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ARD智能型電動機保護(hù)器與熱繼電器相比有哪些優(yōu)勢

瀏覽次數(shù):991更新日期:2014-08-28

1、 智能型電動機保護(hù)器與熱繼電器相比有什么好處?

相同點:

功能:兩者都有過載保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、缺相保護(hù)。

不同點:

1)保護(hù)的性:

   熱繼電器:除以上功能外沒有其他保護(hù)。

   智能型電動機保護(hù)器:過流保護(hù)(堵轉(zhuǎn)保護(hù))、三相電流不平衡、接地/漏電保護(hù)、啟動超時保護(hù)、欠載、欠壓、過壓保護(hù)、欠功率保護(hù)、溫度保護(hù)、外部故障保護(hù)、相序保護(hù)、抗晃電、失壓重啟功能。

2)過載保護(hù)的區(qū)別:

   熱繼電器:只能做成跳閘功能,不能實現(xiàn)報警。

   智能型電動機保護(hù)器:既可做成跳閘功能,也可以做成報警。

3)大電流承受能力:

   熱繼電器:本身是雙金屬片,所以需要承受大電流的負(fù)載能力。

   智能型電動機保護(hù)器:本身是互感器,所以不需要承受大電流的負(fù)載能力。

4)觸點的獨立性:

   熱繼電器:很難進(jìn)行獨立觸點的輸出。

智能型電動機保護(hù)器:可以進(jìn)行獨立觸點的輸出。

5)其他功能的對比:

智能型電動機保護(hù)器具有熱繼電器所不具備的控制功能、測量功能(三相電流、電壓、功率、功率因數(shù)、電能、頻率、熱容量、電流不平衡率、漏電流值等)、故障記錄功能(當(dāng)前運行時間、當(dāng)前停車時間、累計運行時間、啟動電流、啟動時間、操作次數(shù)、輸入輸出狀態(tài)、8次故障記錄、運行狀態(tài)指示)、4-20mA輸出功能、通訊功能、狀態(tài)量檢測功能。

2、 ARD智能型電動機保護(hù)器的實現(xiàn)原理

三相電流采樣原理:

    電動機主回路三相電流經(jīng)三個互感器感應(yīng)出二次電流,經(jīng)過三個采樣電阻把電流信號轉(zhuǎn)成電壓信號,經(jīng)運放跟隨AD采樣電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號進(jìn)入微處理器,微處理器把數(shù)字信號用微積分算法得到三相電流的值,用于顯示與保護(hù)判斷,超過設(shè)定值,微處理器發(fā)出電平信號驅(qū)動繼電器動作。其余的模擬量輸入(如電壓、零序電流、AI模擬量輸入)原理與其相同。

    開關(guān)量輸入工作原理:

    微處理器隨時檢測開關(guān)量的輸入狀態(tài),通過微處理器的IO口檢測電平信號,按照設(shè)置好的驅(qū)動邏輯驅(qū)動繼電器。

    4-20mA輸出功能:

    將4-20mA設(shè)置成相應(yīng)的變送輸出,如A相電流。微處理器通過三相互感器檢測AD采樣運算zui后得到值,按以下公式,將結(jié)果經(jīng)DA轉(zhuǎn)換成模擬量輸出。

    AO = (Ia/Ie)*16+4 mA其中Ia為當(dāng)前A相電流,Ie為電動機額定電流。

3、保護(hù)功能舉例

    熱繼電器:

堵轉(zhuǎn)、過載保護(hù)都是通過金屬片發(fā)熱層度,使金屬片彎曲來斷開主回路交流接觸器的線圈,zui終達(dá)到保護(hù)的目的。      

    ARD智能型電動機保護(hù)器

1)過載保護(hù)

通過數(shù)學(xué)公式模擬電動機的發(fā)熱特性,通過對電動機發(fā)熱特性的分析進(jìn)行過載。我司產(chǎn)品采用的發(fā)熱計算公式為:Q=KΔI².t。此公式來源于金屬發(fā)熱模型。

熱繼電器過載特性曲線

ARD系列電動機保護(hù)器過載特性曲線

通過上面兩圖對比可發(fā)現(xiàn)熱繼電器與電動機保護(hù)器過載的作用是一致的。

2)不平衡保護(hù)   

舉個實例來說明ARD電動機保護(hù)器的不平衡保護(hù),當(dāng)IA=30AIB=7IC=7,Iav=60AIe=100A計算得不平衡率為75%,不平衡率達(dá)到保護(hù)設(shè)定值30%,保護(hù)器按照設(shè)定值通過內(nèi)部繼電器節(jié)點(95.96)斷開主回路接觸器線圈來實現(xiàn)保護(hù)電動機的目的。

三相不平衡率計算公式為:|I-Iav|/IXIav為三相電流平均值,當(dāng)Iav小于Ie時,分母IX =Ie;當(dāng)Iav大于Ie時,分母IX =Iav

3)阻塞保護(hù)(運行過程中)

阻塞保護(hù)適用于電動機運行過程中發(fā)生卡死。如保護(hù)器測得當(dāng)前運行電流Imax=300%,電流達(dá)到動作設(shè)定值250%時,保護(hù)器按照設(shè)定值通過內(nèi)部繼電器節(jié)點(95.96)斷開主回路接觸器線圈來實現(xiàn)保護(hù)電動機的目的,避免電機燒毀。

4)堵轉(zhuǎn)保護(hù)(啟動過程中)

電動機在起動過程中,如保護(hù)器測得起動電流為210%,大于設(shè)定的堵轉(zhuǎn)保護(hù)設(shè)定值200%,保護(hù)器按照設(shè)定值通過內(nèi)部繼電器節(jié)點(95.96)斷開主回路接觸器線圈來實現(xiàn)保護(hù)電動機的目的,避免電機燒毀。

5)起動過程

上電后,保護(hù)繼電器(95.96)閉合,按下SS1,KM線圈得電閉合,接觸器KM的輔助觸點閉合構(gòu)成自鎖回路,電動機開始工作,當(dāng)按下SF1時,線圈失電釋放,電動機停止工作。一旦電動機發(fā)生任何故障,保護(hù)器斷開保護(hù)繼電器(95.96),zui終保護(hù)了電動機。

1 ARD智能型電動機保護(hù)裝置二次接線圖

4、經(jīng)濟效益

    熱繼電器要實現(xiàn)電動機保護(hù)、控制、監(jiān)控、測量需要增加如下附件:

1)  熱繼保護(hù)器。

2)  監(jiān)控需要增加I/O模塊。

3)  測量需增加合分閘指示燈、測量電流需增加電流表,現(xiàn)場顯示還需增加電流表互感器,DCS系統(tǒng)查看電流需要變送器。

4)  要監(jiān)控電源是否消失需增加電壓繼電器。

5)  電動機故障傳輸?shù)?/span>DCS系統(tǒng)需增加中間繼電器。

6)  電動機發(fā)生故障后,熱繼電器不知道何時發(fā)生的何種故障。

7)  熱繼電器參數(shù)設(shè)定后靈敏度不高。

   ARD電動機保護(hù)器*可不增加其它設(shè)備的情況下完成以上功能。

5、 熱繼電器與電動機智能保護(hù)器實現(xiàn)電動機保護(hù)的材料及價格對比

熱繼電器與電動機保護(hù)器組成的電動機回路

熱繼電器組成電動機回路:

塑殼開關(guān)、交流接觸器、電流表(外加互感器)、起動指示燈、停車指示燈、故障指示燈、熱繼電器、變送器、零序互感器(帶接地保護(hù))、電動機。

注:電壓測量還需要增加電壓表和電壓互感器,現(xiàn)場傳到DCS系統(tǒng)還需要很多硬接線。

價格:塑殼開關(guān)(T4N250+交流接觸器(A9-30-10+電流表(外加互感器)+指示燈(CP1-10R-10+熱繼電器(TA110DU90+變送器+帶接地保護(hù)(LNG35

1506+99+100+14.8*3+581+400+646=3376.4

電動機保護(hù)器組成電動機回路:

塑殼開關(guān)、交流接觸器、電動機保護(hù)器(包括電流測量顯示、電壓測量顯示、功率測量、起動停車指示燈、變送器、接地保護(hù)、抗晃電功能)、電動機。

注:電壓測量不需要增加互感器、要上傳所有狀態(tài)量、模塊量、故障原因、故障時間、累計停車時間只要增加通訊功能就可以。

價格:塑殼開關(guān)+交流接觸器+智能電動機保護(hù)器(ARD2F-100/U+90FL

1506+99+1280=2885

6、ARD電動機保護(hù)器選型

    ARD2F型號如下所示:

    1.ARD2F型號如下所示:

圖3 ARD2F型號說明 

表1  額定電流

保護(hù)器額定電流

變比設(shè)置

互感器一次側(cè)圈數(shù)

適用電機范圍(kW)

可整定電流范圍(A)

1

支持

5

0.12-250

0.1-999

5

1

0.12-250

0.1-999

1.6

不支持

1

0.12-0.55

0.4-1.6

6.3

1

0.75-2.2

1.6-6.3

25

1

3-11

6.3-25

100

1

15-45

25-100

250

1

55-132

63-250

800

1

160-250

250-800

 

表2 額定電流附加說明

電動機額定功率(kW)

電動機額定電流(A)

選配保護(hù)器額定電流

整定電流范圍(A)

 

 

電動機額定

功率(kW)

電動機額定

電流(A)

選配保護(hù)器額定電流

整定電流范圍(A)

0.12

0.42

1.6

0.40-1.6

30

57

100

25-100

0.37

1

1.6

0.40-1.6

37

69

100

25-100

0.55

1.5

1.6

0.40-1.6

45

81

100

25-100

0.75

2

6.3

1.6-6.3

55

100

100

25-100

1.1

2.5

6.3

1.6-6.3

75

135

250

63-250

2.2

5

6.3

1.6-6.3

90

165

250

63-250

3

6.5

25

6.3-25

110

200

250

63-250

5.5

11

25

6.3-25

132

240

250

63-250

7.5

14.8

25

6.3-25

160

285

800

250-800

11

21

25

6.3-25

200

352

800

250-800

15

28.5

100

25-100

220

388

800

250-800

18.5

35

100

25-100

250

437

800

250-800

22

42

100

25-100

/

/

/

/

注:表2數(shù)據(jù)適用于AC400V50Hz,1500轉(zhuǎn)/分的四鼠籠式電動機 

表3 附加功能代碼

附加功能

代號

附加功能

代號

起動控制(包含K功能)

Q

漏電保護(hù)

L

開關(guān)量輸入

K

420mA模擬量輸出

M

溫度保護(hù)

T

失壓重起(抗晃電)

SU

報警(可編程輸出)

J

SOE事件記錄

SR

通訊接口

Modbus_RTU

C

電壓功能(相序、功率、功率因數(shù))

U

Profibus_DP

CP

DeviceNet

CD

tE時間保護(hù)

tE

    注:1、帶有起動控制時,保護(hù)器zui多提供2個起動繼電器用于順序控制外部2個接觸器的閉合/斷開,從而實現(xiàn)電動機的不同起動方式(如Y-?轉(zhuǎn)換起動、正反轉(zhuǎn)控制,自耦降壓起動等);

        2、溫度保護(hù)的測量范圍:熱電阻100Ω30kΩ;

        3、對于無顯示要求的客戶,在一批訂單中訂購一個90FL顯示單元,作為調(diào)試使用。 

 表4 顯示方式

代號

規(guī)格

90FL

LCD液晶顯示模塊尺寸為90×70,開孔86×66(單位mm

 參考文獻(xiàn):《ST500電動機控制器與熱繼電器相比有哪些的好處和價格比較》