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用電動(dòng)機(jī)保護(hù)器代替熱繼電器在水泥行業(yè)的應(yīng)用

    三相異步電動(dòng)機(jī)在水泥行業(yè)有很廣泛應(yīng)用，加強(qiáng)電動(dòng)機(jī)管理，降低電動(dòng)機(jī)燒毀率，對(duì)降低生產(chǎn)成本，確保設(shè)備高效運(yùn)轉(zhuǎn)起著一定作用。過(guò)去，一般采用熱繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)，隨著電子技術(shù)發(fā)展，電動(dòng)機(jī)保護(hù)的電器元件不斷更新?lián)Q代，且性能穩(wěn)定、可靠，靈敏度高。

1、 電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障

    電動(dòng)機(jī)除了轉(zhuǎn)子及外圍設(shè)備故障，主要是定子繞組故障。引起定子繞組故障有內(nèi)部和外部2種原因，內(nèi)部原因表現(xiàn)為斷路、匝間短路和接地3種，斷路常發(fā)生在端部、元件接頭處或引出線附近；外部原因有接觸故障、電動(dòng)機(jī)引出線及外部接線脫落引起的斷相，還有設(shè)備物料涌堵、軸承卡死或其它原因引起過(guò)電流而使定子繞組燒毀等。我廠以前在全部使用老式電動(dòng)機(jī)保護(hù)元件時(shí)，曾對(duì)全年燒毀電動(dòng)機(jī)情況作了統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)顯示，全年燒毀電動(dòng)機(jī)198臺(tái)，過(guò)流占47.5%，斷相44.4%，匝間短路占5%。傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)控制電路中，一般采用自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)來(lái)分?jǐn)嚯娐泛突芈范搪繁Ｗo(hù)。而斷相和過(guò)電流故障主要依靠電動(dòng)機(jī)保護(hù)器。

熱繼電器保護(hù)功能的不足：

1) 功耗大。電動(dòng)機(jī)主回路運(yùn)行電流直接流過(guò)熱繼電器，功耗很大，發(fā)熱嚴(yán)重。在維修中，曾不止一次遇到過(guò)由于熱繼電器發(fā)熱嚴(yán)重，塑料基殼變形而引起三相主回路短路，引發(fā)二次故障。

2) 設(shè)定很難達(dá)到準(zhǔn)確，動(dòng)作誤差大。熱繼電器的動(dòng)作值設(shè)定是機(jī)械式的，調(diào)節(jié)誤差大。過(guò)流保護(hù)是通過(guò)電流流過(guò)其內(nèi)部的熱敏金屬片引起變形來(lái)實(shí)現(xiàn)。動(dòng)作精度差，受外部環(huán)境溫度、粉塵、導(dǎo)線截面和接觸電阻等因素影響大。

3) 熱繼電器反時(shí)限特性單一。該特性是由其自身結(jié)構(gòu)和金屬片材質(zhì)決定的。

4) 斷相保護(hù)功能差。熱繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)斷相故障反映不靈敏，維修中常遇到熱繼電器雖動(dòng)作，但電動(dòng)機(jī)已燒毀的情況。

2 、采用電動(dòng)機(jī)保護(hù)器對(duì)電動(dòng)機(jī)的有效保護(hù)

    我們選用SJD-YD系列電動(dòng)機(jī)保護(hù)器代替熱繼電器作為電動(dòng)機(jī)保護(hù)元件。我們選用SJD-YD系列電動(dòng)機(jī)保護(hù)器分別適用于功率1~5KW、5~25KW、22~45KW、45~90kw、110~185kw、200kw~300kw、300kw~400kw的電動(dòng)機(jī)，經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的使用，SJD-YD系列電動(dòng)機(jī)保護(hù)器動(dòng)作可靠、靈敏，因此在以后的電路改造中陸續(xù)采用SJD-YD系列電動(dòng)機(jī)保護(hù)器。此SJD-YD系列電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的外形尺寸和熱繼電器相差不多，控制線路變更不大，支持AC220V或AC380V的交流工作電源。

其工作原理見(jiàn)圖1。

    該系統(tǒng)采用4只內(nèi)置電流互感器對(duì)電動(dòng)機(jī)電流檢測(cè)。其中，斷相與過(guò)流采樣系統(tǒng)相互獨(dú)立。當(dāng)供電線路缺相( 或斷相)時(shí)，斷相傳感器所感應(yīng)的信號(hào)通過(guò)邏輯門(mén)電路處理后輸入中心控制電路，經(jīng)過(guò)2S 的延時(shí)，中心控制電路輸出控制信號(hào)，使內(nèi)置繼電器動(dòng)作，輸出觸點(diǎn)斷開(kāi)，從而使交流接觸器線圈釋放，電動(dòng)機(jī)供電被切斷。

    當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)流(過(guò)載) ，電動(dòng)機(jī)主回路電流大于過(guò)流調(diào)節(jié)旋鈕設(shè)定值時(shí)，電流采樣信號(hào)經(jīng)與電流設(shè)定值比較，輸入中心控制電路，再由指示電路驅(qū)動(dòng)設(shè)置指示燈閃亮。當(dāng)過(guò)載時(shí)間達(dá)到設(shè)定值時(shí)，中心控制電路輸出信號(hào)使內(nèi)置繼電器動(dòng)作，輸出觸點(diǎn)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)供電被切斷。

2.1 特點(diǎn)

1)故障信號(hào)采用穿孔式電流取樣，和主回路脫離，避免發(fā)熱。

2) 增加了延時(shí)范圍0~99s電流整定，解決了設(shè)定保護(hù)電流和動(dòng)作時(shí)限配合問(wèn)題，使用者能夠根據(jù)設(shè)備的具體情況，靈活選用延時(shí)設(shè)定值。

3) 因?qū)嘞喙收喜扇—?dú)立的取樣信號(hào)系統(tǒng)，使電動(dòng)機(jī)保護(hù)器能在(2±0.5)s時(shí)限內(nèi)準(zhǔn)確、迅速動(dòng)作而保護(hù)電動(dòng)機(jī)。

4) 智能化，能正確判斷故障，顯示故障代碼并保持故障記憶，方便維修人員檢查維修。

2.2 注意事項(xiàng)

1) 電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的整定電流在按要求設(shè)定投入使用后，應(yīng)加強(qiáng)管理，穩(wěn)定運(yùn)行后最好不要在隨意更改，并定期做好維護(hù)保養(yǎng)。

2) 復(fù)位按鈕最好應(yīng)處在“手動(dòng)”位置，因選擇自動(dòng)復(fù)位時(shí)，延時(shí)3min自動(dòng)復(fù)位，若電動(dòng)機(jī)因故障動(dòng)作，不利于崗位人員或維修人員查找故障，如果在“手動(dòng)”位，只有按復(fù)位按鈕方可復(fù)位，這樣，能提醒維修人員將故障原因查清，避免誤操作。

3 、使用效果

表1是水泥磨庫(kù)底配料Y112M-4，4KW電動(dòng)機(jī)4臺(tái)，2000年3月至2001 年3月使用老式電動(dòng)機(jī)保護(hù)元件和2001年4月至2002年4月改用SJD-YD系列電動(dòng)機(jī)保護(hù)器后，電動(dòng)機(jī)在正常設(shè)定值下并未燒毀，從而節(jié)省了企業(yè)的電動(dòng)機(jī)維修費(fèi)用。