劉辰

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

 

摘要:介紹了提升機(jī)的不同保護(hù)措施，分析了電動機(jī)保護(hù)器對提升機(jī)設(shè)備的保護(hù)范圍。針對提升機(jī)類的設(shè)備提出定值優(yōu)化和增加DCS系統(tǒng)輔助保護(hù)的措施，并對可靠性進(jìn)行了驗證，可以做到更加準(zhǔn)確地保護(hù)負(fù)載設(shè)備。

 

關(guān)鍵詞:提升機(jī)；電動機(jī)保護(hù)；DCS輔助保護(hù)

 

      我公司提升機(jī)等設(shè)備的電氣保護(hù)主要由電動機(jī)保護(hù)器實現(xiàn)，但通過電動機(jī)電流間接保護(hù)會存在一定的保護(hù)范圍，如對提升機(jī)料斗脫落等故障就無法提供保護(hù)。本文分析電動機(jī)保護(hù)器保護(hù)的局限性，介紹了優(yōu)化的保護(hù)措施。

 

2.1短路保護(hù)

      短路保護(hù)主要針對電動機(jī)電纜或繞組出現(xiàn)的短路故障，短路保護(hù)動作邏輯見圖1。任意一相電流超過設(shè)定值就應(yīng)立即保護(hù)動作，所以電流定值一般為額定電流的5~7倍，動作延時0s。提升機(jī)在運(yùn)行時幾乎不可能達(dá)到相應(yīng)整定電流，因此該保護(hù)僅對電動機(jī)具有保護(hù)作用，對提升機(jī)其他部件沒有保護(hù)作用。

圖1短路保護(hù)動作邏輯

2.2過載保護(hù)

      過載保護(hù)是針對電動機(jī)電流超過電動機(jī)負(fù)載能力，且經(jīng)過一定延時再啟動的保護(hù)動作，其動作邏輯見圖2。電流定值一般設(shè)定為電動機(jī)額定電流的1.1~1.3倍，延時20~60s。該保護(hù)主要也是保護(hù)電動機(jī)，對提升機(jī)其他部件保護(hù)作用不大。

圖2過載保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)動作邏輯

2.3過負(fù)荷保護(hù)

      過負(fù)荷保護(hù)是針對負(fù)載設(shè)備（提升機(jī)）超出正常負(fù)荷情況下，經(jīng)過一定延時再啟動的保護(hù)動作，其動作邏輯與過載保護(hù)相同，電流的定值是正常運(yùn)行負(fù)荷下電流的1.1~1.3倍，根據(jù)負(fù)荷特性延時20~60s。該保護(hù)是針對負(fù)載設(shè)備超出正常運(yùn)行電流的一種保護(hù)，在一定范圍內(nèi)可以保護(hù)負(fù)載設(shè)備。

2.4堵轉(zhuǎn)保護(hù)

      堵轉(zhuǎn)保護(hù)是針對電動機(jī)或負(fù)載設(shè)備出現(xiàn)卡澀堵轉(zhuǎn)故障時，經(jīng)過一定延時再啟動的保護(hù)動作，其動作邏輯見圖3。電流定值一般設(shè)定為電動機(jī)額定電流的3~5倍，延時1~10s。該保護(hù)與過載、過負(fù)荷保護(hù)不同，在電動機(jī)啟動完成后才會投入該保護(hù)功能，不用考慮提升機(jī)重載啟動對定值的影響。同時保護(hù)電動機(jī)及負(fù)載設(shè)備。

圖3堵轉(zhuǎn)保護(hù)動作邏輯

 

      1）過負(fù)荷定值不合理

      我公司提升機(jī)或膠帶機(jī)設(shè)備由于存在重載啟動等特殊情況，所以設(shè)備廠家在電動機(jī)選型時會考慮到重載情況下的啟動能力，比如，一臺提升機(jī)正常運(yùn)行電流為100A，空載啟動200A，但是重載啟動可以達(dá)到500A，那么就需要以500A啟動作為選型依據(jù)，選取額定電流為200A的電動機(jī)進(jìn)行拖動。

      但在做保護(hù)定值計算時，設(shè)備并未投產(chǎn)運(yùn)行，所以過負(fù)荷保護(hù)一般是以電動機(jī)額定參數(shù)作為計算依據(jù)。一般過負(fù)荷系數(shù)在1.1~1.3倍之間，存在重載啟動的設(shè)備一般會取值1.3倍，那么額定電流為200A的電動機(jī)過負(fù)荷電流取值為260A。由于過負(fù)荷為電流低倍數(shù)保護(hù)，防止負(fù)荷正常波動引起誤動作，所以動作延時一般在20~60s之間，時間過長。

      2）堵轉(zhuǎn)保護(hù)可以優(yōu)化

堵轉(zhuǎn)保護(hù)一般用于設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重卡澀或電動機(jī)已經(jīng)堵轉(zhuǎn)情況，所以電流定值設(shè)置一般都較大，無法保護(hù)一些較小的故障。但是我們可以利用堵轉(zhuǎn)保護(hù)是在電動機(jī)啟動完成后才投入的特點，進(jìn)一步優(yōu)化定值，不用再考慮電動機(jī)啟動電流的影響。

      3）負(fù)載設(shè)備保護(hù)過于依賴于電動機(jī)保護(hù)器不同于風(fēng)機(jī)、水泵等單一設(shè)備，提升機(jī)或膠帶機(jī)為復(fù)雜程度相對較高的設(shè)備，某元件（如料斗、托輥等）發(fā)生故障時，往往在電流特征上反映程度較小或傳遞時間較長，但對設(shè)備的傷害卻較大。所以可以使用DCS軟保護(hù)來監(jiān)控。

 

4.1產(chǎn)品介紹

      智能電動機(jī)保護(hù)器(以下簡稱保護(hù)器)，采用單片機(jī)技術(shù)，工作穩(wěn)定可靠、數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等特點。保護(hù)器能對電動機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的過載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉(zhuǎn)、阻塞、外部故障等多種情況進(jìn)行保護(hù)，并設(shè)有SOE故障事件記錄功能，方便現(xiàn)場維護(hù)人員查找故障原因。適用于煤礦、石化、冶煉、電力、以及民用建筑等領(lǐng)域。本保護(hù)器具有RS485遠(yuǎn)程通訊接口，DC4-20mA模擬量輸出，方便與PLC、PC等控制機(jī)組成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。實現(xiàn)電動機(jī)運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

4.2技術(shù)參數(shù)

4.2.1數(shù)字式電動機(jī)保護(hù)器

 

4.3產(chǎn)品選型

說明：“√"表示具備，“■"表示可選。

 

      電動機(jī)保護(hù)器主要目的是保護(hù)電動機(jī)，在過負(fù)荷和堵轉(zhuǎn)保護(hù)上可以在一定程度上保護(hù)負(fù)載設(shè)備，但是范圍有限，特別對多組成部分的復(fù)雜設(shè)備某單元發(fā)生故障保護(hù)更有限。因此，可以引入DCS系統(tǒng)找到不同工況下的正常運(yùn)行電流，經(jīng)過計算得出比較合理的保護(hù)值，進(jìn)行分段保護(hù)，可以做到更加準(zhǔn)確地保護(hù)負(fù)載設(shè)備。