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电流不平衡保护在电机保护中的应用实例
  • 发布日期:2020-06-16      浏览次数:78
    • 蒋超萍

      江苏安科瑞电器制造有限公司 江苏江阴 214405

      文章摘要:西门子3UF50马达保护器是一种电机保护与控制设备,它具有过载、堵转、三相电流不平衡、接地故障监视等保护功能,该文简要介绍了3UF50马达保护器的工作原理,其三相电流不平衡保护在电机中的实际应用及故障处理。

      关键词:马达保护器:三相电流不平衡:实例

      1、西门子3UF5O马达控制器简述

      西门子3UF50马达控制器是一种电机保护与控制设备,系统的中央处理器单元是微处理器,所有的控制和保护功能都由微处理器执行,包括连锁功能、运行计算、诊断和统计数据、以及自动控制级与电机回路之间的高性能的通讯等。系统集成了电流互感器,可以检测电流。它具有过载、堵转、三相电流不平衡、接地故障监视等保护功能,并且具有PROFIBUS通讯功能,可以对电机的运行电流、运行时间、 起动次数、报警和故障信息等进行监视, 通过PROFIBUS通讯,还可以在远方对电动机进行监控。与传统的电机控制回路相比,3UF50的出现大大的简化了电机的控制回路,起、停开关直接接到3UF5O基本单元的输入,接触器线圈通过3UF5O基本单元的输出控制,不需要互锁的辅助触点,从而减少了接线,相应地减少了故障点。其应用很广泛。3UF50的三相电流不平衡是通过其内置的电流互感器检测三相电流,当电机三相不平衡电流(最大值- 最小值)/最小值的值大于40%,持续时间到达15秒时保护出口让电机跳闸,达到保护电机的作用。

      低压电机的控制原理图如图一。

      2、3UF50三相电流不平衡保护的应用实例

      实例1 :某装置一台132kW的低压电机,运行中值班人员发现监控后台报该电机“三相电流不平衡动作”报文,配电室该电机控制柜盘面故障黄灯亮,停电后进一步检査控制回路完好,测量电机主回路三相绕组直阻不平衡,打开现场电机接线盒,发现电机A相接线柱接线已经松动. 接线柱有发热现象,紧固接线后开机正常。分析原因为A相在原先的接线中紧固力矩稍小.电机运行时间较长造成接线松动.该相接触电阻增大,运行中A相电流偏大并且发热,造成三相电流不平衡致使3UF5O三相电流不平衡保护动作。如果没有3UF50三相电流不平衡保护,电机接线柱最终将被烧毁,引发更大的电气事故。

      实例2:某装置一台1.5kW的电压电机,运行中值班人员也是发现,监控后台报该电机“三相电流不平衡动作”报文,配电室该电机控制柜盘面故障黄灯亮,检测电机直阻正常,最后检查为电动机控制柜内电源缺相故障,为接触器L3相触头烧毁所致(如图二),L3相缺相造成电机三相电流不平衡使3UF50三相电流不平衡保护动作,更换接触器后开机正常。分析原因为接触器触头质量不好,电机在长时间运行中造成接触器L3相发热而烧毁,也就是图一原理图中主回路的“4” L3相缺相,电机在缺相的情况下运行中将严重发热,烧毁电机绕组。

      3、总结

      以上两起实例都是在设备电源出现问题后,3UF5O的三相电流不平衡保护均实现了可靠动作,使电气设备故障没有进一步扩大,为及时消除故障隐患提供了町靠保障.确保了装置的平稳运行.这就 是3UF50三相电流不平衡保护的实用性。

      4、安科瑞ARD3电动机保护器的介绍

      ARD3智能型电动机保护器(以下简称ARD3),适用于额定电压至AC690V、额定电流至AC800A、额定频率为50/60Hz的电动机。产品体积小,结构紧凑,安装方便,在低压控制终端柜和1/4模数及以上各种抽屉柜中可直接安装使用,提高了控制回路的可靠性和自动化水平。

      ARD3采用模块化的产品结构形式,包括主体控制模块、互感器模块和显示模块,并可根据需要选配ARD3的其他功能模块或附件,与接触器、电动机起动器等电器元件构成电动机控制保护单元,有远程自动控制、现场直接控制、面板指示、信号报警、现场总线通信等功能。适用于煤矿、石化、冶炼、电力、船舶、以及民用建筑等领域。详见图三-图四。

      图三 智能电动机保护器动作示意图

      图四 过载特性曲线图

      安科瑞ARD3系列电动机保护器的功能如下:

      (1)辅助电源支持AC85V~265V/DC110V~350或AC380V±10%(需另配380V电源模块)。

      (2)测量功能分为基本测量(电流参数)和增选测量(电压、功率、相序、剩余电流(漏电流))。

      (3)具有起动超时、过载、堵转、阻塞、欠载、断相、不平衡、剩余电流(接地/漏电)、温度、外部故障、相序、

      (4)过压、欠压、欠功率、过功率、tE时间等电动机综合保护功能。

      (5)9路DI无源干节点输入,信号电源采用内置DC24V电源。

      (6)5路DO输出,满足直接起动,星—三角起动,自耦变压器起动,软起动等多种起动方式,通过通讯总线可实现。

      (7)远程主站对电动机进行实时遥控“起/停”操作。

      (8)抗晃电确保电动机运行不间断,重起动功能在短时欠压、失压时用于电动机分批重起。

      (9)具有标准的RS-485通讯接口,采用Modbus_RTU、Profibus_DP通讯协议,保证了上位机通讯的快速可靠。

      (10)具有DC4-20mA模拟量输出接口,直接与DCS系统相接,可实现对现场设备的监控。

      (11)具有系统时钟和20次故障记录功能,系统时钟记录当前时间(日、时、分、秒),故障记录功能记录故障原因。

      (12)显示部分采用全中文液晶显示。

      可以替代各种电量表、信号灯、热继电器、电量变送器等常规元件,减少了柜内电缆连接及现场施工量,可靠性和综合性价比远高于传统方案。

      参考文献

      【1】3UF50使用手册

      【2】李燕,李建军,董益江.3UF50电流不平衡保护在电机保护中的应用

      【3】安科瑞企业微电网设计及应用手册.2019.11版

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