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傳統(tǒng)的低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)是通過(guò)繼電保護(hù)二次回路實(shí)現(xiàn),隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,出現(xiàn)了一些對(duì)電路起全面保護(hù)的電動(dòng)機(jī)控制器。根據(jù)電廠輔助控制設(shè)備的電機(jī)保護(hù)的特點(diǎn)及其控制要求,結(jié)合ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器在發(fā)電廠低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制中的應(yīng)用,綜合介紹ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器產(chǎn)品的特點(diǎn)及其智能化保護(hù)
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(不超過(guò)20項(xiàng))
電源產(chǎn)品分類
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UPS電源
穩(wěn)壓電源
EPS電源
變頻電源
凈化電源
特種電源
發(fā)電機(jī)組
開關(guān)電源(AC/DC)
逆變電源(DC/AC)
模塊電源(DC/DC)
電源應(yīng)用分類
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通信電源
電力電源
車載電源
軍工電源
航空航天電源
工控電源
PC電源
LED電源
電鍍電源
焊接電源
加熱電源
醫(yī)療電源
家電電源
便攜式電源
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電源配套分類
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功率器件
防雷浪涌
測(cè)試儀器
電磁兼容
電源IC
電池/蓄電池
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傳感器
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電子元件
連接器及端子
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電解電容
PCB/輔助材料
新能源分類
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太陽(yáng)能(光伏發(fā)電)
風(fēng)能發(fā)電
潮汐發(fā)電
水利發(fā)電
燃料電池
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:
其他
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<P align=right>徐霜 </P> <P align=right>(安科瑞電氣股份有限公司,上海 嘉定 201801) </P> <P> 摘要:傳統(tǒng)的低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)是通過(guò)繼電保護(hù)二次回路實(shí)現(xiàn),隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,出現(xiàn)了一些對(duì)電路起全面保護(hù)的電動(dòng)機(jī)控制器。根據(jù)電廠輔助控制設(shè)備的電機(jī)保護(hù)的特點(diǎn)及其控制要求,結(jié)合ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器在發(fā)電廠低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制中的應(yīng)用,綜合介紹ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器產(chǎn)品的特點(diǎn)及其智能化保護(hù)、測(cè)量、控制和通訊等,供工程設(shè)計(jì)中參考。 </P> <P> <STRONG>一、概述: </STRONG></P> <P> 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,我國(guó)發(fā)電廠電機(jī)設(shè)備的使用量逐步增多,促使電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)揮成為了其他的設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提條件,因此能夠合理選擇和使用電動(dòng)機(jī)控制器是對(duì)正常的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工作負(fù)責(zé)的表現(xiàn),只有在電動(dòng)機(jī)正常發(fā)揮其功能的基礎(chǔ)上,才能夠保證整個(gè)行業(yè)的工作流程不會(huì)受到干擾,可以正常運(yùn)行。在火力發(fā)電廠中,低壓電動(dòng)機(jī)的控制原理和應(yīng)用情況在火力發(fā)電廠中一直是一項(xiàng)技術(shù)難題[1,2]。 </P> <P> 在電廠電機(jī)設(shè)備的保護(hù)設(shè)計(jì)中,低壓電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用及保護(hù)配置可采用多種方案進(jìn)行設(shè)計(jì),對(duì)于過(guò)去采用熱繼電器、斷路器(或熔斷器)作為電動(dòng)機(jī)過(guò)負(fù)荷保護(hù)、斷相保護(hù)、短路保護(hù)和控制元件,由于受到通信功能不夠靈活等多種條件的約束,已經(jīng)無(wú)法滿足日益發(fā)展的電廠設(shè)備自動(dòng)化生產(chǎn)的要求,而新型智能電動(dòng)機(jī)控制器可實(shí)現(xiàn)重載起動(dòng),實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的溫度保護(hù),還提供多種測(cè)控功能和多種電動(dòng)機(jī)控制模式,能夠滿足對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)控制要求,有效地保障了電機(jī)的安全運(yùn)行。本文以ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器在發(fā)電廠中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行具體介紹。 </P> <P> <STRONG>二、電廠對(duì)電動(dòng)機(jī)控制器的功能要求 </STRONG></P> <P> 在我國(guó)機(jī)電行業(yè)中,電動(dòng)機(jī)是應(yīng)用最為廣泛的,發(fā)電總量中消耗在電動(dòng)機(jī)上的電量就占了很大一部分,而各類風(fēng)機(jī)、水泵、空壓機(jī)又占電動(dòng)機(jī)所耗電的一半以上。發(fā)電廠電動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境較惡劣,經(jīng)常容易發(fā)生堵轉(zhuǎn)、短路、斷相或長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行等故障[3],所以控制器要能夠?qū)υ趷毫迎h(huán)境中工作的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)保護(hù)、控制,保證發(fā)電廠電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。 </P> <P> 根據(jù)《火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》(DL/T 5153-2002),低壓廠用電動(dòng)機(jī)應(yīng)裝設(shè)相間短路保護(hù)、單相接地保護(hù)(或者單相接地短路保護(hù))、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、低電壓保護(hù)、斷相保護(hù)[4]。因此,電廠項(xiàng)目需要電壓、電流全電量參數(shù)測(cè)量,并且?guī)ㄓ嵐δ,控制器需要有自診斷輸出、斷電輸出、故障記錄等功能,總結(jié)為如下功能: </P> <P> <STRONG>1、實(shí)現(xiàn)完善的電機(jī)保護(hù)功能 </STRONG></P> <P> 控制器通過(guò)采集三相交流電流、三相交流電壓、剩余電流、PTC熱電阻阻值、電動(dòng)機(jī)電能等電量參數(shù),以及電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等信號(hào),經(jīng)控制器內(nèi)部處理運(yùn)算,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)超時(shí)、過(guò)載、阻塞、欠載、斷相、三相電流不平衡、剩余電流(接地/漏電)、溫度、外部故障、相序、過(guò)壓、欠壓、欠功率、過(guò)功率、tE時(shí)間等全面綜合保護(hù),進(jìn)而保證發(fā)電廠生產(chǎn)工作的安全連續(xù)運(yùn)行[4]。 </P> <P> <STRONG>2、實(shí)現(xiàn)多種電動(dòng)機(jī)控制方式 </STRONG></P> <P> 智能型電動(dòng)機(jī)控制器通過(guò)程序控制,實(shí)現(xiàn)多種不同的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制,采用控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)的操作控制權(quán)限包括:1)RS-485通訊接口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制;2)能夠通過(guò)顯示模塊上的按鍵進(jìn)行操作控制;3)通過(guò)DCS系統(tǒng)控制DI端子實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制;4)DI端子現(xiàn)場(chǎng)就地控制。 </P> <P> <STRONG>3、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行 </STRONG></P> <P> 電廠通過(guò)控制器能夠?qū)崟r(shí)觀察現(xiàn)場(chǎng)電動(dòng)機(jī)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的電壓、電流、頻率等參數(shù)以及電動(dòng)機(jī)當(dāng)前的運(yùn)行狀況,操作顯示模塊上的按鍵設(shè)置電廠電動(dòng)機(jī)設(shè)備的起動(dòng)方式(可選擇手步啟動(dòng)、兩步啟動(dòng)、雙速啟動(dòng)和保護(hù)方式)。 </P> <P> <STRONG>4、實(shí)現(xiàn)通訊功能 </STRONG></P> <P> 控制器可通過(guò)RS-485通訊接口,經(jīng)過(guò)Modbus-RTU或Profibus-DP通訊協(xié)議與上位機(jī)管理系統(tǒng)進(jìn)行通訊連接,將信息在最短時(shí)間內(nèi)發(fā)送給后臺(tái)管理系統(tǒng)并對(duì)故障信息發(fā)出報(bào)警信號(hào),使操作人員能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障原因并及時(shí)排除故障,實(shí)現(xiàn)電廠電動(dòng)機(jī)設(shè)備的數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸功能。 </P> <P> ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器采用模塊化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式,包括主體控制模塊、互感器模塊和顯示模塊,并可根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用選配ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器的其他功能模塊和附件。通過(guò)采用ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器安裝在低壓開關(guān)柜,與轉(zhuǎn)換開關(guān)、接觸器、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器等電器元件構(gòu)成電動(dòng)機(jī)控制保護(hù)單元,實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程自動(dòng)控制、現(xiàn)場(chǎng)直接控制、液晶界面參數(shù)指示、信號(hào)報(bào)警、現(xiàn)場(chǎng)總線通信等功能,提高了整個(gè)控制回路的可靠性和穩(wěn)定性的同時(shí)降低了操作人員現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)工作量。通過(guò)選配抗晃電模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)電路的抗晃電和自起動(dòng),當(dāng)ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器輔助電源斷電時(shí),可以向控制器持續(xù)供電10s,同時(shí),選配AC380V電源模塊,用于控制器使用AC380V作為輔助電源的場(chǎng)所。 </P> <P> <STRONG>三、 ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器在發(fā)電廠低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)中的應(yīng)用 </STRONG></P> <P> 隨著電廠DCS系統(tǒng)的大規(guī)模推廣應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)電動(dòng)機(jī)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)集中監(jiān)控已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化控制的關(guān)鍵點(diǎn)之一,圖1為ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器在電廠應(yīng)用中的現(xiàn)場(chǎng)總線布局。ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器為用戶提供RS485(Modbus-RTU/Profibus-DP)通訊接口,可以采集工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電動(dòng)機(jī)的三相交流電壓、零序電流、熱電阻值、電動(dòng)機(jī)電能以及狀態(tài)監(jiān)控信息,并匯集到現(xiàn)場(chǎng)總線,操作人員可通過(guò)上位機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行情況,實(shí)現(xiàn)運(yùn)行人員操作界面的DCS遠(yuǎn)程操控[5]。 </P> <P align=center><IMG border=0 alt=ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器的現(xiàn)場(chǎng)總線布局 src="/uploadfile/newspic/20141229142844821.jpg"></P> <P align=center>圖1 ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器的現(xiàn)場(chǎng)總線布局 </P> <P> 如圖2 ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器工程典型應(yīng)用方案圖中所示,電路通電后,控制器采集轉(zhuǎn)換開關(guān)KK1信號(hào),控制器通過(guò)讀取控制權(quán)限端口(14,15)的信號(hào)值選擇遠(yuǎn)程控制或者就地控制電機(jī)起動(dòng)。如圖2中接線所示,若控制器端口(15)采集到的信號(hào)為“1”,則遠(yuǎn)程控制電機(jī)起動(dòng);若控制器端口(15)采集到的信號(hào)為“0”,則就地控制電機(jī)起動(dòng)?刂破鞑杉F(xiàn)場(chǎng)三相交流電壓、三相交流電流、零序電流、接觸器工作狀態(tài)、斷路器工作狀態(tài)以及DCS柜急停按鈕SA等電器元件的信號(hào),通過(guò)控制器處理電路后經(jīng)CPU進(jìn)行運(yùn)算、處理后,按照實(shí)際生產(chǎn)要求的各種保護(hù)性能、測(cè)量參數(shù)、控制邏輯、數(shù)據(jù)傳輸?shù)纫,控制現(xiàn)場(chǎng)90L液晶顯示界面上電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)以及電廠電機(jī)設(shè)備控制回路中的一些重要電力參數(shù)的顯示值,以及控制開關(guān)量輸出的工作狀態(tài),對(duì)電動(dòng)機(jī)設(shè)備的起動(dòng)方式以及運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行控制保、護(hù)?刂破鞯哪M量輸出口(35,36)輸出4-20mA的模擬量信號(hào),DCS系統(tǒng)讀取模擬量信號(hào)后判斷電機(jī)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí),作為電動(dòng)機(jī)控制器個(gè)體設(shè)備,實(shí)現(xiàn)就地保護(hù)是其基本功能。ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器能夠通過(guò)RS485通訊接口(25,26)將現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的參數(shù)實(shí)時(shí)反饋至上位機(jī),方便現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員對(duì)各個(gè)點(diǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、控制。 {$page$}</P> <P align=center><IMG border=0 alt=ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器工程典型應(yīng)用方案圖 src="/uploadfile/newspic/20141229142857508.jpg"></P> <P align=center>圖2 ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器工程典型應(yīng)用方案圖 </P> <P> <STRONG>四、電廠選用ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器產(chǎn)生的效果 </STRONG></P> <P> 對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行實(shí)施保護(hù)以及保證電動(dòng)機(jī)能夠連續(xù)不間斷的運(yùn)行對(duì)于生產(chǎn)是至關(guān)重要的,電廠選用ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器后帶來(lái)的好處有: </P> <P> <STRONG>1、組網(wǎng)靈活性高,便于控制 </STRONG></P> <P> 電廠中電動(dòng)機(jī)控制器與配電產(chǎn)品的應(yīng)用有著相同的比重,在實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)的工作過(guò)程中,它們是密不可分的。ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器提供了RS-485通訊接口,并且實(shí)現(xiàn)多種協(xié)議的選擇(Modbus-RTU/Profibus-DP),通過(guò)RS-485與上位機(jī)之間的通信,能夠方便工程師通過(guò)計(jì)算機(jī)后臺(tái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制和在線監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀況等。 </P> <P> <STRONG>2、實(shí)時(shí)顯示參數(shù),方便現(xiàn)場(chǎng)巡檢 </STRONG></P> <P> ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器是采用模塊化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式,將顯示模塊安裝在DCS柜體,通過(guò)液晶界面即可實(shí)時(shí)觀察當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài),便于用戶對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電動(dòng)機(jī)的維護(hù)和控制。 </P> <P> <STRONG>3、節(jié)能降耗 </STRONG></P> <P> 電動(dòng)機(jī)控制器在節(jié)能降耗方面的作用開始為大家所重視,ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器可以在電動(dòng)機(jī)設(shè)備處于欠載等運(yùn)行狀態(tài)時(shí)做自動(dòng)停機(jī),有效的避免了能源的浪費(fèi),為企業(yè)節(jié)省資金。 </P> <P> <STRONG>4、信息集中化 </STRONG></P> <P> 用戶可通過(guò)通訊模塊實(shí)現(xiàn)在后臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中各個(gè)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況,隨時(shí)觀察設(shè)備的運(yùn)行參數(shù),如:電動(dòng)機(jī)電流、電壓、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況、電動(dòng)機(jī)電能等參數(shù),通過(guò)分析采集到的信息,用戶可以對(duì)各個(gè)設(shè)備的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,提高了整個(gè)控制系統(tǒng)的安全性、可靠性。 </P> <P> <STRONG>5、智能化自控保護(hù) </STRONG></P> <P> ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器使用靈活,報(bào)警和保護(hù)參數(shù)可以通過(guò)軟件根據(jù)電廠電動(dòng)機(jī)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行條件預(yù)設(shè)不同的值,避免因過(guò)度保護(hù)影響實(shí)際生產(chǎn)。用戶在選用ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器后,一旦現(xiàn)場(chǎng)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障,控制器及時(shí)控制電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行,并對(duì)各種故障信息作出相應(yīng)的指示和記錄,方便用戶查詢故障信息。在電網(wǎng)故障造成電壓瞬間較大幅度的波動(dòng)或者短時(shí)斷電又恢復(fù),帶抗晃電功能時(shí)可使電動(dòng)機(jī)控制器重新起動(dòng)。 </P> <P> <STRONG>6、記錄電機(jī)故障信息,便于現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題分析 </STRONG></P> <P> 在發(fā)電廠工作的電動(dòng)機(jī)設(shè)備大多數(shù)處于高溫、潮濕、多塵埃的工況下,很容易出現(xiàn)故障,一旦發(fā)生故障,檢修人員也很難第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障原因,并且需要一定的時(shí)間、人力和物力才能分析故障原因。ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器有強(qiáng)大的故障和事件記錄、運(yùn)行管理信息為現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員節(jié)省了大量的時(shí)間,提高了維修人員的工作效率,進(jìn)一步提高了整個(gè)控制回路的性能。 </P> <P> <STRONG>五、結(jié)束語(yǔ) </STRONG></P> <P> 在發(fā)電廠低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)和監(jiān)控系統(tǒng)中采用ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器,在提高控制回路的自動(dòng)化水平和可靠性的同時(shí)也提高了企業(yè)的綜合效益,做到了可靠性和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一。并且,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器在發(fā)電廠低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)及測(cè)控運(yùn)行過(guò)程中將起到越來(lái)越大的作用。 </P> <P> <STRONG>參考文獻(xiàn): </STRONG></P> <P> [1]滿連善.低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)在火力發(fā)電廠的應(yīng)用.電子技術(shù)與軟件工程.2014(2) </P> <P> [2]嚴(yán)剛,郭英臣.智能馬達(dá)控制器在發(fā)電廠的應(yīng)用.華電技術(shù).2008(3) </P> <P> [3]周中.智能電網(wǎng)用戶端電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)產(chǎn)品選型及解決方案[M].北京.機(jī)械工業(yè)出版社. 2011.10 </P> <P> [4]胡剛.低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)在火力發(fā)電廠的應(yīng)用.企業(yè)科技與發(fā)展.2009(16) </P> <P> [5]張宇偉.ST500智能控制器在發(fā)電廠低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)中的應(yīng)用.科技風(fēng).2011(6) </P> <P> 作者簡(jiǎn)介:徐霜,女,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向?yàn)殡姍C(jī)保護(hù)節(jié)能控制<SPAN style="FONT-FAMILY: Webdings"><</SPAN></P>