一、智能馬達(dá)保護(hù)器的介紹

在有色冶煉中，根據(jù)工藝需求和客戶需求，智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的主要應(yīng)用模式有保護(hù)模式、端子控制模式、全通信模式和半通信模式。

4.1保護(hù)模式

在保護(hù)模式下，智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器只利用其自身的保護(hù)功能和測(cè)量功能，不參與外部控制，相當(dāng)于原來熱繼電器的作用。具體接線如圖1所示。

圖1保護(hù)模式接線圖

這種模式適用于原有系統(tǒng)的改造升級(jí)，外部的控制接線修改很小。優(yōu)點(diǎn)在于多幅度減少了因智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器裝置本身出問題或通信出問題帶來的風(fēng)險(xiǎn)；缺點(diǎn)是沒能充分發(fā)揮智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的功能，遠(yuǎn)程DCS控制線路仍然采用的是硬線。部分比較保守的客戶由于對(duì)通信穩(wěn)定性和可靠性的不信任，普遍采用這種模式。

4.2端子控制模式

在端子控制模式下，智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器通過自身的開關(guān)量輸入端子采集外部控制命令，繼而控制其開關(guān)量輸出電動(dòng)機(jī)的起、?；蛘崔D(zhuǎn)等，具體接線如圖2所示。

圖2端子控制模式接線圖

在該模式下，智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器具備保護(hù)和控制兩個(gè)功能，相比上面的保護(hù)模式，優(yōu)勢(shì)在于可以充分使用智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的控制功能，但和保護(hù)模式一樣，其遠(yuǎn)程DCS控制線路仍為硬線。

4.3全通信模式

在全通信模式下，就地控制時(shí)智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器只起保護(hù)作用，不參與控制，相當(dāng)于保護(hù)模式；遠(yuǎn)程DCS通過通信線路控制智能保護(hù)器輸出電機(jī)起、停或正反轉(zhuǎn)等命令。

這種模式的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是保證了就地控制的獨(dú)立性，盡可能規(guī)避通信控制帶來的風(fēng)險(xiǎn)，提高了安*系數(shù)；二是大大減少了電纜的使用和接線的工作量。

影響這種模式推廣的關(guān)鍵因素是客戶對(duì)通信的穩(wěn)定性和可靠性的擔(dān)憂。實(shí)際應(yīng)用中，個(gè)別工程出現(xiàn)過通信不暢、經(jīng)常掉線、易受干擾等問題，但基本都是由于通信網(wǎng)絡(luò)方案不合理、施工質(zhì)量不佳以及通信線路和產(chǎn)品質(zhì)量有問題等因素導(dǎo)致的，全通信模式本身已經(jīng)很成熟，并不存在大的問題，國(guó)內(nèi)外早已大量應(yīng)用。

4.4半通信模式

半通信模式的特點(diǎn)是電機(jī)的遠(yuǎn)程DCS起、?？刂迫匀徊捎糜簿€，只有狀態(tài)信號(hào)的上傳走的是通信網(wǎng)絡(luò)，所以稱為半通信模式。

半通信模式介于保護(hù)模式和通信模式之間，是一種折中的應(yīng)用。其應(yīng)用背景為:客戶對(duì)智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器信心不足，擔(dān)憂由于通信不可靠導(dǎo)致電機(jī)的起、停不受控制，繼而影響生產(chǎn)或帶來安*事故，故遠(yuǎn)程的控制信號(hào)仍然采用硬線方式傳輸。不過這種模式也為將來改為全通信模式留出了接口，方便日后升級(jí)改造。

以上僅以普通電機(jī)單相運(yùn)行為例，列出智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器4種常用的工作模式，每種模式都有其應(yīng)用的背景和現(xiàn)實(shí)需求，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)工程實(shí)際和需求來選用合適的工作模式。

二、問題和建議

2.1智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器短路保護(hù)的問題

智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器具有很多種保護(hù)功能，短路保護(hù)是其中之一。其主要保護(hù)邏輯是根據(jù)采集的電流進(jìn)線分析和計(jì)算，當(dāng)電流超過5倍電機(jī)額定電流時(shí)，其短路保護(hù)出口發(fā)出斷路器跳閘命令。該跳閘命令是通過斷路器的分勵(lì)線圈來實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)邏輯本身沒有問題，問題出在智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器和分勵(lì)線圈的工作電源上。一般情況下，該工作電源從電動(dòng)機(jī)主回路的某一相上取電，當(dāng)通信控制模式接線圖外部發(fā)生三相短路時(shí)，母線的各相電壓會(huì)下降，或工作電源所在那一相發(fā)生單相接地短路時(shí)，該相電壓也會(huì)下降。當(dāng)電壓下降到小于智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器和分勵(lì)脫扣器的正常工作電壓時(shí)，智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器和分勵(lì)線圈均無法正常工作，短路保護(hù)也無法實(shí)現(xiàn)。其實(shí)電動(dòng)機(jī)主回路的斷路器本身就具備很好的短路保護(hù)功能，所以智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器設(shè)置短路保護(hù)必要性不大。

2.2智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器測(cè)量準(zhǔn)確度低的問題

智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器基本只配備一組三相CT，而保護(hù)器的保護(hù)功能肯定是放在前面的，測(cè)量和計(jì)量功能只是附帶的，因而配置的CT首先要滿足保護(hù)功能的需求。保護(hù)功能所用CT要求較大的故障電流通過時(shí)鐵心不能飽和，以便較好地反映一次電流值，所以在正常電流通過時(shí)，智能電動(dòng)保護(hù)器測(cè)量的準(zhǔn)確度較低。因此，智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的計(jì)量數(shù)據(jù)不適合作為企業(yè)的生產(chǎn)成本數(shù)據(jù)，如果想采集能耗數(shù)據(jù)，應(yīng)單設(shè)測(cè)量CT和計(jì)量表。

2.3智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器和變頻器配合應(yīng)用易受電磁干擾的問題

當(dāng)智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器與變頻器安裝在同一個(gè)柜內(nèi)配合使用時(shí)，智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器會(huì)因?yàn)樽冾l器的電磁干擾出現(xiàn)誤動(dòng)作的情況。某工程中，智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器作為變頻器的旁路保護(hù)電器，正常情況下變頻器工作時(shí)，旁路沒有電流通過，但現(xiàn)場(chǎng)卻發(fā)現(xiàn)智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器不斷發(fā)出漏電故障報(bào)警。理論上來說，智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的抗電磁干擾能力滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，不應(yīng)該出現(xiàn)這種情況，但實(shí)際上這種情況不少。因此建議智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器和變頻器分柜安裝，盡可能遠(yuǎn)離，避免干擾。還有一種接線方式也經(jīng)常用到，就是現(xiàn)場(chǎng)控制箱的按鈕和遠(yuǎn)程的起、停信號(hào)直接接到智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的輸入端子。這種方式的優(yōu)點(diǎn)在于沒有轉(zhuǎn)接，接線比較簡(jiǎn)單，但這種接線方式在工程中經(jīng)常出現(xiàn)控制信號(hào)的干擾問題。而出現(xiàn)這種問題的原因在于控制信號(hào)電壓的不一致:端子輸入的電壓為24VDC，而輸出口至控制箱信號(hào)燈的電壓為220VAC。如果設(shè)計(jì)者沒有注意這一點(diǎn)，將至控制箱的所有信號(hào)合用一根控制線的話，高壓干擾低壓的現(xiàn)象就會(huì)出現(xiàn)，導(dǎo)致控制出現(xiàn)異常。避免這種問題的方法也很簡(jiǎn)單，只要將這兩種不同電壓的信號(hào)用不同的控制電纜分開即可。

2.4智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器安裝在抽屜柜中的通信問題

目前市面上的智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器采用的通信協(xié)議或接口有很多種，但無論采用何種協(xié)議或接口，當(dāng)智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器安裝在抽屜單元內(nèi)時(shí)就會(huì)遇到通信電纜的連接問題。眾所周知，抽屜單元是可移動(dòng)的，甚至是可移走替換的，它通過一次插頭和二次插針與外部固定的動(dòng)力電纜和控制電纜連接。由于智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器安裝在抽屜單元內(nèi)，它與外部通信總線之間的連接就成了一個(gè)難題。如果和其他控制信號(hào)一樣采用二次插針的方式，雖然可以解決連接的問題，但由于二次插針裸露，沒有屏蔽層，無法保證通信不被干擾。通信的可靠性是必要的，所以大都采用了通信電纜從柜后直接穿孔進(jìn)入抽屜單元后與智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器相連的方式。通信電纜在柜后留有余量，當(dāng)抽屜單元小范圍抽出時(shí)沒有問題，但當(dāng)抽屜單元完全抽出柜體時(shí)，就需要先拔掉連接頭，這種做法犧牲了抽屜單元的一部分便利性。

三、ARD系列電動(dòng)機(jī)保護(hù)器產(chǎn)品選型介紹

ARD智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器適用于額定電壓至660V的低壓電動(dòng)機(jī)回路，集保護(hù)、測(cè)量、控制、通訊、運(yùn)維于一體。其完善的保護(hù)功能確保電動(dòng)機(jī)安*運(yùn)行，帶有邏輯可編程功能，可以滿足多種控制方式。該產(chǎn)品采用分體式結(jié)構(gòu)，由主體、顯示單元、互感器組成，可適應(yīng)各種柜體的安裝?？蛇x配不同通訊模塊適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)通訊需求。

3.1 功能特點(diǎn)

■支持基波和全波電力參數(shù)測(cè)量（U、I、P、Q、S、PF、F、EP、EQ），電流及電流不平衡度、電流正序、負(fù)序、零序分量、電壓、三相電壓相角、剩余電流。

■保護(hù)功能包括過載反時(shí)限、過載定時(shí)限、接地、起動(dòng)超時(shí)、漏電、欠載、斷相、堵轉(zhuǎn)、阻塞、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(shí)間、外部故障、起動(dòng)次數(shù)限制、運(yùn)行時(shí)間報(bào)警、故障次數(shù)報(bào)警。

■9路可編程DI輸入，默認(rèn)采用內(nèi)置DC24V電源，也可選擇外部有源濕接點(diǎn)。

■5路可編程DO輸出，滿足直接起動(dòng)，星—三角起動(dòng)，自耦變壓器起動(dòng)，等多種起動(dòng)方式，可通過通訊總線實(shí)現(xiàn)主站對(duì)電動(dòng)機(jī)的“起/?！?。

■可選抗晃電功能：支持晃電立即再啟動(dòng)、失壓重起動(dòng)。

■可選配MODBUS_RTU通訊、PROFIBUSDP通訊，支持zui多2路通訊接口。

■可選配1路DC4-20mA模擬量輸出接口，與DCS系統(tǒng)相接，可實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的監(jiān)控。

■具有故障記錄、起動(dòng)記錄、停車記錄、DI變位記錄和再起動(dòng)記錄等各類事件記錄。

■顯示界面液晶顯示，支持中/英文切換。

3.2、產(chǎn)品選型

選型清單1

選型清單2

選型清單3

四、結(jié)束語(yǔ)

智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器替代傳統(tǒng)熱繼電器是大勢(shì)所趨，通過智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器以總線的通信方式組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)工廠低壓電機(jī)的遙測(cè)、是智能配電和智能工廠的基本需求。智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器要想得到更好的應(yīng)用和推廣，還需要工程設(shè)計(jì)人員和設(shè)備廠家密切配合，根據(jù)出現(xiàn)的問題提出更好的解決方案。

審核編輯黃宇