安科瑞 华楠

摘要：介绍了一种集保护、测量、显示、通信等为一体的电动机?；げ饪刈爸?，该保护测控装置具有对电动机的过载、堵转、断相、不平衡、接地、过/欠压等故障引起的危害予以不同的保护。同时可通过串口或以太网通讯与电力监控系统Acrel-2000连接，实现在线监测和自动控制。

关键词：电动机保护装置；电力监控系统；在线监测；自动控制

0 引言

     某化工企业热电站锅炉引、送风机配套电机功率均为450kW的10kV的高压电机，电机一旦损坏，将造成全线停车，并且维修周期长、费用高，给生产造成较大的影响。锅炉引、送风电机长期运行在高温、尘多的恶劣环境中，容易发生轴承损坏，定转子相擦故障以及机械过负荷引起电机绕组绝缘老化，定子绕组的相间短路，匝间短路及单相接地等故障。如不及时发现处理，一旦电机损坏，直接威胁着企业的**生产，给企业造成较大的损失。为保证高压电机**稳定运行，提高?；さ牧槊粜?、可靠性，高压电机均采用安科瑞AM5SE-M电动机?；げ饪刈爸茫源锏娇焖偾卸瞎收系哪康?。

1 电动机?；ぷ爸酶攀?/span>

     AM5SE-M电动机?；げ饪刈爸每捎τ糜诠β饰?/span>2000kW及以下的高压电动机。电动机?；げ饪刈爸镁哂斜；ぁ⒉饬俊⑾允?、通信等在线监测功能，通过自身完善的?；すδ?，对电机的轴承损坏、定转子相擦、匝间短路等产生的发热情况能起到很好的保护作用，可就地安装于高压开关柜上，通过串口或以太网通讯与电力监控系统Acrel-2000连接，监控系统可实时监控和?？兀先菀资迪肿远刂萍霸谙呒嗖?。

2 ?；づ渲眉霸?/span>

AM5SE-M电动机?；げ饪刈爸镁哂械缁墓鞅；?、过负荷?；ぁ⒐缺；?、堵转?；?、启动时间过长?；?、断相?；?、电流不平衡?；?、低电压保护及过电压?；さ榷缘缁娜妆；?，并具有测量、监控、操作、故障记录和通信等各项功能，用户可根据需要自行选择投入或退出。

2.1 过流?；?/span>

AM5SE-M电动机?；げ饪刈爸弥械墓鞅；?/span>主要用作电机内部及进线的短路?；?，主要分为启动中/运行中过流一段?；ぁ⒐鞫伪；?、反时限过流?；?。

异步电动机在启动过程中电流很大，通常能达到5～8倍额定电流(Ie)，启动时间能长达几十秒。装置设两个过流一段定值，在启动过程中采用“启动时过流一段定值”，该值按躲过电动机启动电流整定，等电动机启动过程结束后，自动采用“运行时过流一段定值”，该值按电动机自启动电流和区外出口短路时电动机反馈电流考虑，取两个电流中的大者。

2.2 过热?；?/span>

过热?；な峭ü缘缍诵兄腥热萘康母偌扑憷幢；さ缍庥谝蚬榷醵淌倜蛩鸹怠５缍汉?、启动时间过长、堵转等会产生较大的正序电流；而断相、不对称短路、输入电压不对称时会同时产生较大的正序和负序电流，根据电动机定子正序和负序电流引起的发热特征，可对上述故障提供热过载?；?。

用正、负序综合测量值Ieq作为等效电流来模拟电动机的发热效应，即：

其中：Ieq ：等效电流

I1：正序电流

I2：负序电流

K1：正序电流发热系数，在电机启动过程中K1＝0.5，启动完毕K1＝1

根据电动机的发热模型反时限特性，为合理保护电动机，?；さ亩魇奔?/span>t和等效电流Ieq的关系有如下两条曲线可供选择：

1）

其中：τ：过热时间常数

I∞：允许电机长期运行的电流值，一般可设为1.1

2）

其中：τ：过热时间常数

I∞：允许电机长期运行的电流值，一般可设为1.1

Ip：过负荷前的负载电流，若过负荷前处于冷态，则Ip=0

选择上述两曲线之一进行计算，当热积累值达到τ时，装置发出告警信号或保护跳闸。

保护逻辑见图1。

图1 过热?；ぢ呒?/span>

2.3 堵转保护

堵转?；な欠乐沟缍谠诵惺?，由于转子堵塞而发生电流突然升高，以致烧毁电动机，这种情况可能出现在滚动轴承碎裂、负载转矩突然升高。在电动机启动过程中堵转?；け账缁朐诵凶刺蠖伦；げ藕侠怼Ｔ谝欢ㄒ庖迳?，堵转?；た勺魑缍诵泄讨卸搪繁；さ暮蟊副；?。当电动机三相电流IA、IB、IC任一相超过堵转电流定值，并有转速低信号输入，达到整定延时时间后?；ぬⅰ１；ぢ呒?/span>2。

图2 堵转?；ぢ呒?/span>

2.4 启动时间过长?；?/span>

正常的启动结束后电动机的运行电流将低于额定值或在额定值附近，而启动时间过长则是在启动时间过后电动机的运行电流仍保持较大值（一般为机械原因）。AM5SE-M电动机?；げ饪刈爸每勺远侗鸬鼻肮淌欠裎舳蹋缡窃虻闭ǖ钠舳奔涞酱锖?，电动机的三相电流仍大于启动电流定值时，本?；ざ饔谔?。

2.5 断相?；?/span>

断相保护是为了防止电动机在运行过程中发生断线而导致电动机两相运行产生过热而烧毁，断相?；すδ芡ü觳饣芈返缪?，判断电动机回路断相故障，在检测到断相故障后，断相保护功能启动并触发延时，在设定的延时结束后发出跳闸命令。

2.6 电流不平衡保护

电流不平衡?；な俏朔乐挂蛉嗟缌鞑黄胶饪赡芤鸬牡缍龋?/span>当电流不平衡度超过电流不平衡度设定值，电动机处于已运行状态时，经延时，装置?；ぬ⒒蛘吒婢?。保护逻辑见图3。

图3 电流不平衡?；ぢ呒?/span>

2.7 低电压保护

电动机低压运转时转矩急剧下降，会造成电动机严重过载，因此设置低电压?；?。当三个线电压均小于低电压跳闸/告警定值时，经过延时，装置跳闸或者告警。为防止因PT断线使?；の蠖柚糜蠵T断线闭锁。当发生PT断线时，装置将发出告警信号并闭锁失压?；ぃ?/span>该闭锁条件可选择投入或者退出。装置可以设置是否加入合位作为判断失压的条件，此外，装置可以根据用户使用的场合选择何时解除低电压故障信息，若投入低电压阈值投退，则装置电压小于无压定值时，?；ざ骷纯煞祷兀敉顺龅偷缪广兄低锻?，则装置电压需恢复至正常电压，才可解除故障信息。低电压?；た盘跫喝鱿叩缪褂幸桓龃笥?/span>1.05倍低电压定值，且延时500ms。该条件一旦成立，低电压?；?/span>合理。

3 装置存在的问题及改造

      AM5SE-M电动机保护测控装置虽具有高压电机的全套?；すδ埽背鱿止收媳；ざ骱?，故障已经形成，只能停车处理。装置正常运行时只是监视  电机的运行电压、电流，仅凭这些很难发现故障隐患。为尽早发现事故隐患，把事故消灭在萌芽状态，经充分研究论证后认为：电机的损坏多是绕组、轴承发热，过热?；ぶ皇亲酆霞扑愕缁蚝透盒虻缌鞯娜刃в?，轴承发热后如果再继续运行可能会使电机发生损坏。因此在电机内部预埋PT100电阻型温度传感器用来测量电机内部绕组、轴承温度，并将PT100与ARTM-8温度巡检仪连接，利用ARTM-8实时监测温度，同时通过RS485通讯接口将温度数据也传输至Acrel-2000电力监控系统，便于运行维护人员实时查看温度，为设备的**、稳定运行提供了技术支持。

图4 改造后电力监控网络拓扑图

4 结语

该化工企业拥有10kV高压电机二十余台，采用AM5SE-M电动机?；げ饪刈爸煤?，当发生过流、短路、接地等故障时保护均能可靠动作，防止事故的进一步扩大。利用Acrel-2000电力监控系统对各回路电动机?；ぷ爸檬凳奔嗫?，同时也合理地监视到轴承、绕组温度明显升高的事故隐患，并及时地进行处理，确保电机运行状况良好，避免事故的扩大，保证设备**稳定运行，为企业的连续、稳定生产提供了有力的技术保障。

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