一、智能馬達保護器的介紹

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

4.1保護模式

在保護模式下，智能電動機保護器只利用其自身的保護功能和測量功能，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保護模式接線圖

這種模式適用于原有系統(tǒng)的改造升級，外部的控制接線修改很小。優(yōu)點在于多幅度減少了因智能電動機保護器裝置本身出問題或通信出問題帶來的風(fēng)險；缺點是沒能充分發(fā)揮智能電動機保護器的功能，遠程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，智能電動機保護器通過自身的開關(guān)量輸入端子采集外部控制命令，繼而控制其開關(guān)量輸出電動機的起、?；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，智能電動機保護器具備保護和控制兩個功能，相比上面的保護模式，優(yōu)勢在于可以充分使用智能電動機保護器的控制功能，但和保護模式一樣，其遠程DCS控制線路仍為硬線。

4.3全通信模式

在全通信模式下，就地控制時智能電動機保護器只起保護作用，不參與控制，相當(dāng)于保護模式；遠程DCS通過通信線路控制智能保護器輸出電機起、?；蛘崔D(zhuǎn)等命令。

這種模式的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在兩個方面:一是保證了就地控制的獨立性，盡可能規(guī)避通信控制帶來的風(fēng)險，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)鍵因素是客戶對通信的穩(wěn)定性和可靠性的擔(dān)憂。實際應(yīng)用中，個別工程出現(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

半通信模式的特點是電機的遠程DCS起、停控制仍然采用硬線，只有狀態(tài)信號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:客戶對智能電動機保護器信心不足，擔(dān)憂由于通信不可靠導(dǎo)致電機的起、停不受控制，繼而影響生產(chǎn)或帶來安*事故，故遠程的控制信號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，方便日后升級改造。

以上僅以普通電機單相運行為例，列出智能電動機保護器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)實需求，設(shè)計人員需要根據(jù)工程實際和需求來選用合適的工作模式。

二、問題和建議

2.1智能電動機保護器短路保護的問題

智能電動機保護器具有很多種保護功能，短路保護是其中之一。其主要保護邏輯是根據(jù)采集的電流進線分析和計算，當(dāng)電流超過5倍電機額定電流時，其短路保護出口發(fā)出斷路器跳閘命令。該跳閘命令是通過斷路器的分勵線圈來實現(xiàn)的。這個邏輯本身沒有問題，問題出在智能電動機保護器和分勵線圈的工作電源上。一般情況下，該工作電源從電動機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，母線的各相電壓會下降，或工作電源所在那一相發(fā)生單相接地短路時，該相電壓也會下降。當(dāng)電壓下降到小于智能電動機保護器和分勵脫扣器的正常工作電壓時，智能電動機保護器和分勵線圈均無法正常工作，短路保護也無法實現(xiàn)。其實電動機主回路的斷路器本身就具備很好的短路保護功能，所以智能電動機保護器設(shè)置短路保護必要性不大。

2.2智能電動機保護器測量準確度低的問題

智能電動機保護器基本只配備一組三相CT，而保護器的保護功能肯定是放在前面的，測量和計量功能只是附帶的，因而配置的CT首先要滿足保護功能的需求。保護功能所用CT要求較大的故障電流通過時鐵心不能飽和，以便較好地反映一次電流值，所以在正常電流通過時，智能電動保護器測量的準確度較低。因此，智能電動機保護器的計量數(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)測量CT和計量表。

2.3智能電動機保護器和變頻器配合應(yīng)用易受電磁干擾的問題

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

2.4智能電動機保護器安裝在抽屜柜中的通信問題

目前市面上的智能電動機保護器采用的通信協(xié)議或接口有很多種，但無論采用何種協(xié)議或接口，當(dāng)智能電動機保護器安裝在抽屜單元內(nèi)時就會遇到通信電纜的連接問題。眾所周知，抽屜單元是可移動的，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力電纜和控制電纜連接。由于智能電動機保護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難題。如果和其他控制信號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入抽屜單元后與智能電動機保護器相連的方式。通信電纜在柜后留有余量，當(dāng)抽屜單元小范圍抽出時沒有問題，但當(dāng)抽屜單元完全抽出柜體時，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系列電動機保護器產(chǎn)品選型介紹

ARD智能電動機保護器適用于額定電壓至660V的低壓電動機回路，集保護、測量、控制、通訊、運維于一體。其完善的保護功能確保電動機安*運行，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)場通訊需求。

3.1 功能特點

■支持基波和全波電力參數(shù)測量（U、I、P、Q、S、PF、F、EP、EQ），電流及電流不平衡度、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時限、過載定時限、接地、起動超時、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時間、外部故障、起動次數(shù)限制、運行時間報警、故障次數(shù)報警。

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

■5路可編程DO輸出，滿足直接起動，星—三角起動，自耦變壓器起動，等多種起動方式，可通過通訊總線實現(xiàn)主站對電動機的“起/?！薄?/p>

■可選抗晃電功能：支持晃電立即再啟動、失壓重起動。

■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，可實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控。

■具有故障記錄、起動記錄、停車記錄、DI變位記錄和再起動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

智能電動機保護器替代傳統(tǒng)熱繼電器是大勢所趨，通過智能電動機保護器以總線的通信方式組網(wǎng)實現(xiàn)工廠低壓電機的遙測、是智能配電和智能工廠的基本需求。智能電動機保護器要想得到更好的應(yīng)用和推廣，還需要工程設(shè)計人員和設(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