智能型電動機保護器在某石油化工行業的應用

趙斌

（安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定  214405）

摘要：石(shi)油(you)化(hua)工(gong)行(xing)業(ye)是(shi)連(lian)續(xu)型(xing)生(sheng)產(chan)行(xing)業(ye)，電(dian)動(dong)機(ji)是(shi)石(shi)化(hua)行(xing)業(ye)的(de)動(dong)力(li)來(lai)源(yuan)
，其(qi)安(an)全(quan)穩(wen)定(ding)運(yun)行(xing)對(dui)石(shi)化(hua)企(qi)業(ye)的(de)平(ping)穩(wen)生(sheng)產(chan)起(qi)著(zhe)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)，低(di)壓(ya)電(dian)動(dong)機(ji)為(wei)石(shi)油(you)化(hua)工(gong)生(sheng)產(chan)中(zhong)最(zui)常(chang)用(yong)的(de)機(ji)組(zu)，數(shu)量(liang)多(duo)
、種類複雜，為保證低壓機組的正常平穩運行，本文以安科瑞ARD2F電動機保護器在某石油化工行業的應用為例進行介紹，ARD2F保護控製器具有常規的過載
、欠載及接地保護，還具有不平衡

、起動超時及外部故障等保護^[1]，比較適合作為石油化工電動機的起動和運行保護，根據對ARD2F電動機保護器的實驗摸索和理論研究，在功能、工程應用等方麵做出了較為詳細的敘述，為該保護裝置應用提供了一定的實踐經驗。

關鍵詞：電動機保護器、石油化工
、工程應用

1、引言

    現(xian)代(dai)石(shi)油(you)工(gong)業(ye)中(zhong)，電(dian)動(dong)機(ji)作(zuo)為(wei)一(yi)種(zhong)拖(tuo)動(dong)機(ji)械(xie)
，成(cheng)為(wei)所(suo)有(you)動(dong)力(li)機(ji)械(xie)基(ji)礎(chu)，科(ke)學(xue)技(ji)術(shu)不(bu)斷(duan)進(jin)步(bu)和(he)工(gong)藝(yi)控(kong)製(zhi)不(bu)斷(duan)完(wan)善(shan)，尤(you)其(qi)是(shi)自(zi)動(dong)化(hua)生(sheng)產(chan)要(yao)求(qiu)
，迫(po)切(qie)需(xu)要(yao)開(kai)發(fa)和(he)完(wan)善(shan)電(dian)動(dong)機(ji)控(kong)製(zhi)和(he)保(bao)護(hu)設(she)備(bei)，實(shi)現(xian)對(dui)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)和(he)大(da)型(xing)機(ji)械(xie)遙(yao)控(kong)、遙測、遙調、故障診斷以及集中控製等功能。
　　同時
，石油化工行業具有大通量、manfuhelianxuyunzhuantedian，duidianjishebeikekaoxinghewendingxingyaoqiujigao，yidanfashengshigu，bixumashangzhazhaoguzhangyuanyinbingjishixiaochu
，yibaozhengjishihuifushengchan，duiyuguoquyizhicaiyongrejidianqizuoweidiandongjiguozaibaohuhekongzhiyuanjian
，shoudaoyuanjianzhilianghegongyixianzhi，yiwufamanzuriyifazhanshiyougongyezidonghuayaoqiu，erxinxingdezhinengdiandongjibaohuqi，nenggoumanzuduidiandongjidebaohukongzhiyaoqiu
，zuoweidiandongjibaohuyuanjian，diandongjibaohuqiyouxiaobaozhangledianjianquanyunxing、取代了熱繼電器，利用先進通訊技術，實現了電機控製自動化，並取了顯著經濟效益^[2]，本文主要對安科瑞ARD2F保護器的功能及其在某石油化工行業的應用進行具體介紹。

2、石油化工對保護器功能要求

    石油化工行業電機是大容量、高負荷連續運轉的設備
，因而對其可靠性
、穩定性及功能要求極高
，某石油化工運行電機對ARD2F保護器具體功能要求為：

（1）過載保護功能

    電dian動dong機ji在zai過guo負fu載zai情qing況kuang下xia，長chang時shi間jian超chao過guo其qi額e定ding電dian流liu運yun行xing時shi，會hui導dao致zhi電dian動dong機ji過guo熱re
，絕jue緣yuan降jiang低di而er燒shao毀hui，保bao護hu器qi根gen據ju電dian動dong機ji的de發fa熱re特te性xing，計ji算suan電dian動dong機ji的de熱re容rong量liang，模mo擬ni電dian動dong機ji發fa熱re特te性xing對dui電dian動dong機ji進jin行xing保bao護hu，當dang保bao護hu器qi監jian測ce到dao電dian動dong機ji過guo載zai運yun行xing了le，保bao護hu器qi應ying在zai報bao警jing或huo脫tuo扣kou（延時）設定時間內發出報警或脫扣信號。

(2) 堵轉保護功能

    電dian動dong機ji在zai起qi動dong過guo程cheng中zhong，如ru果guo由you於yu負fu荷he過guo大da或huo自zi身shen機ji械xie原yuan因yin，造zao成cheng電dian動dong機ji軸zhou被bei卡ka住zhu

，而er未wei及ji時shi解jie除chu故gu障zhang，將jiang造zao成cheng電dian機ji過guo熱re，絕jue緣yuan降jiang低di而er燒shao毀hui電dian機ji，堵du轉zhuan保bao護hu適shi用yong於yu電dian動dong機ji起qi動dong發fa

生此類故障時進行保護。

(3) 三相不平衡保護功能

    斷相/bupinghengguzhangyunxingshiduidiandongjideweihaihenda，dangdiandongjifashengduanxianghuosanxiangdianliuyanzhongbupinghengshi，rubupinghenglvdadaobaohushedingzhishi，baohuqianzhaoshedingdeyaoqiubaohu
，fachutingchehuobaojing
，quebaodiandongjideanquanyunxing。

    三相不平衡率計算公式為：|I-Iav|/IX
，Iav為三相電流平均值
，當Iav小於Ie時，分母IX =Ie；當Iav大於Ie時，分母IX =Iav。

(4) 故障判斷及記錄功能

    石油化工生產現場電動機運行過程中，需要電動機保護器對電動機進行檢測
，判斷電動機正常、過載
、短路、斷相、過壓、欠壓、過熱等工況並作相應處理
，當電動機出現某種故障時
，保護器切斷電動機電源並處於保護狀態
，保存故障類型、時間及電機運行參數，電機保護器通過識別與記憶電路對故障予以設別
、記憶和指示
，以便於維修，隻有故障排除後
，複位保護器
，故障指示燈消失
，保證電動機能夠再次啟動。

(5) 抗晃電功能

    在石油化工生產過程中

，主電路欠電壓故障或失壓停車
，若在“立即重起動時間”內電壓恢複至允許重起動設定正常值以上時
，保護器可使現場電動機立即恢複至電動機停車前的運行狀態，不經過起動延時、降壓等過程，若超過“立即重起動失壓時間”，而在“延時重起動延時時間”設定時間內，電壓恢複至欠電壓（失壓）重起動設定值以上，現場電機按“延時重起動延時時間”延時起動，與正常起動的過程相同

，延時時間允許誤差為±10%，若超過“延時重起動延時時間”後電壓恢複
，則電動機不再自動重起動，恢複電壓值誤差不大於±10%，采用具有抗晃電保護功能的保護器，能夠確保電動機的平穩運行，並減少係統投資
，在石化行業使用具有實際意義。

(6) 在線監測功能

    控製室操作人員可通過保護器的通訊，在後台人機界麵上完成所有石油化工現場電動機保護器各種保護整定參數讀取
、修xiu改gai和he整zheng定ding
，同tong時shi，在zai線xian監jian測ce電dian機ji運yun行xing負fu載zai和he供gong電dian電dian源yuan質zhi量liang
，為wei及ji早zao發fa現xian過guo載zai和he接jie故gu障zhang等deng，創chuang造zao了le條tiao件jian
，後hou台tai人ren機ji界jie麵mian強qiang大da的de信xin息xi管guan理li功gong能neng，可ke有you效xiao記ji錄lu各ge台tai電dian機ji型xing號hao、運行方式、和曆史維護記錄，為保證工藝係統安全生產、減少事故停車，提供了可靠依據。

    安科瑞ARD2F電動機保護器能對電動機運行過程中出現的起動超時
、過載、堵轉
、斷相、不平衡、欠載


、接地/漏電、阻塞、過壓、欠壓、繞組超溫等多種情況進行保護，能夠實現運行時間、次數統計等功能，對電機的運行電流、電壓
、運行時間、起動次數、報警和故障信息等進行監視，設有SOE故障事件記錄功能，方便現場維護人員查找故障原因，並通過LCD中文液晶顯示屏

、狀態指示燈等各種方式，將電機的運行狀態清晰
、直觀地顯示出來，該保護器具有RS485遠程通訊接口，DC4~20mA模擬量輸出
，方便與PLC、PC等控製機組成網絡係統
，實現實現在人機界麵對電動機監視，滿足石油化工行業對電動機保護器的需求。
3
、典型工程應用案例

    在(zai)石(shi)化(hua)行(xing)業(ye)工(gong)程(cheng)應(ying)用(yong)中(zhong)
，由(you)於(yu)石(shi)化(hua)裝(zhuang)置(zhi)電(dian)機(ji)較(jiao)多(duo)
，因(yin)此(ci)需(xu)要(yao)選(xuan)用(yong)電(dian)動(dong)機(ji)保(bao)護(hu)裝(zhuang)置(zhi)來(lai)對(dui)電(dian)機(ji)保(bao)護(hu)
，既(ji)能(neng)使(shi)電(dian)動(dong)機(ji)充(chong)分(fen)發(fa)揮(hui)過(guo)載(zai)能(neng)力(li)，又(you)能(neng)免(mian)於(yu)損(sun)壞(huai)，而(er)且(qie)還(hai)能(neng)提(ti)高(gao)電(dian)力(li)拖(tuo)動(dong)係(xi)統(tong)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)生(sheng)產(chan)的(de)連(lian)續(xu)性(xing)，具(ju)體(ti)的(de)應(ying)用(yong)選(xuan)擇(ze)應(ying)綜(zong)合(he)考(kao)慮(lv)電(dian)機(ji)的(de)本(ben)身(shen)的(de)價(jia)值(zhi)、負載類型、使用環境、電(dian)機(ji)主(zhu)體(ti)設(she)備(bei)的(de)重(zhong)要(yao)程(cheng)度(du)等(deng)因(yin)素(su)，力(li)爭(zheng)做(zuo)到(dao)經(jing)濟(ji)合(he)理(li)，在(zai)能(neng)滿(man)足(zu)保(bao)護(hu)要(yao)求(qiu)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)首(shou)先(xian)考(kao)慮(lv)最(zui)簡(jian)單(dan)保(bao)護(hu)裝(zhuang)置(zhi)
，當(dang)簡(jian)單(dan)的(de)保(bao)護(hu)裝(zhuang)置(zhi)不(bu)能(neng)滿(man)足(zu)要(yao)求(qiu)時(shi)，或(huo)對(dui)保(bao)護(hu)功(gong)能(neng)和(he)特(te)性(xing)提(ti)出(chu)更(geng)高(gao)要(yao)求(qiu)時(shi)
，才(cai)考(kao)慮(lv)應(ying)用(yong)複(fu)雜(za)的(de)保(bao)護(hu)裝(zhuang)置(zhi)，做(zuo)到(dao)經(jing)濟(ji)性(xing)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)統(tong)一(yi)，下(xia)麵(mian)以(yi)安(an)科(ke)瑞(rui)ARD2F智能型電動機保護器在石油化工行業配電間改造及抗晃電控製回路應用為例進行具體分析、介紹^[3]。

    圖4是ARD2F保護器在某石油化工總廠改造項目中的典型電氣原理圖，圖中電動機保護器95
、96是綜合保護器過負荷、斷相及電流不平衡

、堵轉保護的輸出斷開觸點，97
、98是斷路器分勵脫扣觸點，通過轉換開關SA實現試驗
、運行控製方式的切換，電動機正常運行時，接觸器KM線圈得電，KM常開觸點閉合，常閉觸點斷開
，電動機運行指示燈亮，當電動機發生過負荷
、斷相、電流不平衡或者堵轉故障時
，保護器95
、96觸點斷開，接觸器線圈斷電，KM常chang開kai觸chu點dian斷duan開kai，常chang閉bi觸chu點dian閉bi合he，停ting止zhi指zhi示shi燈deng亮liang
，對dui整zheng個ge石shi化hua係xi統tong改gai造zao中zhong電dian動dong機ji出chu現xian故gu障zhang情qing況kuang及ji時shi進jin行xing保bao護hu
，電dian動dong機ji處chu於yu試shi驗yan狀zhuang態tai時shi情qing況kuang與yu此ci一yi致zhi。

圖4  ARD2F在某石油化工行業的應用

    圖5中ARD2F應用於某石油化工總廠配電間改造的典型電氣原理圖
，圖中電動機的起動、停車由外部按鈕實現，接觸器KM的線圈串聯在脫扣繼電器常閉觸點95、96中
，當電動機正常工作時

，閉合QA，按下起動按鈕SF，KM線圈得電，KM常開觸點閉合
，電動機開始工作，按下停止按鈕SS時，KM線圈失電，KM主觸點斷開
，電動機停止工作
，如果電動機發生脫扣故障，保護器脫扣觸點也會斷開，導致KM線圈失電，電動機停止，對出現故障作出及時處理。

圖5  ARD2F在某石化配電間改造項目應用

    圖6是ARD2F在(zai)某(mou)石(shi)化(hua)行(xing)業(ye)抗(kang)晃(huang)電(dian)控(kong)製(zhi)回(hui)路(lu)工(gong)程(cheng)應(ying)用(yong)的(de)典(dian)型(xing)電(dian)氣(qi)原(yuan)理(li)圖(tu)，圖(tu)中(zhong)為(wei)實(shi)現(xian)抗(kang)晃(huang)電(dian)功(gong)能(neng)，電(dian)動(dong)機(ji)保(bao)護(hu)器(qi)帶(dai)有(you)抗(kang)晃(huang)電(dian)模(mo)塊(kuai)，將(jiang)交(jiao)流(liu)電(dian)輸(shu)入(ru)接(jie)在(zai)抗(kang)晃(huang)電(dian)模(mo)塊(kuai)的(de)輸(shu)入(ru)端(duan)，抗(kang)晃(huang)電(dian)模(mo)塊(kuai)的(de)輸(shu)出(chu)接(jie)到(dao)電(dian)動(dong)機(ji)保(bao)護(hu)器(qi)的(de)輔(fu)助(zhu)電(dian)源(yuan)輸(shu)入(ru)端(duan)，電(dian)動(dong)機(ji)保(bao)護(hu)器(qi)的(de)電(dian)壓(ya)測(ce)量(liang)信(xin)號(hao)取(qu)自(zi)接(jie)觸(chu)器(qi)上(shang)級(ji)
，防(fang)止(zhi)晃(huang)電(dian)時(shi)接(jie)觸(chu)器(qi)脫(tuo)開(kai)，無(wu)法(fa)測(ce)得(de)恢(hui)複(fu)電(dian)壓(ya)
，線(xian)路(lu)正(zheng)常(chang)供(gong)電(dian)時(shi)抗(kang)晃(huang)電(dian)模(mo)塊(kuai)的(de)內(nei)部(bu)儲(chu)能(neng)裝(zhuang)置(zhi)處(chu)於(yu)儲(chu)能(neng)狀(zhuang)態(tai)，晃(huang)電(dian)期(qi)間(jian)由(you)抗(kang)晃(huang)電(dian)模(mo)塊(kuai)儲(chu)能(neng)設(she)備(bei)向(xiang)電(dian)動(dong)機(ji)保(bao)護(hu)器(qi)供(gong)電(dian)
，維(wei)持(chi)電(dian)動(dong)機(ji)保(bao)護(hu)器(qi)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)，當(dang)係(xi)統(tong)電(dian)壓(ya)恢(hui)複(fu)到(dao)“重起動電壓”後，電動機保護器對晃電持續時間進行判斷
，時間小於“立即重起動失電時間
，”立即吸合“輸出繼電器7、8”起動電動機
，晃電時間長於“立即重起動失電時間”，而小於“允許失電時間”，執行延時重起動，晃電時間長於“允許失電時間”
，不執行起動，95、96接點作為保護接點
，保護器上電後處於常閉狀態，當出現故障或輔助電源斷電後變為常開狀態，控製係統采用保護器抗晃電模塊^[4]
，保證了電動機運行的可靠性和安全性。

圖6  ARD2F在某石化行業抗晃電控製回路的應用

4、ARD2F智能型電動機保護器在某石化行業運行效果

     ARD2F智能型電動機保護器運用到石化行業時，給石油化工的自動化生產過程帶來如下運行效果：

  （1）係統信息集中

    用戶可以通過抄表的方式采集各個裝置節點的參數
，如：電動機電流
、電壓、電動機運行情況、電能等，用戶根據這些信息實現了對現場設備的電動機運行情況實時分析處理；

   （2）智能化控製保護

    石化生產過程中使用ARD2F智能型電動機保護器後，如果電動機出現過載、缺相、chaowendengxianxiangshi，baohuqijiangjishizhongzhidiandongjideyunxing，bingduigezhongguzhangxinxizuochuxiangyingdezhishi
，zaidianwangguzhangzaochengdianyashunjianjiaodafududebodonghuozheduanshiduandianyouhuifu，daikanghuangdiangongnengshikeshidiandongjibaohuqizhongxinqidong；

   （3）故障記錄便於現場問題分析

    在zai石shi油you化hua工gong行xing業ye中zhong，電dian動dong機ji發fa生sheng故gu障zhang後hou
，應ying及ji時shi的de把ba備bei用yong電dian動dong機ji投tou上shang而er不bu影ying響xiang運yun行xing機ji製zhi，對dui出chu現xian問wen題ti的de電dian動dong機ji應ying及ji時shi處chu理li以yi確que保bao連lian續xu生sheng產chan


，早zao期qi的de處chu理li方fang法fa需xu要yao花hua大da量liang的de人ren力li物wu力li還hai需xu要yao一yi定ding的de時shi間jian才cai能neng分fen析xi出chu來lai，不bu便bian於yu應ying用yong，而erARD2F智能型電動機保護器強大的故障記錄功能為維護人員節省了大量的時間，提高了生產的效率及係統運行可靠性。

5
、結束語

    隨(sui)著(zhe)當(dang)代(dai)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)的(de)不(bu)斷(duan)發(fa)展(zhan)，電(dian)動(dong)機(ji)已(yi)經(jing)成(cheng)為(wei)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)中(zhong)重(zhong)要(yao)的(de)一(yi)部(bu)分(fen)，電(dian)動(dong)機(ji)保(bao)護(hu)器(qi)也(ye)朝(chao)著(zhe)多(duo)元(yuan)化(hua)方(fang)向(xiang)發(fa)展(zhan)，因(yin)此(ci)我(wo)們(men)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)需(xu)要(yao)充(chong)分(fen)考(kao)慮(lv)電(dian)動(dong)機(ji)保(bao)護(hu)實(shi)際(ji)需(xu)求(qiu)
，超(chao)前(qian)、準確
、及(ji)時(shi)地(di)判(pan)斷(duan)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)故(gu)障(zhang)，合(he)理(li)選(xuan)擇(ze)保(bao)護(hu)功(gong)能(neng)和(he)保(bao)護(hu)方(fang)式(shi)
，實(shi)現(xian)對(dui)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)良(liang)好(hao)保(bao)護(hu)
，達(da)到(dao)提(ti)高(gao)設(she)備(bei)運(yun)行(xing)可(ke)靠(kao)性(xing)，減(jian)少(shao)非(fei)計(ji)劃(hua)停(ting)車(che)，減(jian)少(shao)事(shi)故(gu)損(sun)失(shi)的(de)目(mu)的(de)
，電(dian)動(dong)機(ji)保(bao)護(hu)器(qi)是(shi)發(fa)電(dian)、供電、用電係統的重要器件
，廣泛的采用電動機保護器
，不但可以提高工藝控製準確性、科學性
，降低故障率，而且對於提高電氣控製係統的自動化水平和發展國民經濟，起著積極的推動作用。

參考文獻：

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[3].陳小峰. LM30電動機保護器在石化企業的應用智能[J]. 電氣控製技術. 2010.3

[4].王誌南. 電動機保護器在化工行業抗晃電中的應用[J]. 自動化應用. 2014.6

作者簡介：

趙斌，男，本科
，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為醫療供配電設計
，手機：，座機：

，QQ:2880157852,E-mail: