劉辰

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

 

摘要:介紹了提升機的不同保護措施，分析了電動機保護器對提升機設備的保護范圍。針對提升機類的設備提出定值優化和增加DCS系統輔助保護的措施，并對可靠性進行了驗證，可以做到更加準確地保護負載設備。

 

關鍵詞:提升機；電動機保護；DCS輔助保護

 

      我公司提升機等設備的電氣保護主要由電動機保護器實現，但通過電動機電流間接保護會存在一定的保護范圍，如對提升機料斗脫落等故障就無法提供保護。本文分析電動機保護器保護的局限性，介紹了優化的保護措施。

 

2.1短路保護

      短路保護主要針對電動機電纜或繞組出現的短路故障，短路保護動作邏輯見圖1。任意一相電流超過設定值就應立即保護動作，所以電流定值一般為額定電流的5~7倍，動作延時0s。提升機在運行時幾乎不可能達到相應整定電流，因此該保護僅對電動機具有保護作用，對提升機其他部件沒有保護作用。

圖1短路保護動作邏輯

2.2過載保護

      過載保護是針對電動機電流超過電動機負載能力，且經過一定延時再啟動的保護動作，其動作邏輯見圖2。電流定值一般設定為電動機額定電流的1.1~1.3倍，延時20~60s。該保護主要也是保護電動機，對提升機其他部件保護作用不大。

圖2過載保護和過負荷保護動作邏輯

2.3過負荷保護

      過負荷保護是針對負載設備（提升機）超出正常負荷情況下，經過一定延時再啟動的保護動作，其動作邏輯與過載保護相同，電流的定值是正常運行負荷下電流的1.1~1.3倍，根據負荷特性延時20~60s。該保護是針對負載設備超出正常運行電流的一種保護，在一定范圍內可以保護負載設備。

2.4堵轉保護

      堵轉保護是針對電動機或負載設備出現卡澀堵轉故障時，經過一定延時再啟動的保護動作，其動作邏輯見圖3。電流定值一般設定為電動機額定電流的3~5倍，延時1~10s。該保護與過載、過負荷保護不同，在電動機啟動完成后才會投入該保護功能，不用考慮提升機重載啟動對定值的影響。同時保護電動機及負載設備。

圖3堵轉保護動作邏輯

 

      1）過負荷定值不合理

      我公司提升機或膠帶機設備由于存在重載啟動等特殊情況，所以設備廠家在電動機選型時會考慮到重載情況下的啟動能力，比如，一臺提升機正常運行電流為100A，空載啟動200A，但是重載啟動可以達到500A，那么就需要以500A啟動作為選型依據，選取額定電流為200A的電動機進行拖動。

      但在做保護定值計算時，設備并未投產運行，所以過負荷保護一般是以電動機額定參數作為計算依據。一般過負荷系數在1.1~1.3倍之間，存在重載啟動的設備一般會取值1.3倍，那么額定電流為200A的電動機過負荷電流取值為260A。由于過負荷為電流低倍數保護，防止負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）堵轉保護可以優化

堵轉保護一般用于設備已經出現嚴重卡澀或電動機已經堵轉情況，所以電流定值設置一般都較大，無法保護一些較小的故障。但是我們可以利用堵轉保護是在電動機啟動完成后才投入的特點，進一步優化定值，不用再考慮電動機啟動電流的影響。

      3）負載設備保護過于依賴于電動機保護器不同于風機、水泵等單一設備，提升機或膠帶機為復雜程度相對較高的設備，某元件（如料斗、托輥等）發生故障時，往往在電流特征上反映程度較小或傳遞時間較長，但對設備的傷害卻較大。所以可以使用DCS軟保護來監控。

 

4.1產品介紹

      智能電動機保護器(以下簡稱保護器)，采用單片機技術，工作穩定可靠、數字化、智能化、網絡化等特點。保護器能對電動機運行過程中出現的過載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉、阻塞、外部故障等多種情況進行保護，并設有SOE故障事件記錄功能，方便現場維護人員查找故障原因。適用于煤礦、石化、冶煉、電力、以及民用建筑等領域。本保護器具有RS485遠程通訊接口，DC4-20mA模擬量輸出，方便與PLC、PC等控制機組成網絡系統。實現電動機運行的遠程監控。

4.2技術參數

4.2.1數字式電動機保護器

 

4.3產品選型

說明：“√"表示具備，“■"表示可選。

 

      電動機保護器主要目的是保護電動機，在過負荷和堵轉保護上可以在一定程度上保護負載設備，但是范圍有限，特別對多組成部分的復雜設備某單元發生故障保護更有限。因此，可以引入DCS系統找到不同工況下的正常運行電流，經過計算得出比較合理的保護值，進行分段保護，可以做到更加準確地保護負載設備。