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用智能電子繼電器能有效代替熱繼電器對水泥企業(yè)電動機進行保護

三相異步電動機在水泥行業(yè)有很廣泛應(yīng)用，加強電動機管理，降低電動機燒毀率，對降低生產(chǎn)成本，確保設(shè)備高效運轉(zhuǎn)起著一定作用。過去，一般采用熱繼電器對電動機進行保護，隨著電子技術(shù)發(fā)展，電動機保護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、 電動機常見故障

電動機除了轉(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、電動機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電流而使定子繞組燒毀等。我廠以前在全部使用老式電動機保護元件時，曾對全年燒毀電動機情況作了統(tǒng)計，統(tǒng)計顯示，全年燒毀電動機198臺，過流占47.5%，斷相44.4%，匝間短路占5%。傳統(tǒng)電動機控制電路中，一般采用自動空氣開關(guān)來分斷電路和回路短路保護。而斷相和過電流故障主要依靠熱繼電器。

熱繼電路保護功能的不足：

1) 功耗大。電動機主回路運行電流直接流過熱繼電器，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)定很難達到準(zhǔn)確，動作誤差大。熱繼電器的動作值設(shè)定是機械式的，調(diào)節(jié)誤差大。過流保護是通過電流流過其內(nèi)部的熱敏金屬片引起變形來實現(xiàn)。動作精度差，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) 斷相保護功能差。熱繼電器對電動機斷相故障反映不靈敏，維修中常遇到熱繼電器雖動作，但電動機已燒毀的情況。

2 、采用電子繼電器對電動機進行保護

我們選用SK-2000A、B、C 智能電子繼電器代替部分熱繼電器作為電動機保護元件。SK-2000A、B、C型分別適用于功率1~5KW、5~25KW和17.5~40KW的電動機，經(jīng)過4個月的使用，該裝置動作可靠、靈敏，因此在以后的電路改造中陸續(xù)采用該裝置。此繼電器的外形尺寸和熱繼電器差不多，控制線路變更不大，需AC380V的交流工作電源。其工作原理見圖1。

該系統(tǒng)采用4只內(nèi)置電流互感器對電動機電流檢測。其中，斷相與過流采樣系統(tǒng)相互獨立。當(dāng)供電線路缺相( 或斷相)時，斷相傳感器所感應(yīng)的信號通過邏輯門電路處理后輸入中心控制電路，經(jīng)過2S 的延時，中心控制電路輸出控制信號，使內(nèi)置繼電器動作，輸出觸點斷開，從而使交流接觸器線圈釋放，電動機供電被切斷。

當(dāng)電動機過流(過載) ，電動機主回路電流大于過流調(diào)節(jié)旋鈕設(shè)定值時，電流采樣信號經(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)動設(shè)置指示燈閃亮。當(dāng)過載時間達到設(shè)定值時，中心控制電路輸出信號使內(nèi)置繼電器動作，輸出觸點斷開，電動機供電被切斷。

2.1 特點

1)故障信號采用穿孔式電流取樣，和主回路脫離，避免發(fā)熱。

2) 增加了延時范圍3~60s電流調(diào)節(jié)旋鈕，解決了設(shè)定保護電流和動作時限配合問題，使用者能夠根據(jù)設(shè)備的具體情況，靈活選用延時設(shè)定值。

3) 因?qū)嘞喙收喜扇—毩⒌娜有盘栂到y(tǒng)，使電子繼電器能在(2±0.5)s時限內(nèi)準(zhǔn)確、迅速動作而保護電動機。

4) 智能化，能正確判斷故障，指出故障原因并保持記憶，方便維修人員檢查維修。

2.2 注意事項

1) 電子繼電器的整定電流在按要求設(shè)定投入使用后，應(yīng)加強管理，不可隨意亂調(diào)，穩(wěn)定運行后最好用蠟封。

2) 復(fù)位按鈕最好應(yīng)處在“手動”位置，因選擇自動復(fù)位時，延時3min自動復(fù)位，若電動機因故障動作，不利于崗位人員或維修人員查找故障，如果在“手動”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是水泥磨庫底配料Y112M-4，4KW電動機4臺，2000年3月至2001 年3月使用老式電動機保護元件和2001年4月至2002年4月改用電子繼電器后，電動機燒毀情況統(tǒng)計。