智慧型馬達保護裝置

智慧型馬達保護裝置
目前低壓電動機保護器國外知名品牌主要有西門子 3UF系列，國內知名品牌主要有蘇州萬龍ST500系列，上海ACREL的ARD3、ARD2F系列。
下面以上海ACREL的ARD3為例，介紹智慧型馬達保護裝置的功能和技術參數。
ARD3電動機保護器採用模組化的產品結構形式，包括主體（保護控制功能模組）、互感器檢測模組、遠程顯示模組。根據需要選配ARD3的功能模組或附屬檔案，與接觸器、電動機起動器等電器元件構成電動機控制保護單元，有遠程自動控制、現場直接控制、面板指示、信號報警、現場匯流排通信等功能。適用於煤礦、石化、冶煉、電力、船舶、以及民用建築等領域。
結構精巧、安裝便捷
智慧型電動機保護器體積小，結構緊湊，安裝方便，在低壓控制終端櫃和1/4模數及以上各種抽屜櫃中可直接安裝使用，提高了控制迴路的可靠性和自動化水平。
顯示直觀、易學易用
高清晰的液晶顯示界面直觀反映測量參數及電動機運行狀態。所有測量數據可通過按鍵輕鬆翻閱，參數設定可以通過儀表面板進行，也可由通訊口輸入。液晶顯示界面有背光支持，以方便在光線差的環境下使用。
安全性好、可靠性高
ARD3電動機保護器遵循高可靠性的工業標準，採用多種隔離及抗干擾措施，能夠可靠地在高干擾電力系統環境中運行,產品業已通過3C認證。具體符合標準如下：
l GB/T14048.1—2000低壓開關設備和控制設備總則
l GB14048.4—2003低壓開關設備和控制設備機電式接觸器和電動機起動器
l GB14048.5—2001低壓開關設備和控制設備控制電路電器和開關元件第1部分：機電式控制電路電器
l GB14048.6—1998低壓開關設備和控制設備接觸器和電動機起動器第 2部分：交流半導體電動機控制器和起動器
l GB/T17626.2—1998靜電放電抗干擾試驗；
l GB/T17626.3—1998射頻電磁場輻射抗擾度試驗；
l GB/T17626.4—1998電快速瞬變脈衝群抗擾度試驗；
l GB/T17626.5—1998浪涌（衝擊）抗擾度試驗；
性能特點
■ 輔助電源支持 AC220/380V 、DC220V/110V。
■ 測量功能分為基本測量（電流、頻率）和增選測量（電壓（功率、功率因數、相序）、剩餘電流（漏電流）、電能）。
■ 具有過載、堵轉、阻塞、欠載、斷相、不平衡、剩餘電流（接地/漏電）、溫度、外部故障、相序、過壓、欠壓、欠功率、tE時間等全面的電動機綜合保護功能。
■ 8路 DI支持乾結點輸入，可實現遠程主站對電動機運行狀態的遙信監視。
■ 4路 DO輸出，滿足直接起動，星—三角起動，自耦變壓器起動，軟起動等多種起動方式，通過通訊匯流排可實現遠程主站對電動機進行實時遙控“起/停”操作。
■ 抗晃電確保電動機運行不間斷，重起動功能在短時欠壓、失壓時用於電動機分批重起。
■ 具有標準的 RS-485通訊接口，採用 Modbus-RTU通訊協定，保證了上位機通訊的快速可靠。
■ 具有 DC4-20mA模擬量輸出接口，直接與 DCS系統相接，可實現對現場設備的監控。
■ 具有系統時鐘和 8次故障記錄功能，系統時鐘記錄當前時間（年、月、日、小時、分鐘、秒）；故障記錄功能記錄電動機發生故障的時間，總的運行時間，故障原因，發生故障時電動機的各種參數值（如三相電流、三相電壓、剩餘電流、功率因數、熱容比、電機狀態等）。
■ 顯示部分為分體90L，是全中文高清晰的液晶顯示。
■ 可以替代各種電量表、信號燈、熱繼電器、電量變送器等常規元件，減少了櫃內電纜連線及現場施工量，可靠性和綜合性價比遠高於傳統方案。
功能配置
ARD3可以實現以下保護功能：
■ 過載保護
■ 斷相保護
■ 不平衡保護
■ 堵轉保護
■ 欠載保護
■ 外部故障保護
■ 阻塞保護
■ 接地保護
■ 起動逾時保護
同時還可以選配以下附加功能：
■ 通訊接口
■ 剩餘電流（漏電）保護
■ 電壓功能（相序保護，過壓、欠壓保護，欠功率保護）
■ 溫度保護（PTC）
■ 4～20mA模擬量輸出
■ tE時間保護
■ 電能計量
■ 失壓重起（抗晃電）（包括電壓、事件記錄功能）
■ 故障記錄
過載保護
當電動機在過負載情況下，長時間超過其額定電流運行時，會導致電動機過熱，絕緣降低而燒毀，保護器根據電動機的發熱特性，計算電動機的熱容量，模擬電動機發熱特性對電動機進行保護。
斷相/不平衡保護
斷相/不平衡故障運行時對電動機的危害很大，當電動機發生斷相或三相電流嚴重不平衡時，如不平衡率達到保護設定值時，保護器按照設定的要求保護，發出停車或報警，確保電動機的安全運行。
堵轉保護
電動機在起動過程中，由於負荷過大或自身機械原因，造成電動機軸被卡住，而未及時解除故障，將造成電機過熱，絕緣降低而燒毀電機，堵轉保護適用於電動機起動發生此類故障時進行保護，當電流達到動作設定電流時，保護器及時在動作（延時）設定時間內動作或報警，避免電機燒毀。
欠載（欠流）保護
當電動機所帶負載為泵式負載時，電動機空載或欠載運轉會產生危害，保護器提供欠載保護，三相的平均電流與額定電流的百分比低於欠載設定值時，保護器應在動作（延時）設定時間內動作或報警。
外部故障保護
當保護器檢測到外部故障出現，外部故障開關量有故障信號輸入時，保護器按照設定的要求保護，確保電動機設備安全。
阻塞保護
阻塞保護適用於電動機運行過程中發生卡死。當電流達到動作設定電流時，保護器及時在動作（延時）設定時間內動作或報警，避免電機燒毀。
起動逾時保護
電動機起動時間到後，若保護器檢測到電動機迴路電流仍未下降到110%Ie以下，啟動該保護。針對增安電機，起動時間整定不得超過 1.7倍tE 時間。
剩餘電流保護（接地/漏電）
保護器同時具備接地保護和漏電保護功能，二者只能選一種。接地保護自動計算剩餘電流不需要外接互感器，用於保護相線對電動機金屬外殼的短路保護。漏電保護電流是通過增加漏電互感器，檢測出30mA-900mA的故障電流，主要用於非直接接地的保護，以保證人身安全。
相序保護
當保護器檢測到電動機的電壓相序錯誤時，閉鎖電動機起動，保護電動機安全。
欠壓保護
電壓過低會引起電動機轉速降低，甚至停止運行，當主迴路電壓低於設定的欠電壓保護值時，保護器按設定的要求進行保護，在動作設定時間內動作或在報警，以避免重要的生產工藝造成混亂，嚴重影響生產。
過壓保護
電壓過高引起電動機絕緣程度損傷，當主迴路電壓超過設定的保護電壓時，保護器按設定的要求進行保護，在動作設定時間內動作或在報警，以保證電動機設備安全。
欠功率保護
電動機由於傳動裝置損壞，失去機械輸出能力，欠載運行，電動機功率因數較低，但電動機電流很大，大量消耗系統的無功，當負載功率與額定功率的百分比低於設定動作值時，保護器在動作設定時間內動作或報警。
溫度保護
保護器通過檢測預埋在電動機繞組上的 PTC熱敏電阻的阻值變化，來實現溫度保護功能。
溫度保護用於低壓（380V）小容量的電動機上，作為長時間過負荷、變負荷和反覆短時運行過負荷、斷相、三相不平衡、電源頻率變化、通風不良、環境溫度過高等引起的電機溫度過高的保護。
欠/失電重起（抗晃電）
“晃電”指的是由於雷擊、短路或其它原因造成的電網短時電壓波動或短時斷電現象。當現場電動機因晃電而停機時，如電網電壓在允許的時間內恢復正常（回到設定的恢復電壓以上），保護器再起動被晃停的電機，如電網電壓在允許的時間內沒能恢復正常，則保護器將閉鎖程式，不再起動電動機。
Te 時間保護（適用於增安型電動機）
對於增安型電動機，交流繞組在最高環境溫度下達到額定運行穩定溫度後，從開始通過堵轉電流時記起，直至上升到極限溫度所需的時間即為tE 時間。增安型電機的tE 時間通常由電機製造商提供，用戶可以在電機銘牌上找到該數據。
控制方式：
■ 保護方式
■ 直接起動
■ 雙向起動
■ 雙速起動
■ 電阻降壓起動
■ 星/三角起動（二繼電器）
■ 自耦變壓器起動（二繼電器）
■ 軟起動器配合起動
■ 變頻器配合起動
以上控制方式可以任選一種。
技術參數
■ 保護器輔助電源：AC220V/380V，DC220V/110V，功耗 15VA
■ 電機額定工作電壓：AC220V/380V/660V，50Hz/60Hz
■ 電動機額定工作電流：
2（0.4A-2.0A）
6.3（1.6A-6.3A）
25（6.3A-25A）
100（25A-100A）
以上採用小型專用電流互感器檢測模組。
250（63A-250A）
800（250A-800A）
以上採用外置電流互感器。
■ 繼電器輸出觸點容量：
阻性負載： AC220V、6A；DC24V、6A
感性負載：AC250V、2A；DC24V、2A
■ 開關量輸入：光耦隔離，乾節點（內置DC24V）
■ 通訊：RS485接口， Modbus協定
適用環境
工作溫度：-10℃~+55℃
貯存溫度：-20℃~+65℃
相對濕度：5%~95%不結霜，，無腐蝕性氣體
海拔：≤2500m
污染等級：2級
防護等級：主體 IP20，分體顯示模組 IP54
安裝類別：III級
套用場合：煤礦、石化、冶煉、電力、船舶、以及民用建築等領域
智慧型電動機保護器安裝尺寸 （單位mm ）
ARD3主體安裝方式為標準35mm導軌式安裝
ARD3顯示模組安裝方式為嵌入式，外形尺寸：96*70mm， 進深32mm；安裝尺寸：86*66mm
選型
上海ACREL電氣智慧型電動機保護器ARD3-250/CEpLTSRU+90L
測量三相電流、定值查詢、定值整定、過載、斷相（不平衡）、堵轉、欠載、外部故障、阻塞、欠壓等保護功能、8DI+4DO、電能管理、漏電保護、SOE記錄、多種起動模式、液晶顯示模組、RS485通訊接口、Modbus協定
範例
型 號：ARD3-250/CLTUEpSR+90L
輔助電源：AC220V
電機額定電流： 63A~250A
套用場合：三相電機
測量參數：三相電流、線電壓、有功功率、功率因數、剩餘電流、電能
附加功能：RS485通訊接口、Modbus協定、漏電保護、溫度保護、過壓保護、欠壓保護、相序保護、欠功率保護、8個SOE事件記錄
顯示方式：90L（中文液晶顯示）
型 號：ARD2F-25/CJMQTSR+90FL
輔助電源：AC220V
電機額定電流： 6.3A~25A
套用場合：三相電機
測量參數：三相電流、PTC電阻值
附加功能：起動控制、溫度保護、報警輸出、RS485通訊接口、Modbus協定、4-20mA模擬量輸出、8個SOE事件記錄
顯示方式：90FL（中文液晶顯示）