马达保护器在矿山电机控制系统中的选型与应用

刘细凤

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定

摘要:近年来，随着电子技术、计算机技术、总线技术的迅速发展，智能马达保护器以其优越的性能逐渐替代传统的热继电器成为电动机保护及综合控制的发展趋势。矿山电机系统中存在大量的大功率交流异步电机，其运行工况对电机控制及保护系统提出了较高的要求。在介绍了智能马达保护器原理功能和选型的基础上，深入探讨了智能马达保护器在矿山电机控制系统的综合应用及其不可取代的技术和经济优势。

关键词:智能型异步电动机;保护器;选择;应用;经验

山东黄金三山岛金矿8000t/d选矿工程是山东黄金集团的项目，项目组经过反复实践和技术选型，确定整个工程中的电机保护采用先进的智能马达保护器，取代传统的热继电器，并利用先进的总线通讯技术，完全摆脱原始的“硬接线”控制方式，实现电机保护及控制的自动化，根据现场实际应用情况来看，已取得了显著的经济效益。

1工作原理与系统功能

电机往往因电性原因出现过负荷、缺相、层间短路及线间短路、线圈的接地漏电、瞬间过电压的流入等造成损坏。对于因电性原因出现的故障，无论是过电流还是过电压，主要是因为电流瞬间放大，超过了电机的负载电流值而造成损坏。马达保护器根据这一原理，通过监测电机的两相(三相)线路的电流值和相电压的变化，进行电机的保护。

智能马达保护器通常由电流传感器、比较电路、单片机、出口继电器等几部分组成，传感器将电动机的电流变化线性地反映至保护器的采样端口，经过整流、滤波等环节后，转换成与电动机电流成正比的直流电压信号、送到相应部分与给定的保护参数进行比较处理，再经单片机回路处理，推动功率回路，使继电器动作。当电机由于驱动部分过载导致电流放大时，从电流传感器取得的电压信号将放大、此电压值大于保护器的整定值时，过载回路工作，RC延时电路经过一定的(可调)延时，驱动出口继电器动作，使接触器切断主回路。欠压及缺相保护等功能的工作原理基本相同”。

完善的马达保护是对马达运行过程中的各种运行状况的详细信息进行采集跟踪，通过对故障报警、保护动作(保护脱扣)以及动作延时时间的设定来实现及时准确的保护，保证生产的顺利。利用总线通讯，可以在上位机上对马达运行状况的详细信息进行实时监测，并经计算机数据处理提供管理信息。在设备可能产生重大故障前，越限报警可及时提醒管理人员进行处理，避免了不必要的停机而对正常生产造成影响，保证设备运行的有效性。当马达运行参数达到预置的报警值时，保护装置仅进行报警，不触发脱扣;但当越限值达到预置的脱扣值时，保护装置进入脱扣触发延时。在预置脱扣延时时间内若设备恢复正常运行，则取消脱扣执行;而如果超过延时时限，则保护装置发出脱扣信号，驱动执行元件动作，停止电机运行。在马达控制装置实现各项保护功能的同时，各种保护信息也由装置生成，并经通信接口上送至计算机管理系统。

2设备选型

三山岛金矿通过多方论证，并经过严格的电气设备招投标后，工程选择了性能价格好的ABB公司产品M102一P，M102一P智能马达保护器采用现场总线技术，具有强大的电动机控制和保护功能及参数测量与显示功能。控制功能包括直接起动、正反转、双速、星三角、阀门控制等;保护功能覆盖了过载保护、欠压保护、堵转保护、三相不平衡与断相保护、漏电保护、电动机热保护等;可测量与显示三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因素、电度量及报告故障类型、电动机运行维护信息等。

M102一P额定工作电压为DC24V，按开关量外部输入电源划分，可分为AC240V、DC24V两种，前者有9点开关量输入，后者有13点开关量输入。考虑到8000t/d选矿厂皮带输送机都安装有打滑开关、撕裂开关、拉绳开关、一二级跑偏开关，所需开关量输入较多，故为所有皮带输送机配置了开关量输入电源为DC24V的M102一P，其他风机泵类设备均配置了开关量输入电源为AC240V的M102一P。M102一P采用专用电流互感器直接输入，输入信号不需变送器变换，M102一P内置了一次侧输入电流为0.5~63A的电流互感器，由于8000Vd选矿厂大型电机较多，为方便互换及减少备件的种类，对于一次额定电流60A以上的电机，我们采用在主回路装设外接电流互感器的方式，将一次电流变为小于5安培的二次电流，再接人量程为5安培的马达保护器，使大型设备也得到了有效的控制和保护。

文章来源：《电力系统保护与控制》 网址: http://www.dlxtbhykzzz.cn/zonghexinwen/2020/0709/353.html