胡 鋒

江西銅業(yè)集團(tuán)銅工事業(yè)部，江西南昌 330096

1 工廠與產(chǎn)品介紹

江銅甕福化工有限公司成立于2005年，年產(chǎn)硫酸40萬(wàn)噸，鐵精礦20萬(wàn)噸，發(fā)電9 000萬(wàn)度，是江西銅業(yè)集團(tuán)“十一五”期間建設(shè)的重點(diǎn)項(xiàng)目，工程總投資3億元。主要工藝設(shè)備全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，人員投入比較少，符合現(xiàn)代化生產(chǎn)要求，工藝工程控制精確、無(wú)誤，實(shí)現(xiàn)了無(wú)污染，綠色生產(chǎn)。工廠有五臺(tái)變壓器，五個(gè)低壓配電室，總用電負(fù)荷8 000kW，高低壓電機(jī)200余臺(tái)。2/3以上電機(jī)使用丹東華通公司PDM-810MRL智能型馬達(dá)保護(hù)控制器。具有短路保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、定時(shí)限過(guò)負(fù)荷保護(hù)、反時(shí)限過(guò)負(fù)荷保護(hù)、缺相或不平衡保護(hù)、接地保護(hù)/漏電保護(hù)、欠壓和過(guò)壓保護(hù)、外部過(guò)熱等多種完善的保護(hù)功能；具有電流測(cè)量及顯示功能，同時(shí)具有故障原因指示功能；具有各種直接起動(dòng)、可逆起動(dòng)、星角起動(dòng)等多種方式的起?？刂?、操作及電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)指示功能，可以大大簡(jiǎn)化抽屜內(nèi)接線(xiàn)，PDM-810MRL具有1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)RS-485通訊接口，MODBUS RTU通訊協(xié)議，通過(guò)其現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方遙控起停電動(dòng)機(jī)操作、電動(dòng)機(jī)額定工作參數(shù)、CT變比，各種保護(hù)動(dòng)作的定值及時(shí)限的整定等。具有強(qiáng)大的事件記錄功能，記錄最近的8次保護(hù)跳閘事件，包括保護(hù)動(dòng)作原因及發(fā)生時(shí)間，便于分析事故原因。PDM-810MRL具有獨(dú)立的保護(hù)動(dòng)作信號(hào)繼電器輸出接口，同時(shí)還具有標(biāo)準(zhǔn) 的DC4-20mA模擬量可編程輸出接口，為DCS或PLC系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備監(jiān)控提供了極大的便利。

2 智能型馬達(dá)保護(hù)控制器組網(wǎng)

PDM-810MRL采用MODBUS RTU通訊協(xié)議，每臺(tái)設(shè)備以總線(xiàn)方式接入2000R+通訊控制器下行通訊采集口，2000R+通訊控制器有兩個(gè)下行通訊采集口，每個(gè)通訊口可以采集32臺(tái)丹東華通PDM儀表，2000R+通訊控制器對(duì)所據(jù)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)歸納、整理和計(jì)算，并根據(jù)程序要求按順序排列?？紤]到各個(gè)配電室距離之間比較分散，采用485通訊信號(hào)會(huì)衰減，再加上現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的電磁干擾，很難保證通訊的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性。我們?cè)谂潆娛业街锌厥抑g采用光纖傳輸，傳輸速度快，抗干擾強(qiáng)，光纖比普通電纜的使用壽命長(zhǎng)，在腐蝕性強(qiáng)的化工廠更應(yīng)該使用。2000R+通訊控制器有兩個(gè)上行通訊口，我們將一路送往電力監(jiān)控系統(tǒng)ECS，一路送往工藝控制系統(tǒng)DCS，2000R+通訊控制器采集的PDM-810MRL數(shù)據(jù)可以直接接入DCS系統(tǒng)，利用DCS系統(tǒng)硬件設(shè)備，可以在DCS系統(tǒng)上將電機(jī)電流值，開(kāi)停信號(hào)組態(tài)在監(jiān)控畫(huà)面上，還可設(shè)置遙控開(kāi)、停電機(jī)按鈕，這樣會(huì)很方便操作員操作，也可以減少一些安全事故的發(fā)生。電力監(jiān)控系統(tǒng)ECS，需要多串口卡將多個(gè)串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)形式接入服務(wù)器。

3 智能型馬達(dá)保護(hù)控制器安裝、調(diào)試

圖1 馬達(dá)保護(hù)控制器電氣原理圖

馬達(dá)保護(hù)控制器接入三相電流互感器二次信號(hào)，三相電流互感器二次額定值應(yīng)與馬達(dá)保護(hù)控制器額定電流采樣值一致。馬達(dá)保護(hù)控制器具有三相交流電壓輸入，可實(shí)現(xiàn)相關(guān)保護(hù)及電壓、功率等信號(hào)的測(cè)量，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量、失壓重起動(dòng)等功能，380V/660V電壓輸入可采用三相電壓直接輸入，無(wú)須電壓互感器轉(zhuǎn)換 ，接線(xiàn)方式為三相三線(xiàn)制或三相四線(xiàn)制直接接入。三相交流電壓應(yīng)取自電動(dòng)機(jī)主回路中斷路器的下方，一旦塑殼斷路器合閘時(shí)出現(xiàn)故障，馬達(dá)保護(hù)控制器立即保護(hù)跳閘。電動(dòng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)操作箱上安裝啟動(dòng)、停止開(kāi)關(guān)和指示燈，DCS啟動(dòng)、停止開(kāi)關(guān)與現(xiàn)場(chǎng)操作箱啟動(dòng)、停止開(kāi)關(guān)并聯(lián)。啟動(dòng)信號(hào)接入DI1、DI2，停止、復(fù)位信號(hào)接入DI3.為防止誤操作，可以在現(xiàn)場(chǎng)操作箱上設(shè)置轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，操作員來(lái)選擇機(jī)旁還是遠(yuǎn)方控制。遠(yuǎn)方控制可以在人無(wú)法接近設(shè)備時(shí)，在電腦上直接停止設(shè)備，可以防止人員受到傷害，在緊急情況下可以迅速停止設(shè)備，避免事故的發(fā)生。一般我們采取現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)設(shè)備，啟動(dòng)后將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)打到遠(yuǎn)方，停車(chē)時(shí)DCS遠(yuǎn)方停止設(shè)備。在膠帶輸送機(jī)上有防滑裝置、拉繩開(kāi)關(guān)、跑偏開(kāi)關(guān)，將這些信號(hào)接入并聯(lián)接入DI7外部故障端子，當(dāng)防滑裝置、拉繩開(kāi)關(guān)、跑偏開(kāi)關(guān)動(dòng)作后，馬達(dá)保護(hù)器DI7外部故障端子閉合，控制輸出端子Q1、Q2斷開(kāi)，報(bào)警輸出動(dòng)作，經(jīng)過(guò)人工復(fù)位后才能啟動(dòng)設(shè)備。馬達(dá)保護(hù)器為我們?cè)O(shè)計(jì)了直接啟動(dòng)方式、星---三角啟動(dòng)方式、自耦變壓器啟動(dòng)方式，正反裝控制，雙速電機(jī)控制，將接觸器和電機(jī)接入，在馬達(dá)保護(hù)器Q1、Q2、Q3上接入接觸器線(xiàn)圈，就能實(shí)現(xiàn)以上方式的運(yùn)行。在啟動(dòng)過(guò)程中短路、接地保護(hù)投入，其它保護(hù)退出，啟動(dòng)完成后所有保護(hù)投入。

安裝好設(shè)備后，我們拆下接觸器下端的電動(dòng)機(jī)，在現(xiàn)場(chǎng)控制箱上按下啟動(dòng)按鈕，馬達(dá)保護(hù)器控制輸出Q1、Q2閉合，接觸器得電吸合，在到達(dá)啟動(dòng)時(shí)間后，控制輸出Q1、Q2斷開(kāi)，接觸器釋放，馬達(dá)保護(hù)控制器顯示啟動(dòng)欠電流保護(hù)報(bào)警，馬達(dá)保護(hù)控制器斷電后報(bào)警消失，此報(bào)警是因?yàn)槲覀冊(cè)囓?chē)時(shí)沒(méi)有接入電動(dòng)機(jī)造成的。電動(dòng)機(jī)空負(fù)荷試車(chē)，出現(xiàn)了某一相電流不定時(shí)的出現(xiàn)很大的一個(gè)電流值，從而使馬達(dá)保護(hù)控制器給電動(dòng)機(jī)一個(gè)缺相不平衡的保護(hù)信號(hào)，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)不能正常運(yùn)行，經(jīng)檢查小電流回路電流互感器全部為100/1A，遠(yuǎn)超過(guò)電機(jī)額定電流，我們采用電動(dòng)機(jī)電纜在電流互感器內(nèi)繞五圈，在馬達(dá)保護(hù)控制器期內(nèi)把變比縮小5倍，從而增大馬達(dá)保護(hù)控制器的采樣電流，改造后小電流回路能正常運(yùn)行，且馬達(dá)保護(hù)控制器電流顯示更準(zhǔn)確穩(wěn)定。

4 馬達(dá)保護(hù)器使用效果和故障分析

在工廠試生產(chǎn)過(guò)程中，出現(xiàn)過(guò)電動(dòng)機(jī)過(guò)負(fù)荷、堵轉(zhuǎn)，膠帶輸送機(jī)打滑、跑偏，馬達(dá)保護(hù)控制器都及時(shí)停機(jī)保護(hù)，提示工程師對(duì)設(shè)備檢查、保養(yǎng)，沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)電機(jī)繞組燒壞，為工廠正常生產(chǎn)提供了保證。操作員能在控制室操作設(shè)備開(kāi)停，監(jiān)控設(shè)備，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。有故障會(huì)發(fā)出報(bào)警聲音，提醒大家注意。馬達(dá)保護(hù)器在使用中，遇到雷暴天氣電網(wǎng)系統(tǒng)電壓波動(dòng)時(shí)，容易造成內(nèi)部芯片損壞，馬達(dá)保護(hù)器控制輸出端子Q1、Q2接在接觸器線(xiàn)圈上，在接觸器釋放時(shí)，會(huì)有電壓升高現(xiàn)象，容易損壞馬達(dá)保護(hù)控制器器Q1、Q2輸出繼電器。針對(duì)以上問(wèn)題我們進(jìn)行了改造，在低壓進(jìn)線(xiàn)上增加了浪涌抑制器，使電網(wǎng)過(guò)電壓時(shí)能量釋放到大地，保護(hù)配電設(shè)備；我們?cè)隈R達(dá)保護(hù)控制器Q1、Q2輸出繼電器上接入中間繼電器，中間繼電器去控制接觸器吸合、釋放，中間繼電器電感小，在釋放時(shí)馬達(dá)保護(hù)控制器Q1、Q2輸出繼電器無(wú)傷害，且更換容易，價(jià)格便宜。

[1]低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)器行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JB/T10736-2007.

[2]任致遠(yuǎn)，周中.電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M].北京：中國(guó)電力出版社，2007.