电流不平衡保护在电机保护中的应用实例

文章摘要:西门子3UF50马达保护器是一种电机保护与控制设备,它具有过载、堵转、三相电流不平衡、接地故障监视等保护功能,该文简要介绍了3UF50马达保护器的工作原理,其三相电流不平衡保护在电机中的实际应用及故障处理。

关键词：马达保护器：三相电流不平衡：实例

 

1、西门子3UF5O马达控制器简述
西门子3UF50马达控制器是一种电机保护与控制设备,系统的中央处理器单元是微处理器,所有的控制和保护功能都由微处理器执行,包括连锁功能、运行计算、诊断和统计数据、以及自动控制级与电机回路之间的高性能的通讯等。系统集成了电流互感器，可以检测电流。它具有过载、堵转、三相电流不平衡、接地故障监视等保护功能，并且具有PROFIBUS通讯功能，可以对电机的运行电流、运行时间、 起动次数、报警和故障信息等进行监视, 通过PROFIBUS通讯，还可以在远方对电动机进行监控。与传统的电机控制回路相比，3UF50的出现大大的简化了电机的控制回路，起、停开关直接接到3UF5O基本单元的输入，接触器线圈通过3UF5O基本单元的输出控制，不需要互锁的辅助触点，从而减少了接线,相应地减少了故障点。其应用很广泛。3UF50的三相电流不平衡是通过其内置的电流互感器检测三相电流,当电机三相不平衡电流（最大值- 最小值）/最小值的值大于40%,持续时间到达15秒时保护出口让电机跳闸，达到保护电机的作用。
低压电机的控制原理图如图一。

 

2、3UF50三相电流不平衡保护的应用实例
实例1 :某装置一台132kW的低压电机，运行中值班人员发现监控后台报该电机“三相电流不平衡动作”报文，配电室该电机控制柜盘面故障黄灯亮，停电后进一步检査控制回路完好，测量电机主回路三相绕组直阻不平衡，打开现场电机接线盒，发现电机A相接线柱接线已经松动. 接线柱有发热现象，紧固接线后开机正常。分析原因为A相在原先的接线中紧固力矩稍小.电机运行时间较长造成接线松动.该相接触电阻大，运行中A相电流偏大并且发热，造成三相电流不平衡致使3UF5O三相电流不平衡保护动作。如果没有3UF50三相电流不平衡保护，电机接线柱将被烧毁，引发更大的电气事故。

实例2：某装置一台1.5kW的电压电机，运行中值班人员也是发现，监控后台报该电机“三相电流不平衡动作”报文，配电室该电机控制柜盘面故障黄灯亮，检测电机直阻正常，之后检查为电动机控制柜内电源缺相故障，为接触器L3相触头烧毁所致（如图二），L3相缺相造成电机三相电流不平衡使3UF50三相电流不平衡保护动作,更换接触器后开机正常。分析原因为接触器触头质量不好，电机在长时间运行中造成接触器L3相发热而烧毁，也就是图一原理图中主回路的“4” L3相缺相，电机在缺相的情况下运行中将严重发热，烧毁电机绕组。

 

3、总结
以上两起实例都是在设备电源出现问题后，3UF5O的三相电流不平衡保护均实现了可靠动作，使电气设备故障没有进一步扩大，为及时消除故障隐患提供了町靠保障.确保了装置的平稳运行.这就 是3UF50三相电流不平衡保护的实用性。

4、安科瑞ARD3电动机保护器的介绍
ARD3智能型电动机保护器（以下简称ARD3），适用于额定电压至AC690V、额定电流至AC800A、额定频率为50/60Hz的电动机。产品体积小，结构紧凑，安装方便，在低压控制终端柜和1/4模数及以上各种抽屉柜中可直接安装使用，提高了控制回路的可靠性和自动化水平。
ARD3采用模块化的产品结构形式，包括主体控制模块、互感器模块和显示模块，并可根据需要选配ARD3的其他功能模块或附件，与接触器、电动机起动器等电器元件构成电动机控制保护单元，有远程自动控制、现场直接控制、面板指示、信号报警、现场总线通信等功能。适用于煤矿、石化、冶炼、电力、船舶、以及民用建筑等领域。详见图三-图四。

 

图三 智能电动机保护器动作示意图

 

图四 过载特性曲线图

安科瑞ARD3系列电动机保护器的功能如下：
（1）辅助电源支持AC85V～265V/DC110V～350或AC380V±10%(需另配380V电源模块)。
（2）测量功能分为基本测量(电流参数)和增选测量(电压、功率、相序、剩余电流(漏电流))。
（3）具有起动超时、过载、堵转、阻塞、欠载、断相、不平衡、剩余电流(接地/漏电)、温度、外部故障、相序、
（4）过压、欠压、欠功率、过功率、tE时间等电动机综合保护功能。
（5）9路DI无源干节点输入，信号电源采用内置DC24V电源。
（6）5路DO输出，满足直接起动，星—三角起动，自耦变压器起动，软起动等多种起动方式，通过通讯总线可实现。
（7）远程主站对电动机进行实时遥控“起/停”操作。
（8）抗晃电确保电动机运行不间断，重起动功能在短时欠压、失压时用于电动机分批重起。
（9）具有标准的RS-485通讯接口，采用Modbus_RTU、Profibus_DP通讯协议，保证了上位机通讯的快速可靠。
（10）具有DC4-20mA模拟量输出接口，直接与DCS系统相接，可实现对现场设备的监控。
（11）具有系统时钟和20次故障记录功能，系统时钟记录当前时间(日、时、分、秒)，故障记录功能记录故障原因。
（12）显示部分采用全中文液晶显示。
可以替代各种电量表、信号灯、热继电器、电量变送器等常规元件，减少了柜内电缆连接及现场施工量，可靠性和综合性价比远高于传统方案。