摘要：簡要介紹了熱繼電器、電子電機保護器和智能電機保護器的優(yōu)缺點，闡述了如何正確選擇智能電機保護器，重點介紹了智能電機保護器保護模式、終端控制模式、全通信模式、半通信模式等常見工作模式，最后通過分析智能電機保護器在工程實際應用中的常見問題，提出了相應的解決方案和建議。

關鍵詞：智能電機保護器；過載保護；選型；工作模式；保護模式；端子控制模式；全通信模式；半通信模式；

前言

低壓電機作為有色冶煉企業(yè)底層廣泛使用的設備，其異常運行不僅影響冶煉廠的正常生產(chǎn)，而且威脅到人們的生命安全。因此，為電機設置適當、全面的保護是非常重要的。智能電機保護器集保護、遙控、通信、遙控、顯示等功能于一體，是目前功能zui全面的電機保護設備，可以最大限度地保證設備運行的安全可靠性，實現(xiàn)智能、高精度的保護，也可以全面監(jiān)控電機的狀態(tài)。

一電機過載保護設備的發(fā)展

1熱繼電器

熱繼電器是一種傳統(tǒng)的電機保護裝置，使用不同熱膨脹系數(shù)的雙金屬片來實現(xiàn)反時限保護。其特點是結構簡單，價格低廉，但也存在穩(wěn)定性差、重性差、保護功能單一等缺點。

2電子電機保護器

隨著電子技術的不斷發(fā)展，電子電機保護器應運而生，從最初模擬電路的固態(tài)繼電器到后來數(shù)字電路的智能繼電器，特別是微處理器的發(fā)展，實現(xiàn)了電機保護器的測量、保護和控制功能。通過采集電流、電壓、頻率和熱電阻信號，可實現(xiàn)短路、過載、堵塞、加班啟動、接地、缺相或不平衡保護等保護功能，滿足各種啟動控制方法。

3智能電機保護器

隨著微機通信技術和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，智能電機保護器增加了通信模塊。通過雙向通信和網(wǎng)絡技術，不僅可以收集數(shù)據(jù)，在線監(jiān)控運行狀態(tài)，還可以實現(xiàn)遠程控制。特別是現(xiàn)場總線網(wǎng)絡通信的應用簡化了網(wǎng)絡結構，大大減少了控制電纜的使用。

二智能電機保護器的組成

1智能電機保護器的組成

智能電機保護器由主模塊和顯示模塊組成。主模塊包括電源模塊、數(shù)字信號處理器、開關輸入輸出模塊、模擬采集模塊、通信模塊等。；顯示模塊負責顯示運行參數(shù)和保護整定值的設置。

如果主模塊和顯示模塊集成，則稱為集成智能電機保護器；如果分開，則稱為分體智能電機保護器。一些智能電機保護器的測量模塊也獨立于本體。

2智能電機保護器功能

智能電機保護器通過微處理器收集和處理電機電路的電流和電壓信號，并根據(jù)遙控指令或當?shù)乜刂浦噶畲_定電機的啟動或停止。雖然不同品牌的產(chǎn)品名稱和型號不同，但其核心功能基本相同，具體如下：

保護功能；測量功能；測量功能；控制功能；管理功能；信息采集功能；通信功能；

三智能電機保護器的合理選擇

智能電機保護器的選擇應根據(jù)安裝現(xiàn)場的自然環(huán)境、電磁環(huán)境、測控保護和控制要求來確定。

安裝位置的環(huán)境條件；控制電壓；測控保護要求；控制要求；通信要求；配合柜體要求

四智能電機保護器的應用實例

在有色冶煉中，智能電機保護器的主要應用模式是保護模式、終端控制模式、全通信模式和半通信模式。

1保護模式

在保護模式下，智能電機保護器只使用自己的保護功能和測量功能，不參與外部控制，相當于原熱繼電器的功能。具體接線如圖1所示。

圖1保護模式接線圖

這種模式適用于原系統(tǒng)的改造升級，外部控制接線的修改很小。優(yōu)點是最大限度地降低了智能電機保護裝置本身或通信問題造成的風險；缺點是未能充分發(fā)揮智能電機保護器的功能，遠程DCS控制線仍采用硬線。一些保守客戶普遍采用這種模式，因為他們不信任通信的穩(wěn)定性和可靠性。

2端子控制模式

在端子控制模式下，智能電機保護器通過自己的開關量輸入端子收集外部控制命令，然后控制開關量輸出電機的啟停或正反轉。具體接線如圖2所示。

圖2端子控制模式接線圖

在這種模式下，智能電機保護器具有保護和控制兩個功能。與上述保護模式相比，其優(yōu)點是可以充分利用智能電機保護器的控制功能，但與保護模式一樣，其遠程DCS控制線仍然是硬線。

3全通信模式

4半通信模式

五問題和建議

1智能電機保護器短路保護問題

智能電機保護器具有多種保護功能，其中短路保護就是其中之一。其主要保護邏輯是根據(jù)收集到的電流進線分析計算的。當電流超過電機額定電流的5倍時，其短路保護出口發(fā)出斷路器跳閘命令。跳閘命令是通過斷路器的激勵線圈實現(xiàn)的。這個邏輯本身沒有問題，問題在于智能電機保護器和激勵線圈的工作電源。正常情況下，工作電源從電機主電路的某一相上取電。當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，或者當工作電源所在相發(fā)生單相接地短路時，相電壓也會下降。當電壓降至小于智能電機保護器和激勵脫扣器的正常工作電壓時，智能電機保護器和激勵線圈無法正常工作，短路保護也無法實現(xiàn)。事實上，電機主電路的斷路器本身具有良好的短路保護功能，因此智能電機保護器不太必要設置短路保護。

2智能電機保護器測量精度低的問題

智能電機保護器基本上只配備一組三相CT，保護器的保護功能必須是di一位的，測量和測量功能只附帶，因此配置的CT應首先滿足保護功能的需要。保護功能中使用的CT要求較大的故障電流不能飽和，以更好地反映一次電流值，因此智能電動保護器在正常電流通過時的測量精度較低。因此，智能電機保護器的測量數(shù)據(jù)不適合作為企業(yè)的生產(chǎn)成本數(shù)據(jù)。如果您想收集能耗數(shù)據(jù)，則應單獨設置測量CT和測量表。

六ARD系列電機保護器產(chǎn)品選型介紹

ARD智能電機保護器適用于額定電壓至660V的低壓電機電路，集保護、測量、控制、通信、運行和維護于一體。其完善的保護功能保證了電機的安全運行，具有邏輯可編程功能，可滿足各種控制方法。本產(chǎn)品采用分體式結構，由主體、顯示單元和互感器組成，可適應各種機柜的安裝?？蛇x擇不同的通信模塊來滿足現(xiàn)場通信的需要。

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），電流與電流不平衡、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、啟動加時、漏電、欠載、斷相、堵塞、堵塞、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、啟動次數(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，滿足直接啟動、星三角啟動、自耦變壓器啟動等多種啟動方式。通過通信總線，可以實現(xiàn)主站對電機的遙控“啟停"。

■可選抗震功能：支持搖電立即重啟，失壓重啟。

■可選MODBUS_RTU通信、PROFIBUSDP通信，支持最多2個通信接口。

■可選擇1路DC4-20ma模擬輸出接口，與DCS系統(tǒng)相連，實現(xiàn)對現(xiàn)場設備的監(jiān)控。

■有故障記錄、起動記錄、停車記錄、DI變位記錄、再起動記錄等各種事件記錄。

■顯示界面液晶顯示，支持中英文切換。

2產(chǎn)品選型

七結束語

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、遙控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用和推廣，還需要工程設計人員和設備廠家密切配合，根據(jù)出現(xiàn)的問題提出更好的解決方案。

參考文獻：

[1]卞海林.智能電動機保護器在有色冶煉行業(yè)中的應用實踐[J].有色冶金節(jié)能,2021,37(6)

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[3]GB14048.4-2020低壓開關設備和控制設備第4-1部分：接觸器和電動機起動器機電式接觸器和電動機起動器(含電動機保護器).