泉州智能低压电机保护电话

电动机保护器选型的基本方法 - 电机智能保护器
　　目前，市场上电机保护器未有统一标准，几乎每个厂家都有自己的型号规格。制造厂商为了满足不同客户的需求派生出很多的不同用途的产品，种类繁多给广大用户选型带来诸多不便，用户在选型时应充分考虑电动机保护实际需求，合理选择保护功能和保护方式，才能达到良好的保护效果，达到提高设备运行可靠性，减少非计划停车，减少事故损失的目的。
　　一、与选型有关的条件：电动机保护的选型存在着电动机与保护器二者怎样合理配用关系，以下提供几个与保护有关的条件、因素，为用户选型时提供参考。
　　1、电动机方面：要先了解的型号规格、电动机功能特性、防护型式、额定电压、额定电流、额定功率、电源频率、绝缘等级等。(这些内容基本能给用户如何正确选择与使用电机保护器提供了参考依据)
　　2、环境条件：主要指常温、高温、高寒、腐蚀度、震动度、风沙、海拔、电磁污染等。
　　3、电动机用途：如风机、水泵、空压机、车床、油田抽油机等不同负载机械特性，如水泵电机保护器，就应该具备欠载功能，当水泵将水抽完时，保护器需要给出保护指令。
　　4、控制系统方面：控制模式有手动、自动、就地控制、远程控制、单机独立运行、生产线集中控制等情况。启动方式有直接、降压、星三角、频敏变阻器、变频器、软起动等启动方式。
　　5、其他方面：用户对现场生产监护管理是比较随意还是严谨，非正常性的停机对生产影响的严重程度等。
　　注：与电机保护器的选用有一定相关因素的还有很多，如安装位置、电源情况、与配电系统的配合等;还要考虑是对新购电机保护器，还是对电动机保护升级，还是对事故电动机保护的完善等;还要考虑电动机保护方式改变的难度和对生产影响程度;需根据现场实际工作条件综合考虑电机保护器的选型和调整。
　　二、电动机保护器的常见类型
　　1、热继电器：普通小容量交流电动机，良好工作条件，不存在频繁启动等恶劣工况，由于精度差，缺少缺相保护功能，可靠性不能**，不推荐使用。
　　2、电机保护器：检测三相电流值和三相电压值，整定电流值采用按键数码式操作，电路一般采用集成电路(单片机)，采用反时限工作特性。保护功能包括过载、缺相、三相不平衡、堵转、过压、欠压、漏电等故障保护，故障类型采用指示灯指示液晶屏(数码管)显示。
　　3、综合智能型：检测三相电流值，电机保护器使用单片机，实现电动机智能化综合保护，集保护、测量、显示为一体。整定电流采用数字设定，通过操作面板按钮来操作，用户可以根据自己实际使用要求和保护情况在现场自行对各种参数修正设定，采用数码管作为显示窗口，或采用大屏幕液晶全汉字中英文显示价格相对高些，用于较重要场合，是目前低压电动机保护均采用智能型。
　　4、热保护型：在电动机中埋入热元件，根据电动机的温度进行保护，保护一般，并且具有温度滞后性，但电动机容量较大时，需与电流监测型配合使用，避免电动机堵转时温度急剧上升，由于测温元件的滞后性，导致电动机绕组受损。
　　5、磁场温度检测型：在电动机中埋入磁场检测线圈和温度探头，根据电动机内部旋转磁场的变化和温度的变化进行保护，主要功能包括过载、堵转、缺相、过热保护和磨损监测，保护功能完善，缺点是需在电动机内部安装磁场检测线圈和温度传感器，难以在复杂的现场环境使用，目前只适合于实验室使用。
　　三、电动机保护器类型在电动机工作条件下的选择:
　　1、对于工作条件要求不高、操作控制简单，监控、管理比较随意，停机对生产影响不大的单机独立运行电动机，可选用普通型保护器，因普通型保护器结构简单，在现场安装接线、替换、操作简单、方便，具有性价比高等特点。
　　2、对于工作条件要求很高，安全性和连续性又很关键的，而自动化程度高，且需要专人控制、监护、管理，需组网监控的MCC系统中，应选用中**、功能较全的电机保护器。
　　3、对于防爆电动机，由于轴承磨损造成偏心，可能导致防爆间隙处摩擦出现高温，产生爆炸危险，应选择磨损状态监测功能。对于大容量高压潜水泵，由于检查维护困难，也应选择磨损状态监测功能，避免发生扫膛事故造成重大经济损失。
　　4、应用于有防爆要求场所的电机保护器，要根据应用现场的具体要求，选用相应的防爆型保护器，避免安全事故发生。

电动机保护器在大地上已经有三十多个春秋，还是阻挡不住电动机烧毁的发生。究其原因主要有以下三方面：
1、设计时没有正确的产品功能定位，哪些是*功能？哪些是辅助的？（不是功能越多越好）
2、一时没有理想的电流传感器，以至生产的电动机保护器无法实现如下要求：堵绝误动作的产生；与热继电器有很好的互换性；浇灌固化成一体以适应各种恶劣环境，其使用寿命。
3、没能给用户带来切身的利益。
低压电动机毁坏百分之九十七以上是因过电流而引起的，造成过电流原因有过载（堵转）、起动**时、缺相、过压、欠压、三相线路接触不良等等。其中过载（堵转）、起动**时、过压、欠压等原因引起过电流是三相电流均衡增加；而缺相、接触不良、电压不平衡等引起的过电流是其中一相或二相电流增加。因此，高精度与正弦波电流取样是电动机保护器的关键。
一台电动机的毁坏除花钱将其修复外：有时需要机修人员花时间将毁坏的电动机从机械装置内拆卸出来，既费时又耽误生产；一旦是工厂关键设备电动机毁坏造成间接损失将更大。增加了开支，增重了产品的加工成本。经修复过的电动机，其性能也不如原来，加速了整机的折旧。在铜材价格如此高涨的今天，保护与维护电动机免于烧毁，显得尤其重要。

智能保护器在油田潜油电泵控制系统中的应用
　　摘要：介绍了油田潜油电泵控制系统中电机保护器的功能、软件及应用，说明了电机保护器应用于潜油电泵的必要性。
　　1 引言
　　随着我国石油工业的发展和油田开发的需要，为了提高油田采油速度和采收率，应用机械采油方法是整个油田开发过程中的一个重要步骤。潜油电泵作为一种重要的机械采油设备在油田的开采上起着越来越重要的作用。
　　潜油电泵控制系统由潜油电泵控制柜、GPRS收发装置、监控软件等组成。潜油电泵控制柜用于油田潜油电泵控制，供交流频率50Hz、60Hz，电压380至2500V，电流至200A及以下的潜油电泵使用，其核心元件为潜油电泵智能保护器。GPRS收发装置用于将电泵控制柜测得的电参数、其它仪表的工艺参数上传给控制系统。监控软件用于HMI操作使用。
　　2 智能保护器
　　智能保护器对潜油电泵实现保护、测量、控制功能。安科瑞公司的ARD3T电动机保护器就是针对潜油电泵的专属保护产品。ARD3T产品包括主体模块、测量模块、开关量模块、模拟量模块、温度模块、通讯模块，并配以触摸屏用以实时显示测量及保护参数。
　　2.1 测量功能
　　智能保护器配合保护型电流互感器可实现三相电流测量、电流曲线实时显示，电流互感器可达到10倍过载。通过外部变压器可实现三相电压测量、电压曲线实时显示。保护器中电流互感器、电压互感器的倍数可根据实际参数任意设置。同时保护器可测量频率、功率并可统计使用的电能值，通过温度传感器可测量潜油电泵的温度值。这些参数为潜油电泵的保护提供了依据。
　　2.2 保护功能
　　油田用潜油电泵在运行过程中，由于其工作环境等因素，故障率很高，传统的保护仪在电机出现故障时一般不能及时有效地对电机加以保护，常导致电机电泵烧坏，造成停产事故。ARD3T智能型保护器是根据我国油田电泵现状及油井实际生产需要而设计的，能对电泵实施综合保护的产品。它可以检测和控制电机的运行状况，防止电机因不正常运行而引起的损坏。
　　2.2.1 过载保护
　　导致潜油电泵过载的原因有许多，包括保护器失效或电缆头结构不合理造成井液进入电机;电机绝缘性能在频繁电压波动、启停泵过程中损坏;出砂导致长时间高负荷运行，造成运行电流过大使电缆芯线产生高温，破坏绝缘;井下作业过程中潜油电缆损伤;因砂或杂质导致泵卡，等等。各种原因都表现为运行电流过大。电机在过负载情况下，长时间**过其额定电流运行时，会导致电机过热，绝缘降低而烧毁，保护器根据电机的发热特性，计算电机的热容量，模拟电机发热特性对电机进行保护。过载保护的延时时间随着电流过载倍数的增加按反时限减少。
　　2.2.2 欠载保护
　　当电动机所带负载为泵式负载时，电动机空载或欠载运转会产生危害，保护器提供欠载保护。导致潜油电泵欠载的原因主要包括油管刺穿、泄油阀漏、沉砂管漏导致的管柱漏失;地层供液差、防砂筛管异物堵导致的供液不足;泵、管柱砂堵、泥浆堵;泵轴、分离器轴断等等。当三相的平均电流与额定电流的百分比低于欠载设定值时，保护器将在动作(延时)设定时间内动作。欠载保护的延时时间随着电流欠载倍数的增加按反时限减少。
　　2.2.3 其他功能
　　产品还具有电流不平衡、过电压、欠电压、电压不平衡等反时限保护功能;具有断相、堵转、阻塞、外部故障等定时限保护功能;电流历史数据导出、电压历史数据导出功能;客户打卡签到功能;具有故障记录功能;参数掉电不丢失。
　　3 触摸屏
　　触摸屏使用昆仑通泰产品，辅以专属软件可实时显示电泵的运行状态，方便运维人员观察和掌握现场电泵工作情况。
　　4 结语
　　本文介绍了安科瑞油田潜油电泵用电机保护器的功能及监测界面，采用该综合保护器可以减少电机运行中的电器故障，可以检测和控制电机的运行状况，并防止电机因不正常运行引起的损坏。

基于MCF51EM256的智能电动机保护器的设计及应用
　　摘要：采用Freescale公司Coldfire-V0架构内核的32位处理器MCF51EM256芯片，设计了一款高性能的ARD2L智能电动机保护器，并对该保护器的硬件和软件设计方案进行详细介绍。该保护器集众多保护功能于一体，提高了电动机运行的可靠性，减少了因电动机运行故障带来的经济损失。
　　0 引言
　　现代工矿企业中，以电动机作为动力的比例占全部动力的90%以上，它们已是当今生产活动和日常生活中主要的原动力和驱动装置[1,2]，为此检测与保护电动机的正常运行有着非常重要的意义。保护器经历了热继电器、熔断器、电磁式电流继电器、模拟电子式电机保护器，最后发展到数字电子式电机保护器即当今的智能电机保护器。本文设计了一款针对电动机在运行过程中出现的起动**时、过载、欠载、短路、断相、不平衡、接地/漏电、堵转、阻塞、外部故障等情况进行保护的ARD2L智能电动机保护器(以下简称ARD2L)，可有效提高电动机运行的安全性，降低生产损失，是传统热继电器的理想替代品[3]。
　　1 硬件设计
　　ARD2L的硬件电路包括主控芯片MCU，频率信号、电流信号、零序电流信号采集电路，开关量输入模块，继电器输出模块，变送输出模块，RS-485通讯接口，人机交互单元(状态指示灯、数码管/液晶显示)，硬件电路框图。
　　1.1 主控芯片
　　MCU芯片采用freescale公司的Coldfire-V0架构内核的32位处理器MCF51EM256，时钟频率可达50.33MHz，内置256K的Flash、16K的RAM、4个独立16位A/D通道、3路定时器、3路SCI通讯接口以及内置RTC时钟、I2C、SPI、KBI接口等多种资源，具有较高的性价比。
　　1.2 电源
　　电源是设备能否正常、稳定、可靠工作的关键部分，ARD2L采用安科瑞的通用开关电源模块。该模块输入电压为AC85V～265V，输入频率45Hz～60Hz，具有多路隔离电压输出，满足多种功能对不同供电电压的要求。其输出电压稳定、故障率小，输出纹波 <1%;电源输入部分设计加入压热敏电阻、TVS管、防反接二极管等器件，对过压、过流等有一定的保护作用，同时能使产品通过严酷的EMC测试。该模块经现场实际使用，具有很高的稳定性、可靠性和抗干扰能力[4]。
　　1.3 信号采集电路
　　信号采集电路负责采集电流信号、频率信号和零序电流信号。其中，电流信号采用互感器隔离输入，将交流信号抬高后送入CPU进行软件差分运算，电流采样电路如图2所示。以A相6.3A规格为例，采用的电流互感器变比为100A：20mA，5P10保护型。该方案电流测量在1.2倍范围内达到0.5S精度，在8倍范围内满足5S精度，而其过载能力按8倍计算，即给互感器加上50.4A电流，通过取样电阻R1的电流为10.08mA，两端电压为0.886V。同时，给采样信号抬高电压UREF=1.2V，使交流信号的幅值大于零，便于A/D采样;在电路的输出端加入限压二极管，使输入电压限制在3.3V以下，能对A/D采样通道起到很好的保护作用。
　　该电路采用MCP6002双运放进行两级放大，初级放大倍数较小，且在初级与次级之间进行滤波处理，次级运放将交流信号整形为方波信号，通过边沿触发方式捕捉，然后在CPU内部计算测量频率。
　　1.4人机交互界面
　　人机交互界面的显示采用数码管或液晶两，用户可以根据实际需要选择显示方式，输入采用按键方式。其中，数码管显示采用动态扫描方式，其驱动电路采用74HC595和三极管构成;液晶显示采用拓普威公司LM12832BCW的128点阵中文液晶，其数据传输采用SPI串口，可较大地节省CPU资源。同时，LED和LCD显示采用同一个SPI接口控制，使得两种显示方式可以通用。
　　1.5 控制模块
　　控制模块主要由开关量输入、输出组成，如图4所示。其中，开关量输入用于监测断路器、接触器的开关状态和采集现场的工业联锁状态，也可根据客户要求用于电动机的起停控制;开关量输出主要用于输出脱扣信号、报警信号和远程起/停信号。
　　1.6 通讯/变送模块
　　通讯模块采用RS-485模块Modbus RTU通讯规约，能实现遥测、遥控、遥信等功能。而变送是将我们需要的电流信号转换为DC 4~20mA模拟量输出，方便与PLC、PC等控制机组成网络系统，实现电动机运行的远程监控。
　　2 软件设计
　　ARD2L的软件设计主要采用嵌入式C语言，其中保护器软件设计包括每次上电系统配置的初始化，按键寄存器复位，判断显示单元是数码还是液晶，继电器置位初始状态，A/D采样初始化以及电参量的计算与保护等。软件的主函数如下：
　　void main(void)
　　{
　　DisableInterrupts;
　　MCU_initi(); //CPU初始化
　　if(_RES==0) //判断是数码管或液晶显示
　　led_or_lcd=0;
　　else
　　{
　　led_or_lcd=1;
　　PTBDD_PTBDD2=1;
　　PTDDD_PTDDD4=1;
　　lcd_init2();
　　}
　　recover_FIRSTFLAG(); //恢复内存校表数据
　　if(FIRSTFLAG!=0x1234){init_flash();}
　　else recover_byte();
　　initi_uart2();
　　relay_all_inti(); //继电器至位初始状态
　　EnableInterrupts //启动中断
　　Vref_init();
　　sampling_init(); //AD采样初始化
　　for(;;)
　　{
　　__RESET_WATCHDOG();
　　if(over_flag==1) //计算及保护
　　{
　　over_flag=0;
　　measure_ABC();
　　protect();
　　sent(); // 变送输出
　　}
　　measure_frequency_a(); // 测频
　　rtc_time_deal();
　　warning_deal();
　　trouble_deal();
　　program1(); // 继电器可编程处理
　　event_deal();
　　getkey();
　　DI_read();
　　reset(); // 复位
　　lamp_deal();
　　stat(); // 统计总运行时间、停车时间
　　display(); // 测量数据和保护事件显示
　　}
　　}
　　ARD2L的软件流程主要包括A/D信号采集程序、TPM测频程序、电参量计算程序、保护处理程序、各种通讯协议处理程序等，部分程序流程如图5。
　　3 测试结果与精度验证
　　3.1电流准确度测试结果
　　电流准确度测试源采用南京丹迪克的DK-34B1交流采样变送器，其中对基波的测试是通过加40%畸变率的3次谐波进行的。表1测试了6.3A规格的ARD2L智能电动机保护器三相电流的有效值与基波值，由表中数据可看出，ARD2L智能电动机保护器在10%~120%Ie测量范围内的精度满足0.5级，Ie为电机额定功率[5]。
　　3.2保护时间测试结果
　　ARD2L智能电机保护器具备起动**时、过载、欠载、短路、断相、不平衡、接地/漏电、堵转、阻塞、外部故障等保护功能，根据JB/T 10736-2007标准进行了保护时间测试。
　　4 典型应用
　　采用直接起动模式的ARD2L智能电动机保护器接线如图6所示。其中，电机的起停是通过现场按钮来控制的(保护器本身不控制电机起停)，接触器KM的吸引线圈串进脱扣继电器的常闭触点。通电后，按下起动按钮SF 时，KM吸引线圈得电，使KM主触头闭合，电动机开始工作;按下停车按钮SS时，KM吸引线圈失电，使KM主触点释放，电机停止工作。远程起动必须要由上位机来控制，保护器本身不控制。
　　5 结束语
　　本文采用EM256设计了一款高性能、多功能的ARD2L智能电机保护器，并对其电源、信号采集、输入输出控制等硬件电路进行了详细介绍，通过软件主函数和流程图分析了保护器运行过程。电流准确度与保护时间的测试结果表明，该保护器具有优异的测量与保护功能。

-/gjiebg/-