
電動機絕緣監測
電機絕緣在線檢測方法:
一般通過安裝電機在線絕緣監測儀來實現電機絕緣的在線檢測。
電機在線絕緣監測儀的試原理 :
在電機停機時,自動從電源上取電,對電機進行絕緣測試。測試項目為測量電機繞組對地的泄露電流,當達到預設的報警值時,監測儀會進行報警;預設報警值可調。測試的目的是發現電機絕緣的早期降低問題,若絕緣值**限,以LCD中文液晶屏及LED燈的方式進行報警,有效避免絕緣失效電機再投入使用而導致事故。
電機在線絕緣監測儀的優點:
1.能對電機進行自動長期監測,降低人工監測勞動強度及避免漏檢。
2.液晶屏顯示及信號LED燈可裝在遠程的控制室/控制柜,便于監測。
電動機保護器選型的基本方法 - 電機智能保護器
目前,市場上電機保護器未有統一標準,幾乎每個廠家都有自己的型號規格。制造廠商為了滿足不同客戶的需求派生出很多的不同用途的產品,種類繁多給廣大用戶選型帶來諸多不便,用戶在選型時應充分考慮電動機保護實際需求,合理選擇保護功能和保護方式,才能達到良好的保護效果,達到提高設備運行可靠性,減少非計劃停車,減少事故損失的目的。
一、與選型有關的條件:電動機保護的選型存在著電動機與保護器二者怎樣合理配用關系,以下提供幾個與保護有關的條件、因素,為用戶選型時提供參考。
1、電動機方面:要先了解的型號規格、電動機功能特性、防護型式、額定電壓、額定電流、額定功率、電源頻率、絕緣等級等。(這些內容基本能給用戶如何正確選擇與使用電機保護器提供了參考依據)
2、環境條件:主要指常溫、高溫、高寒、腐蝕度、震動度、風沙、海拔、電磁污染等。
3、電動機用途:如風機、水泵、空壓機、車床、油田抽油機等不同負載機械特性,如水泵電機保護器,就應該具備欠載功能,當水泵將水抽完時,保護器需要給出保護指令。
4、控制系統方面:控制模式有手動、自動、就地控制、遠程控制、單機獨立運行、生產線集中控制等情況。啟動方式有直接、降壓、星三角、頻敏變阻器、變頻器、軟起動等啟動方式。
5、其他方面:用戶對現場生產監護管理是比較隨意還是嚴謹,非正常性的停機對生產影響的嚴重程度等。
注:與電機保護器的選用有一定相關因素的還有很多,如安裝位置、電源情況、與配電系統的配合等;還要考慮是對新購電機保護器,還是對電動機保護升級,還是對事故電動機保護的完善等;還要考慮電動機保護方式改變的難度和對生產影響程度;需根據現場實際工作條件綜合考慮電機保護器的選型和調整。
二、電動機保護器的常見類型
1、熱繼電器:普通小容量交流電動機,良好工作條件,不存在頻繁啟動等惡劣工況,由于精度差,缺少缺相保護功能,可靠性不能**,不**使用。
2、電機保護器:檢測三相電流值和三相電壓值,整定電流值采用按鍵數碼式操作,電路一般采用集成電路(單片機),采用反時限工作特性。保護功能包括過載、缺相、三相不平衡、堵轉、過壓、欠壓、漏電等故障保護,故障類型采用指示燈指示液晶屏(數碼管)顯示。
3、綜合智能型:檢測三相電流值,電機保護器使用單片機,實現電動機智能化綜合保護,集保護、測量、顯示為一體。整定電流采用數字設定,通過操作面板按鈕來操作,用戶可以根據自己實際使用要求和保護情況在現場自行對各種參數修正設定,采用數碼管作為顯示窗口,或采用大屏幕液晶全漢字中英文顯示價格相對高些,用于較重要場合,是目前低壓電動機保護均采用智能型。
4、熱保護型:在電動機中埋入熱元件,根據電動機的溫度進行保護,保護一般,并且具有溫度滯后性,但電動機容量較大時,需與電流監測型配合使用,避免電動機堵轉時溫度急劇上升,由于測溫元件的滯后性,導致電動機繞組受損。
5、磁場溫度檢測型:在電動機中埋入磁場檢測線圈和溫度探頭,根據電動機內部旋轉磁場的變化和溫度的變化進行保護,主要功能包括過載、堵轉、缺相、過熱保護和磨損監測,保護功能完善,缺點是需在電動機內部安裝磁場檢測線圈和溫度傳感器,難以在復雜的現場環境使用,目前只適合于實驗室使用。
三、電動機保護器類型在電動機工作條件下的選擇:
1、對于工作條件要求不高、操作控制簡單,監控、管理比較隨意,停機對生產影響不大的單機獨立運行電動機,可選用普通型保護器,因普通型保護器結構簡單,在現場安裝接線、替換、操作簡單、方便,具有性價比高等特點。
2、對于工作條件要求很高,安全性和連續性又很關鍵的,而自動化程度高,且需要專人控制、監護、管理,需組網監控的MCC系統中,應選用中高檔、功能較全的電機保護器。
3、對于防爆電動機,由于軸承磨損造成偏心,可能導致防爆間隙處摩擦出現高溫,產生爆炸危險,應選擇磨損狀態監測功能。對于大容量高壓潛水泵,由于檢查維護困難,也應選擇磨損狀態監測功能,避免發生掃膛事故造成重大經濟損失。
4、應用于有防爆要求場所的電機保護器,要根據應用現場的具體要求,選用相應的防爆型保護器,避免安全事故發生。
業績表
南京中旗化工;
安徽昊源化工項目;
新泰焦化煤氣綜合利用項目;
上海化學什達廢處理有限公司;
營口三征精細化工;
對二甲苯凝析油加氫裝置;
山西寧武軒崗洗煤廠陽煤化工改造;
金江化學;
九江石化;
沈陽百傲化學有限公司改造;
中海油一渤西油氣處理廠;
山西曙光船窩2#焦爐原地大修改造;
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齊齊哈爾龍江阜豐生物科技有限公司;
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云南源鑫炭素有限公司炭素新材料;
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齊齊哈爾龍江阜豐生物科技有限公司;
平頂山旭陽興宇材料有限公司;
山西晉興奧隆建材有限責任公司;
江西九江九宏新材料有限公司廠房;
江蘇漢光生物工程有限公司;
黑龍江京盛華環保;
天津中福環保科技青島力神項目;
云南源鑫炭素有限公司炭素新材料
一款經濟型智能電動機保護器的設計與應用
1 引言
由于生產自動化及各種自動控制、順序控制設備的出現,要求電機經常運行在頻繁的起動、制動、正反轉、間歇以及變負荷等方式,電機的運行要求越來越高,運行環境也越來越苛刻,同時,由于電機與配套機械連在一起,當電機發生故障時,經常波及生產系統。因此,對電機實行有效的保護是**生產系統正常工作的一項重要任務。
本文將要介紹的是ARD2型電動機保護器的經濟、簡潔的設計方法和應用。該型保護器主要用于對電動機運行狀態的監測,并針對電動機在生產運行過程中出現的啟動**時、欠壓、過壓、欠載、過載、短路、堵轉/阻塞、斷相、不平衡、剩余電流(接地/漏電)等故障進行保護,使電動機不至于因為以上原因而導致損壞,從而使生產遭受損失,采用ARD2電動機保護器能有效提高電動機運行的安全性,降低生產損失,是傳統熱繼電器的理想替代品。
2 設計方法
目前市場上綜合型的智能電動機保護器的設計主要采用交流采樣方式+高性能單片機的方案,采用該設計方法的電動機保護器測量參數多、測量精度高、能夠提供更完善的保護功能,但是采用此設計方法的成本較高,銷售價格也高,在只需要對電動機提供過載、斷相等基本常見故障保護的場合沒有性價比可言。因此采用一種設計簡單、功能能夠滿足基本保護要求、主要用于替代熱繼電器的智能電動機保護器將會有很大的市場。ARD2型保護器就是一款設計簡潔,保護功能較多,能夠滿足大多數電動機保護要求的經濟型的智能電動機保護器。
ARD2型智能電動機保護器采用低成本的設計方案,整體系統由信號處理單元、處理單元、電源模塊、人機交互單元、人機界面、控制模塊、通訊接口模塊等構成,裝置硬件結構。
2.1 信號處理單元
信號處理單元采用整流放大濾波電路,該電路能將采樣得到的交流信號整流成直流信號,由CPU片內AD進行轉換計算。
IC1為運算放大器LM324,采用雙電源供電,這樣可以**LM324輸出電壓達到5V充分利用A/D轉換提高顯示精度。IC1將采樣得到的信號進行兩級放大處理,提高了信號的采樣精度,**了信號的線性度。
2.2 處理單元
處理單元選用MOTOROLA公司的一款基于高度節能型S08核的器件MC9S08AW32高性能單片機,該單片機片上資源豐富,抗干擾能力**。內含32K字節用戶程序空間,片上集成2K的RAM,支持BDM片上調試功能,片內集成看門狗電路,片上集成8通道10位AD。外部擴展了鐵電存儲器,用于存儲一些重要的參數,即使以后升級程序也不會丟失先前的重要數據。
CPU對采樣信號進行處理計算,根據測量得到的電流、電壓值與預先設定的各種保護數值進行對比,由此來判斷電動機的運行狀態是否正常,是否需要進行保護。處理單元電。
2.3 電源模塊
采用AC380V電源模塊。該電源模塊輸入電壓為AC220V~450V,輸入頻率45Hz~60Hz,輸出電壓穩定、故障率小,輸出紋波 <1%,轉換效率≥75%。具有過壓、過流保護。該模塊經實際現場使用,具有很高的穩定性、可靠性和抗干擾能力。
2.4 人機交互單元
人機交互單元采用LED顯示和按鍵輸入,系統采用單排四位LED數碼管顯示各種信息。用戶可根據實際需要進行設置。在編程狀態下顯示菜單及參數。數碼管顯示采用動態掃描方式,其驅動電路使用一片74HC595加三極管構成。
2.5 控制模塊
控制模塊主要由開關量輸入、輸出組成4。開關量輸入用于監測外部開關狀態,也可根據客戶要求用于電動機的起動、停止控制;開關量輸出主要用于輸出報警信號、脫扣信號和遠程起動信號。
2.6 通訊接口模塊
通訊接口模塊采用通用的RS-485、Modbus RTU通訊規約,能實現遙測、遙控、遙信等功能。
2.7 整體設計
保護器采用主體模塊和電流互感器模塊分離的結構如圖6。該結構非常適合安裝于抽屜式開關柜。安裝時將帶顯示的保護主體部分嵌入式的安裝在開關抽屜的活動面板內,這樣既簡化了柜內接線、又方便了系統隨時調整、設定參數和顯示、監控,同時數字化的顯示面板也增添了柜面的統一性和美觀性,使得配電室內的設備運行情況及故障狀態一目了然,較大的方便了系統巡視和檢修維護。互感器部分采用DIN35導軌式安裝方式,方能夠按照用戶的測量需求,更換不同量程的電流互感器。
2.8 軟件設計
本產品的主軟件流程圖如圖7所示,主程序包括A/D子程序、保護子程序、計算顯示子程序、按鍵處理子程序、通訊子程序等子程序,由于程序內容較多,現只給出主程序流程和保護子程序流程圖。
3 功能簡介
ARD2智能電動機保護器按額定工作電壓可分為AC380V、AC220V;按工作電流范圍來分可分為6.3A(1.6A~6.3A)、25A(25A~100A)、100A(25A~100A)、250A(63A~250A)、800A(250A~800A)五個測量檔位。實現對電動機運行中出現的啟動**時、欠壓、過壓、欠載、過載、短路、堵轉/阻塞、斷相、不平衡、剩余電流(接地/漏電)等故障進行保護。并能在此基礎上增加各種附加功能,主要有:
1)遠程起動功能:由上位機通過通訊控制保護器的起動繼電器,來實現遠程起動電動機。
2)報警功能:當電動機運行狀態出現故障時,在還未達到預先設定的脫扣時間前進行報警提示。
3)通訊功能:RS-485通訊功能,能夠通過通訊接口將保護器檢測得到的電動機運行的各種參數實時傳送給后臺主控設備,方便工作人員及時了解電動機的工作狀態。
4)漏電保護:開放漏電保護監測功能,當電動機的運行環境出現漏電情況時,及時切斷電動機的供電電源。
5)開關量輸入:用于監測外部開關的分合狀態,也可按客戶要求進行起、停控制。
6)事件記錄:記錄保護器的8次脫扣動作產生的時間和原因,方便維護人員查看和檢修。
7)4~20mA模擬量輸出:提供直流4~20mA電流信號。
4 典型應用
采用直接啟動接線方式的ARD2智能電動機保護器典型應用圖。用戶可通過按動外部啟動按鈕SB2或通過上位機遠程控制保護器的啟動繼電器來啟動電機。其控制方式為:當啟動按鈕SB2按下或遠程啟動繼電器7、8閉合,則接觸器KM的吸引線圈處于通電狀態,使接觸器KM的主觸頭和自鎖觸頭KM閉合,啟動電動機。此時,松開SB2或啟動繼電器7、8斷開后接觸器KM的吸引線圈還是處于通電狀態,主觸頭和自鎖觸頭KM仍舊處于閉合狀態,電動機處于通電狀態。一旦電動機正常啟動后,保護器就對電動機的運行狀態進行監測,當電動機出現故障狀態后,ARD2保護器的脫扣繼電器動作,常閉觸點95、96斷開,使接觸器KM的吸引線圈斷電,使接觸器KM的主觸頭和自鎖觸頭的狀態由合變為分,切斷電動機的供電,使電動機停車。
電動機采用Y轉換啟動接線方式的ARD2智能電動機保護器典型應用圖。在圖5中,時間繼電器KT的觸頭狀態為吸引線圈失電時的狀態,即“常態”。當啟動按鈕SB2或遠程啟動繼電器7、8閉合,則接觸器KM1線圈通電,使KM1的主觸頭和自鎖觸頭KM1閉合,同時,時間繼電器KT吸引線圈通電,由于延時作用,它的觸頭不立即動作,于是接觸器KM3線圈通電,接于主回路中的KM3的主觸頭閉合,電動機進行星型連接降壓啟動狀態,同時KM3的互鎖觸頭斷開,使接觸器KM2的吸引線圈不能通電,電動機運行于Y型供電方式。當時間繼電器KT的延時時間到,時間繼電器KT的延時斷開常閉觸頭斷開,使接觸器KM3吸引線圈斷電,主觸頭KM3斷開,同時時間繼電器KT的延時閉合常開觸頭閉合,接觸器KM2的吸引線圈通電,主觸頭KM2閉合,電動機供電方式改為?型連接,進入正常運行狀態。與此同時,KM2的互鎖觸頭斷開,使接觸器KM3吸引線圈不會通電。一旦電動機正常啟動后,保護器就對電動機的運行狀態進行監測,當電動機出現故障狀態后,ARD2保護器的脫扣繼電器動作,常閉觸點95、96斷開,使接觸器KM的吸引線圈斷電,使接觸器KM的主觸頭和自鎖觸頭的狀態由合變為分,切斷電動機的供電,使電動機停車。
5選型注意
在實際使用過程中,應注意嚴格按照電動機的額定電流來選擇保護器,防止人為放大和縮小保護范圍;避免由于量程太大或太小而造成的測量誤差,從而使保護器無法正常對電動機進行保護。
由于ARD2保護器采用主體模塊和電流互感器模塊分離的結構,所以在現場使用時應注意按出廠編號將保護器主體與互感器配對使用。但考慮到會有維修更換保護器或互感器的情況發生,因此只要保護器主體和互感器的產品型號一樣,可以任意配和使用,不會對測量保護產生影響。
保護器的設計定位為替代熱繼電器,故保護器本身不提供對電動機的起動、停止控制及各種起動控制方式。對電動機各種起動控制方式的實現需要外部電路的支持。
6 結語
ARD2智能電動機保護器的功能較多,能夠對電動機運行中遇到的各種類型的故障進行準確的報警顯示和脫扣動作,能有效的防止電機意外燒毀的發生,能為用戶節約大量的資金,是熱繼電器的理想替代產品。因此,廣泛采用電動機智能保護器,不但可以提高工藝控制的準確性、科學性,降低事故率,而且對于提高電氣控制系統的自動化水平和發展國民經濟,也能起到積極的推動作用。
江蘇安科瑞電器制造有限公司是安科瑞電氣股份有限公司(證券代碼:300286 SZ.)的全資子公司,是電動機保護器、導軌電能表、有源濾波柜、工礦用電、遠程預付費系統、智能無線測溫系統、三相智能電能表、微機保護裝置廠家等系列產品的生產基地。公司位于江蘇省江陰市,目前現代化生產廠房面積達3萬平方米,電子組裝生產線均采用無鉛生產工藝,生產檢測設備自動化程度高,公司采用的信息管理系統,是江蘇省兩化融合試點企業。公司通過在產品、技術、生產工藝上的技術積累和持續創新,圍繞國家產業政策和市場導向,成功實現科技轉型,由原來普通數顯儀表和電量傳感器的生產轉到智能網絡電力儀表、智能馬達保護裝置、智能光伏匯流裝置、電能質量裝置、電氣火災裝置、消防電源設備、隔離電源柜、有源濾波裝置、光伏匯流箱、光伏并網逆變器等產品的產業化,目前已發展成為一家集研發、生產、銷售于一體的江蘇省。公司還先后與上海電科所、東南大學、中國礦業大學等科研院所、高校組成產學研聯合體,圍繞智能電網用戶端的電力、電能管理和電氣安全開展產品研發,其中與上海電科所合作開發的“1/4抽屜柜智能馬達管理單元的研發和產業化”項目被列為*科技特派員項目。公司以用戶端智能網絡電力儀表及系統集成為主導產業,堅持“為客戶設計**”的經營理念,走化、市場化、規模化道路,努力實現“立足中國、放眼世界,爭做好的智能配電供應商”的戰略目標,為客戶提供可靠用電、節約用電、安全用電的完整解決方案,在智能電網用戶端、新能源、物聯網等領域不斷探索開發新產品。