老化、電壓異常、頻繁啟停。機械因素：堵塞、偏心、振動、軸承磨損、受潮、環(huán)境溫度高等。

主觀原因：電氣設(shè)計部件選型不當，保護整定值不當，部分技術(shù)人員不重視參數(shù)調(diào)整，設(shè)備檢查不到位。

從經(jīng)驗的角度來看，電機的大部分損壞都是由缺相和潮濕引起的。根據(jù)經(jīng)驗，電機缺相運行造成的損壞占電機總損壞的一半以上。電源缺相后，電機斷線相繞組上會產(chǎn)生幾倍的反電壓，短時間內(nèi)會導(dǎo)致繞組匝間破裂和繞組燒壞。傳統(tǒng)熱繼的反時限特性不能有效保護電機的缺相故障。隨著經(jīng)濟水平的提高，電子元器件價格的下降，以及工廠和企業(yè)人員的簡化，對設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性提出了更高的要求。從長遠來看，電機保護器將是主流趨勢。

二比較解決方案

傳統(tǒng)的斷路器+接觸器+熱繼電器，其保護原理是熱磁脫扣。功能簡單，調(diào)節(jié)誤差大，響應(yīng)速度慢，保護功能單一，具有操作簡單、成本低等優(yōu)點。

項目方案采用斷路器+電流互感器+電機保護器。保護全面，精度高，響應(yīng)快，抗干擾能力強，參數(shù)可根據(jù)負荷和工作條件確定，成本略高。

在常規(guī)保護的基礎(chǔ)上，新型電機保護器增加了測控、測量、通信等功能，實現(xiàn)了智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化，為現(xiàn)場設(shè)備提供了更加全面有效的保護。體積小，功能強，可靠性高，設(shè)置簡單，安裝方便。

三主要功能和保護類型

保護器具有電機數(shù)字保護、電量測量、運行狀態(tài)監(jiān)控、保護運行記錄、網(wǎng)絡(luò)通信、模擬輸出等綜合功能。具有直接啟動、降壓啟動、星三角啟動、正反轉(zhuǎn)運行等多種啟動模式。同時，它還具有全面的保護，如短路、過載、缺相、三相不平衡、堵塞、啟動時間過長、欠壓、過壓、接地、定時限制過載等。它還可以實時測量和顯示各種參數(shù)，如電壓、電流、功率因數(shù)和電能，并完成數(shù)據(jù)上傳。

四現(xiàn)場應(yīng)用

我公司位于河北省一家鋼鐵集團，燃氣電站脫硫工程，設(shè)計并配備了系統(tǒng)內(nèi)重要工藝設(shè)備、潮濕環(huán)境下的電機和重型裝載設(shè)備的綜合電機保護器，如下表所示：

表1：主要電機設(shè)備表1

現(xiàn)場設(shè)備的現(xiàn)場和DCS啟停、綜合報警和跳閘保護由電機綜合保護器實現(xiàn)，電流反饋為4-20mA?？刂坪捅Ｗo電路如下圖所示。

圖1：保護電路接線圖

圖中Ua、Ub、Uc、UN輸入電壓測量，IA、IB、IC輸入三相電流，I0輸入零序電流，L，N連接控制電源，RS485為通信接口，25-33為開啟端子，其中31為外部啟動，33為外部停止，29為接觸器運行狀態(tài)。22端子外部連接電機接觸器線圈，17端子KA3為開啟量，默認為故障報警。

五保護原理及參數(shù)整理

設(shè)備送電后，確認液晶顯示器和按鈕正常工作。在開啟量實驗中，設(shè)備的外部端子用導(dǎo)線短路。在設(shè)備的開啟狀態(tài)顯示中，DI1-DI8應(yīng)從斷開變?yōu)殚]合（從未顯示到顯示）。開啟量需要通過上位軟件的遙控器進行調(diào)試，控制模式設(shè)置為通信控制，然后使用上位機控制電路的啟動和停止。驗證后，輸入保護固定值，并根據(jù)需要進行保護和退出。

脫硫18是由參數(shù)設(shè)定的．以5kW沖洗泵為例?；緟?shù)：電機額定電流Ie=34．7A，PT變比1，CT選項值為0(60A/25ma對應(yīng)變比)、CT一次值60A。

（1）速斷保護是為了防止電機或線路之間的短路。當任何相位電流超過設(shè)定值時，應(yīng)根據(jù)設(shè)定的延遲進行保護。短路速斷保護的固定值通常設(shè)置為電機額定電流的8-10倍。跳閘，固定值Is=8Ie，延遲時間DEL=0秒。

（2）過流保護是指當任何相電流超過設(shè)定值時，設(shè)定延遲保護動作。過流保護的固定值通常設(shè)定為額定電流的1．2-1．五倍。這里投入跳閘，定值Is=1．5Ie，延遲時間del=10秒。

（3）封堵保護是指在電機啟動和運行過程中，由于負載過大或自身機械卡住而導(dǎo)致的電機損壞。封堵保護應(yīng)根據(jù)電機封堵電流的一半進行設(shè)置。如果找不到封堵電流，可以根據(jù)額定電流的4-6倍進行設(shè)置。跳閘，固定值Is=6Ie，啟動時延遲時間DEL=2秒，運行時延遲時間DEL=1秒。

（4）接地保護電機設(shè)備單向或多相接地，保護器根據(jù)采樣的三相電流矢量和零序電流計算零序電流。當零序電流異常時，根據(jù)內(nèi)部設(shè)定值和時間延遲報警或停機。跳閘投入這里，固定值Is=0．3Ie，延遲時間del=5秒。

（5）缺相保護是檢測電機某一相的正常運行電流，如果另一相沒有電流或電流很小，則判斷為線路缺相和保護動作。跳閘在這里投入，固定值為系統(tǒng)默認值，延遲時間del=1秒。

（6）三相不平衡保護是指電機的任何一相電流大于或小于三相電流的平均值（一般電機設(shè)置為10%以內(nèi)的不平衡）。跳閘，固定值10%，延遲時間del=5秒。

（7）過壓欠壓保護過壓會降低電機的絕緣，影響電機的使用壽命。欠壓時，電機輸出扭矩成倍下降，嚴重過載，繞組溫度急劇上升。當三相電壓低于欠壓保護值時，延遲后進行保護。

對于普通電機，額定電壓的60%-70%通常用于欠壓值。對于重要負載的電機，額定電壓的40%-50%可以用于低電壓值。延遲時間應(yīng)根據(jù)確保生產(chǎn)過程、人員和設(shè)備的安全性進行設(shè)置。此處的過壓投入報警，固定值Us=1．延遲時間del=10秒，欠壓投入跳閘，固定值Us=0．延遲時間del=5秒的6Ue。

（8）TE時間保護僅用于增安電機，此處退出。

（9）欠流保護是指當負載為泵或傳送帶時，為了保護設(shè)備或人員的安全。當電機的三相電流小到一定程度時，保護動作。

（10）過熱保護、晃電自啟動、逆序保護、漏電保護均退出，工作方式選擇單向運行。

六調(diào)試期間遇到的問題

現(xiàn)場測量電流與DCS遠程電流不一致，因為DCS測量范圍需要設(shè)置電機額定電流，而不是電流互感器的一次值，在電機的綜合保護范圍內(nèi)輸入；遠程操作箱和DCS啟動不起作用。檢查參數(shù)項啟動控制模式的控制位置未設(shè)置為端子啟動；啟動電路幾秒鐘后，液晶面板顯示缺相故障。再次啟動面板顯示B相電流為零，AC相電流正常。鉗流表測量的三相電路電流正常。檢查緊固電流互感器的二次接線后恢復(fù)正常。

七 ARD系列電機保護器產(chǎn)品選型介紹

ARD智能電機保護器適用于集保護、測量、控制、通信、運行和維護于一體的額定電壓至660V的低壓電機電路。其完善的保護功能保證了電機的安全運行，具有邏輯可編程功能，可滿足多種控制方式。本產(chǎn)品采用分體式結(jié)構(gòu)，由主體、顯示單元和變壓器組成，可適應(yīng)各種機柜的安裝?？蛇x擇不同的通信模塊，以滿足現(xiàn)場通信的需要。

1功能特點

■支持基波和全波電力參數(shù)的測量（U、I、P、Q、S、PF、F、EP、EQ），電流與電流不平衡，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期限、過載定期限、接地、啟動超時、漏電、欠載、斷相、堵塞、堵塞、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、啟動次數(shù)限制、運行時間報警、故障次數(shù)報警。

■9路可編程DI輸入，默認情況下采用內(nèi)置DC24V電源，也可選擇外部有源濕接觸。

■5路可編程DO輸出，滿足各種啟動方式，如直接啟動、星三角啟動、自耦變壓器啟動等。主站對電機的遙控“啟動/停止"可以通過通信總線實現(xiàn)。

■可選抗搖電功能：支持搖電立即重啟，失壓重啟。

■MODBUS_RTU通信，PROFIBUSDP通信，最多支持2個通信接口。

■可選配1路DC4-20mA模擬輸出接口，與DCS系統(tǒng)連接，可實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控。

■各種事件記錄，如故障記錄、啟動記錄、停車記錄、DI變位記錄和重啟記錄。

■顯示界面液晶顯示，支持中英文切換。

2產(chǎn)品選型

八結(jié)語

新型電機綜合保護器應(yīng)用在電站脫硫項目上，參數(shù)設(shè)置和調(diào)試過程簡單直觀，保護功能完善，能夠有效預(yù)防設(shè)備損壞和事故發(fā)生，為電站脫硫的穩(wěn)定運行提供了有力保障。

參考文獻：

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[3] GB 14048.4-2020 低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第4-1部分：接觸器和電動機起動器機電式接觸器和電動機起動器(含電動機保護器).