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淺談SJD-YD低壓電機(jī)保護(hù)器的應(yīng)用原理

  1.引言
      鋼鐵制造業(yè)電機(jī)設(shè)備屬于大容量、高負(fù)荷值而燒毀的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。因而對(duì)其可靠性和穩(wěn)定性要求極高,一旦發(fā)生事故,必須馬上查找故障原因并及時(shí)消除,以保證及時(shí)恢復(fù)生產(chǎn)。為此,經(jīng)過(guò)多年嘗試和反復(fù)實(shí)踐。最終選擇了電動(dòng)機(jī)智能保護(hù)器簡(jiǎn)稱為電機(jī)保護(hù)器,作為電動(dòng)機(jī)的保護(hù)元件,下面就電動(dòng)機(jī)的故障原因以及電機(jī)保護(hù)器的應(yīng)用作一簡(jiǎn)單介紹。

  2、電動(dòng)機(jī)的故障原因

      電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中由于種種原因。會(huì)出現(xiàn)故障,故障分機(jī)械與電氣兩方面。

2.1 機(jī)械方面有掃膛、振動(dòng)、軸承過(guò)熱等故障

2.2  電氣方面主要是電動(dòng)機(jī)繞組過(guò)熱。超過(guò)額定值而燒毀

      這里我們僅對(duì)電氣故障進(jìn)行分析,造成繞組過(guò)熱的主要原因之一是流過(guò)繞組的電流過(guò)大,超過(guò)電動(dòng)機(jī)的額定電流。造成繞組過(guò)熱的主要原因之二:雖然流過(guò)繞組的電流不超過(guò)額定值,但由于電機(jī)通風(fēng)不良或環(huán)境溫度過(guò)高。繞組的發(fā)熱不能及時(shí)散出,也能造成繞組溫度超過(guò)額定值而燒毀電機(jī)。

3、電機(jī)保護(hù)器的組成與功能

3.1 電機(jī)保護(hù)器的組成
      電機(jī)保護(hù)器集過(guò)輕載保護(hù)、缺相、過(guò)欠壓、堵轉(zhuǎn)、漏電、接地及三相不平衡保護(hù)等低壓保護(hù)于一身,通常由電流互感器、比較電路、單片機(jī)或出口繼電器等幾部分組成。
  3.2 電機(jī)保護(hù)器的功能
  3.2.1 系統(tǒng)保護(hù)功能
      電機(jī)保護(hù)器可實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的綜合保護(hù),具體功能有接地保護(hù)、斷相保護(hù)、短路保護(hù)、過(guò)（輕）負(fù)荷保護(hù)、不平衡過(guò)負(fù)荷保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、低電壓和過(guò)電壓保護(hù)。當(dāng)電機(jī)正常工作時(shí),保護(hù)器通過(guò)面板上的液晶顯示屏.實(shí)時(shí)顯示電機(jī)的工作電流和電壓。具有通訊功能的電機(jī)保護(hù)器定時(shí)將采集的信號(hào)通過(guò)CAN總線傳至后臺(tái)微
嵌人式安裝開關(guān)抽屜活動(dòng)面板內(nèi),這樣既簡(jiǎn)化
機(jī)。當(dāng)故障發(fā)生時(shí),保護(hù)器能自動(dòng)地、迅速地反應(yīng)并發(fā)出跳閘信號(hào)。

3.2.2 故障判斷與記憶功能
      電機(jī)保護(hù)器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)。需正確判斷電動(dòng)機(jī)正常、過(guò)載、短路、斷相、過(guò)壓、欠壓、過(guò)熱等工況并作相應(yīng)的處理。當(dāng)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)某種故障時(shí),保護(hù)器切斷電動(dòng)機(jī)的電源而處于保護(hù)狀態(tài),并且保存故障類型、時(shí)間以及電機(jī)運(yùn)行參數(shù)。電機(jī)保護(hù)器通過(guò)識(shí)別與記憶電路對(duì)故障予以識(shí)別、記憶和指示,以便于維修。只有故障
排除后,復(fù)位保護(hù)器,故障指示才消失,電動(dòng)機(jī)才能再次啟動(dòng)。
  3.2.3 在線監(jiān)測(cè)功能
      帶有通訊功能的電機(jī)保護(hù)器使控制室操作人員可在后臺(tái)微機(jī)上,完成所有保護(hù)器的各種保護(hù)整定數(shù)據(jù)的調(diào)閱、修改和整定。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)過(guò)載和接地故障等創(chuàng)造了條件。此外,后臺(tái)微機(jī)強(qiáng)大的信息管理功能。可有效記錄各臺(tái)電機(jī)的型號(hào)、運(yùn)行方式和歷史維護(hù)記錄,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)。

  4、電機(jī)保護(hù)器的應(yīng)用     4.1 選型原則

      電機(jī)保護(hù)器的應(yīng)用首先要做到正確的選型。必須考慮以下幾個(gè)方面。

4.1.1 電機(jī)保護(hù)器按結(jié)構(gòu)形式來(lái)劃分

       一般分為一體式和分體式兩種。所謂一體式就是顯示面板與電流互感器部分是一體式,分體式就是顯示面板與電流互感器部分是分開的。我們?cè)陧?xiàng)目實(shí)踐中:前者是獨(dú)立整體。故適合于固定柜安裝.如GGD柜?？蓪⒈Ｗo(hù)器直接固定安裝面板上,饋出電纜穿芯即可。后者互感器部分與顯示部分分為兩體,可一定范圍內(nèi)任意安置,故非常適合于新型抽屜式開關(guān)柜安裝。很多項(xiàng)目中普遍采用低壓抽屜式開關(guān)柜,創(chuàng)造性將顯示表頭了柜內(nèi)接線,又方便了系統(tǒng)隨時(shí)調(diào)整、設(shè)定參數(shù)和顯示、監(jiān)控,同時(shí)數(shù)字化顯示面板也增添了柜面統(tǒng)一性和美觀性;使配電室內(nèi)設(shè)備運(yùn)行情況及故障狀態(tài)一目了然,極大方便了系統(tǒng)巡視和檢修維護(hù)。
4.1.2 電機(jī)保護(hù)器按額定工作電壓及電流范圍來(lái)劃分

       可分為AC380V、AC220V兩種;對(duì)應(yīng)量程為5A、10A.30A、50A、100A、200A、300A、400A等若干等級(jí),使用時(shí)按照電機(jī)控制回路工作電壓及負(fù)載的額定電流選用相應(yīng)的量程范圍即可。

      在工程應(yīng)用中,由于電機(jī)較多。為方便互換及減少備件的種類,對(duì)于及200A以下的電機(jī),用分體式電機(jī)保護(hù)器.使主回路的一次電纜直接穿過(guò)電機(jī)保護(hù)器的電流互感器部分即可實(shí)現(xiàn)小功率電動(dòng)機(jī)的控制和保護(hù); 200A以上的電機(jī).一般采用在主回路裝設(shè)3個(gè)變比為5A的電流互感器的方式.將一次電流變?yōu)樾∮?A的二次電流,再接入電機(jī)保護(hù)器,使大型設(shè)備也得到了有效的控制和保護(hù)。
  4.1.3 電機(jī)保護(hù)器除了具備基本保護(hù)功能外,

       一般還具備RS485通訊接口,可根據(jù)工藝以及DCS系統(tǒng)聯(lián)鎖的實(shí)際需要合理安裝:零序漏電保護(hù)功能,電動(dòng)機(jī)自動(dòng)重啟動(dòng)功能。當(dāng)供配電系統(tǒng)發(fā)生電壓驟降,而且又在設(shè)定的自動(dòng)重啟動(dòng)時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常。電機(jī)保護(hù)器可以將停運(yùn)的電機(jī)主
動(dòng)機(jī)在設(shè)定的時(shí)間自動(dòng)恢復(fù)至運(yùn)行狀態(tài)。這些非標(biāo)配的功能在選型時(shí)要根據(jù)用戶要求合理配。
  4.2應(yīng)用實(shí)例障
      下面以SJD-YD系列電機(jī)保護(hù)器為例,介紹電機(jī)保護(hù)器在我公司項(xiàng)目的應(yīng)用情況。
  4.2.1 SJD-YD分體式電機(jī)保護(hù)器在18.5KW原煤輸送收塵器風(fēng)機(jī)回路中的應(yīng)用

圖1  SJD-YD電機(jī)保護(hù)器的二次原理圖

        應(yīng)用電機(jī)保護(hù)器的二次原理圖見圖1。其工藝原理:合上開關(guān)QF和微動(dòng)開關(guān)QF1,按下場(chǎng)按鈕SB1,接觸器KM線圈帶電并通過(guò)其輔助接點(diǎn)自保持,接觸器觸點(diǎn)動(dòng)作,主回路接通,同時(shí)柜上紅燈HR1和現(xiàn)場(chǎng)紅燈HR2發(fā)光,電機(jī)保護(hù)器顯示運(yùn)行狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。如果電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障,電機(jī)保護(hù)器的保護(hù)接點(diǎn)3、4動(dòng)作, 使接觸器KM線圈失電,跳開接觸器觸點(diǎn)，同時(shí)柜上綠燈HG1和現(xiàn)場(chǎng)綠燈HG2發(fā)光，電機(jī)保護(hù)器的輸出故障接點(diǎn)5、6動(dòng)作，發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)，柜上故障燈HY也會(huì)發(fā)光。電機(jī)保護(hù)器通過(guò)判斷與記憶，自保持并顯示故障狀態(tài)，并將電機(jī)保護(hù)器通訊接口9、10端子輸出的信號(hào)傳送到電氣控制室后臺(tái)計(jì)算機(jī)，直到運(yùn)行人員查明故障后，在后臺(tái)計(jì)算機(jī)或電機(jī)保護(hù)器的面板上按復(fù)位鍵后機(jī)內(nèi)出口繼電器才可以復(fù)位，為再次啟動(dòng)做好準(zhǔn)備。

4.2.2 帶漏電保護(hù)功能的SJD-YD分體式電機(jī)保護(hù)器在132kw電機(jī)回路中的應(yīng)用

圖2  SJD-YD電機(jī)保護(hù)器的二次原理圖

      如圖2所示，7、8端子為保護(hù)器的輸出零序電流互感器接點(diǎn)，其他端子與圖1一樣。由于電動(dòng)機(jī)功率很大，因此在主回路配置3個(gè)變比為5A的電流互感器，并把電流互感器的二次線穿過(guò)分體式電機(jī)保護(hù)器的電流互感器部分，然后通過(guò)保護(hù)器分體線把主機(jī)顯示部分和互感器相連。其電機(jī)保護(hù)器正常工作原理及標(biāo)配故障處理與圖1一樣，不同之處是本圖用到的電機(jī)保護(hù)器具有零序漏電保護(hù)功能，帶有零序電流互感器，電動(dòng)機(jī)主回路的一次電纜A、B、C三相。要同時(shí)穿過(guò)電機(jī)保護(hù)器的零序電流互感器,依據(jù)A、B、C三選相電流之和等于零的原則來(lái)判斷零序漏電電流,繼而進(jìn)行漏電保護(hù)。如果電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)漏電故障，電機(jī)保護(hù)器監(jiān)測(cè)到漏電電流很小.并且在漏電電流允許的范圍內(nèi)（≤30mA）,電機(jī)保護(hù)器的輸出保護(hù)接點(diǎn)3、4不動(dòng)作,但是電機(jī)保護(hù)器的顯示面板的故障指示燈閃爍,并將信號(hào)傳送到電氣控制室后臺(tái)計(jì)算機(jī)。電機(jī)保護(hù)器通過(guò)判斷與記憶,自保持并顯示故障狀態(tài),直到運(yùn)行人員查明漏電故障并消除后,在后臺(tái)計(jì)算機(jī)或電機(jī)保護(hù)器的面板上按復(fù)位鍵后機(jī)內(nèi)的出口繼電器才可以復(fù)位,電機(jī)保護(hù)器顯示運(yùn)行。如果電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)漏電故障,并且超出漏電電流允許的范圍,電機(jī)保護(hù)器的輸出保護(hù)接點(diǎn)3、4動(dòng)作,其原理與上圖1的故障處理原理一樣。

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