呂隆壯 董桂成 張汝山 胡鄖生 岳建寧

（寧波萬(wàn)華聚氨酯有限公司，浙江 寧波 315812）

1 引言

眾所周知，隨著現(xiàn)代微電子及計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，使電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置的普及應(yīng)用成為可能。低壓電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置與傳統(tǒng)的熱保護(hù)裝置相比具有智能化、小型化、功能靈活、標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)；裝置保護(hù)功能強(qiáng)大，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、可與企業(yè)其他控制系統(tǒng)或DCS系統(tǒng)通信實(shí)現(xiàn)集中控制等優(yōu)點(diǎn)；并有與企業(yè)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)如 MES系統(tǒng)通信實(shí)現(xiàn)開(kāi)放共享的優(yōu)勢(shì)。隨著用戶(hù)的不斷增加，使制造廠(chǎng)商生產(chǎn)批量加大，成本逐漸降低，而伴隨著生產(chǎn)成本的降低，必將有越來(lái)越多的用戶(hù)選用電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置，而放棄使用傳統(tǒng)的熱繼電器，相信未來(lái)5-10年內(nèi)低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)器必將得到極大的普及應(yīng)用。

作為高端工業(yè)用戶(hù)，寧波萬(wàn)華聚氨酯有限公司，在寧波二期項(xiàng)目建設(shè)中，制定了較高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求，最終通過(guò)招標(biāo)選用了施耐德TeSysT電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置，項(xiàng)目共設(shè)計(jì)選用了近1000臺(tái)。目前已經(jīng)調(diào)試安裝結(jié)束，投入使用。

本文介紹使用電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的一些經(jīng)驗(yàn)，及對(duì)TeSys T一些高級(jí)潛在應(yīng)用功能的深度開(kāi)發(fā)成果，希望能為從事電氣應(yīng)用技術(shù)的同行提供借鑒；同時(shí)也從應(yīng)用電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置的角度發(fā)現(xiàn)了一些保護(hù)裝置的缺陷與不足，希望能為從事電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置設(shè)計(jì)研究人員提供：提升產(chǎn)品質(zhì)量，改進(jìn)產(chǎn)品性能，促進(jìn)產(chǎn)品升級(jí)的思路和方向。

2 硬件接線(xiàn)設(shè)計(jì)及基本功能介紹

施耐德電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的全稱(chēng)是：TeSys T電動(dòng)機(jī)管理控制器，顧名思義，保護(hù)器具有電動(dòng)機(jī)管理與控制雙重功能，可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)保護(hù)、電機(jī)參數(shù)測(cè)量監(jiān)視及控制功能。硬件主要有一個(gè)LTMR電機(jī)管理控制器模塊、穿芯互感器模塊、LTME擴(kuò)展模塊、LTMCU操作終端、集成于 Powersuit 軟件內(nèi)部的組態(tài)軟件。TeSys T支持：Modbus、Profibus DP、DeviceNet、CANopen、Ethernet Tcp/Ip等通信協(xié)議。

LTMR控制器是核心元件，它通過(guò)自帶的電流互感器測(cè)量相電流，通過(guò)外部環(huán)形電流互感器測(cè)量接地電流、測(cè)量電機(jī)預(yù)埋熱電阻（PTC）的溫度，實(shí)現(xiàn)在不同控制模式下的輸入輸出管理、故障管理功能。該模塊能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)定義的標(biāo)準(zhǔn)功能，過(guò)載模式：控制器只做狀態(tài)監(jiān)視而不做電機(jī)控制；獨(dú)立模式：可起停單向電機(jī)（不可反轉(zhuǎn)）；可逆模式：可起?？赡骐姍C(jī)（帶反轉(zhuǎn)）；雙速模式：起動(dòng)雙速電機(jī)（變極）；雙步模式：分兩步起動(dòng)電機(jī)（Y-△等起動(dòng)形式）；用戶(hù)自定義模式：采用用戶(hù)自定義模式。該模塊有6個(gè)數(shù)字量邏輯輸入，3個(gè)繼電器邏輯輸出（NO），1對(duì)故障繼電器輸出（NO+NC），與電機(jī)溫度傳感器的連接接口，與接地電流互感器的接口。如圖1所示。

圖1

LTME擴(kuò)展模塊為T(mén)eSys T增加了3相電壓測(cè)量功能，這樣可計(jì)算出眾多電機(jī)參數(shù)如：頻率、功率因數(shù)、功率、電度等，同時(shí)還增加了4個(gè)邏輯輸入。如圖2所示。

HMI人機(jī)界面操作終端可定義就地與遠(yuǎn)控兩種操作模式，且實(shí)現(xiàn)了程序漢化功能，使得普通操作人員易于操作。如圖2所示。

通過(guò)以上3個(gè)操作主要模塊的結(jié)合，TeSys T可實(shí)現(xiàn)如下功能：通過(guò)監(jiān)測(cè)電機(jī)電流損耗實(shí)現(xiàn)熱過(guò)載保護(hù)；通過(guò)溫度傳感器檢測(cè)實(shí)現(xiàn)電機(jī)溫度保護(hù)；檢測(cè)電流的對(duì)稱(chēng)性實(shí)現(xiàn)相不平衡保護(hù)與缺相保護(hù)；檢測(cè)電機(jī)起動(dòng)時(shí)間實(shí)現(xiàn)電機(jī)起動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)保護(hù)；在電機(jī)起動(dòng)結(jié)束后的運(yùn)行期間檢測(cè)電流的突然加大實(shí)現(xiàn)堵轉(zhuǎn)保護(hù)；通過(guò)外部接地互感器檢測(cè)接地電流實(shí)現(xiàn)接地保護(hù)；通過(guò)檢查電壓實(shí)現(xiàn)過(guò)壓與欠壓保護(hù)；此外電動(dòng)機(jī)保護(hù)器有著完善的測(cè)量功能、故障診斷功能。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能。

圖2

圖3

寧波萬(wàn)華工程中TeSysT的典型接線(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙如圖4所示。

設(shè)計(jì)控制原理說(shuō)明：

（1）保護(hù)器裝置電源與線(xiàn)路控制電源均采用交流220V。

（2）T1/T2端子接電機(jī)溫度常閉點(diǎn)，用于聯(lián)鎖停車(chē)。

（3）I.1接起動(dòng)按鈕SB1常開(kāi)點(diǎn)（手動(dòng)有效）。

（4）I.2接停車(chē)按鈕SB2常閉點(diǎn)（手動(dòng)有效）。

（5）I.3接SA自動(dòng)位常開(kāi)點(diǎn)，閉合時(shí)自動(dòng)有效。

（6）I.4接DCS常開(kāi)點(diǎn)，閉合開(kāi)車(chē)，斷開(kāi)停車(chē)（自動(dòng)有效）。

（7）I.5接DCS常閉點(diǎn)，閉合時(shí)允許開(kāi)車(chē)，斷開(kāi)時(shí)停車(chē)。

（8）I.6接空開(kāi)故障跳閘接點(diǎn)用于檢查QF故障狀態(tài)。

（9）I.7接抽屜工作位置YW接點(diǎn)用于檢查抽屜狀態(tài)。

（10）I.8作為備用運(yùn)行監(jiān)視常開(kāi)點(diǎn)。

圖4

（11）I.9接聯(lián)鎖停車(chē)常閉點(diǎn)，斷開(kāi)時(shí)停車(chē)。

（12）I.10接聯(lián)鎖停車(chē)常開(kāi)點(diǎn)，閉合時(shí)停車(chē)。

（13）O.1控制接觸器的吸合與斷開(kāi)，以控制電機(jī)的開(kāi)停。

（14）電氣故障觸發(fā)97/98去DCS報(bào)警，堵轉(zhuǎn)、接地故障由O.2斷開(kāi)QF。

（15）電氣故障、停車(chē)信號(hào)觸發(fā)O.1斷開(kāi)停車(chē)。開(kāi)車(chē)信號(hào)觸發(fā)O.1閉合開(kāi)車(chē)。

（16）回路動(dòng)作邏輯（假設(shè)高電平有效）。

開(kāi)車(chē)條件：①無(wú)連鎖（I.5=1，I.9-=0，I.10=1）；②無(wú)故障。

動(dòng)作原理：①I(mǎi).3=1，I.4=1；O.1=1；（自動(dòng)位開(kāi)車(chē)）；②I.3=1，I.4=0；O.1=0；（自動(dòng)位停車(chē)）；③I.3=0，I.1=1，I.2=1；O.1=1；（手動(dòng)位開(kāi)車(chē)）；④I.3=0，I.2=0，O.1=0；（手動(dòng)位停車(chē)）；⑤電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，I.5=0或I.9=1或I.10=0；O.1=0；（聯(lián)鎖停車(chē)）。

控制邏輯利用施耐德專(zhuān)用軟件編輯，起動(dòng)邏輯：

邏輯中各數(shù)字量的狀態(tài)存儲(chǔ)于寄存器457中，457的 0-15位分別對(duì)應(yīng)INPUT1(I.1)至INPUT15的狀態(tài)。輸出邏輯：

邏輯中各邏輯輸出狀態(tài)存儲(chǔ)于暫態(tài)寄存器中，15的12-15位分別對(duì)應(yīng)OUT1（O.1）-OUT（O.4）的狀態(tài)。

3 高端工業(yè)用戶(hù)對(duì)電動(dòng)機(jī)保護(hù)器高級(jí)功能的需求及實(shí)現(xiàn)方法

高端工業(yè)用戶(hù)，如現(xiàn)代化工、鋼鐵、印染、紡織、水泥等用戶(hù)對(duì)電氣控制系統(tǒng)有著很高的要求，要求電氣系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期連續(xù)運(yùn)行，在這些企業(yè)中低壓電動(dòng)機(jī)占有很大的比例，因而低壓電機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性最為重要。

除常規(guī)的控制功能外，通常期望這些低壓電機(jī)在供電系統(tǒng)波動(dòng)即晃電過(guò)程中不停機(jī)；當(dāng)大面積長(zhǎng)時(shí)間停電時(shí)，又希望生產(chǎn)裝置中的一部分特別重要的負(fù)荷群在自備發(fā)電機(jī)成功起動(dòng)后能夠分批次起動(dòng)，以確保生產(chǎn)裝置安全；對(duì)一套生產(chǎn)裝置（或一條生產(chǎn)線(xiàn)上）的上百臺(tái)電機(jī)中任何一臺(tái)電機(jī)故障跳閘都有可能引起裝置（或生產(chǎn)線(xiàn)）全線(xiàn)停車(chē)，因此希望能預(yù)測(cè)電機(jī)故障的到來(lái)，以便提前采取措施；在一個(gè)大型企業(yè)中低壓電機(jī)數(shù)量很多，希望對(duì)這些電機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理。

寧波萬(wàn)華二期工程中應(yīng)用了約1000臺(tái)電動(dòng)機(jī)保護(hù)器。應(yīng)用中我們對(duì)TeSysT的一些潛在功能進(jìn)行了深度開(kāi)發(fā)，取得了良好的成果。

3.1 晃電再起動(dòng)功能的實(shí)現(xiàn)

在使用電動(dòng)機(jī)保護(hù)器之前，通常用一個(gè)電器元件實(shí)現(xiàn)晃電再起動(dòng)功能，比如使用一個(gè)專(zhuān)用的時(shí)間繼電器，或使用一個(gè)專(zhuān)用的延時(shí)晃電再起動(dòng)繼電器，我們寧波萬(wàn)華一期工程中就是使用一個(gè)延時(shí)晃電再起動(dòng)繼電器實(shí)現(xiàn)這一功能的。也有用戶(hù)用UPS電源或直流電源作為控制電源來(lái)設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)控制回路實(shí)現(xiàn)晃電再起動(dòng)功能；為解決這一問(wèn)題也有專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)一套PLC控制系統(tǒng)的用戶(hù)。這些方法都能實(shí)現(xiàn)電機(jī)的晃電再起動(dòng)，控制方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，在此不再贅述。我們寧波二期工程中選用了智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置，如果再使用單獨(dú)的元件實(shí)現(xiàn)晃電再起動(dòng)功能顯然是不合理的，因此我們希望在電動(dòng)機(jī)保護(hù)器上實(shí)現(xiàn)這一功能。

目前國(guó)內(nèi)外有幾百家電動(dòng)機(jī)保護(hù)器制造商，產(chǎn)品功能各有所異，但其主要功能是電氣保護(hù)和開(kāi)停車(chē)控制，在與供應(yīng)商的技術(shù)交流中感受到研發(fā)人員對(duì)高端工業(yè)用戶(hù)的需求不是很了解。如果為保護(hù)裝置設(shè)置專(zhuān)用的不停電裝置電源，則市場(chǎng)上的大部分產(chǎn)品均能實(shí)現(xiàn)晃電再起動(dòng)的功能。如果沒(méi)有專(zhuān)用控制電源則大部分產(chǎn)品無(wú)法實(shí)現(xiàn)這一功能。但實(shí)際在一個(gè)工程項(xiàng)目中，為低壓控制系統(tǒng)設(shè)置專(zhuān)用不停電電源使系統(tǒng)變得復(fù)雜，且會(huì)帶來(lái)許多弊端。如檢修管理的不方便，一旦專(zhuān)用電源故障會(huì)影響一大片等問(wèn)題。我們還是希望在沒(méi)用專(zhuān)用控制電源的情況下實(shí)現(xiàn)這一功能。

在常規(guī)電動(dòng)機(jī)保護(hù)器中一般都有一個(gè)抗晃電程序，其工作原理是利用電壓元件檢測(cè)到電壓瞬間低于某個(gè)數(shù)值，又立即恢復(fù)時(shí)即判為晃電狀態(tài)，但只能在保護(hù)器工作電源不間斷的前提下有效，在與施耐德工程技術(shù)人員的深入交流中，我們經(jīng)過(guò)反復(fù)磋商決定拋棄原有程序，重新編程。

判斷晃電狀態(tài)的基本思路是：先判斷電機(jī)在運(yùn)行狀態(tài)，再檢查邏輯輸入的狀態(tài)變化（晃電時(shí)所有邏輯輸入狀態(tài)都變?yōu)?），將其狀態(tài)與0比較，結(jié)果存于永久性寄存器中，結(jié)果邏輯值為真時(shí)則判斷為晃電。程序如下：

我們發(fā)現(xiàn)保護(hù)器工作電源掉電后，其時(shí)間計(jì)數(shù)器仍在工作，先將計(jì)數(shù)器的結(jié)果存儲(chǔ)于寄存器中，再將晃電前后的寄存器中的數(shù)據(jù)相減，即可得出晃電持續(xù)時(shí)間（數(shù)據(jù)存于暫態(tài)寄存器171中）。將晃電持續(xù)時(shí)間與許可的晃電時(shí)間比較（本工程中定義為2s），若小于或等于2s，同時(shí)無(wú)聯(lián)鎖停車(chē)條件存在，則判斷電機(jī)原在運(yùn)行狀態(tài)并執(zhí)行自起動(dòng)程序。由于計(jì)算時(shí)間差的程序較長(zhǎng)，在此不予提供，自起動(dòng)程序如下：

編輯程序后，在試驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)有時(shí)出現(xiàn)晃電后不能正常起動(dòng)的的現(xiàn)象，通過(guò)保護(hù)器的監(jiān)控軟件，發(fā)現(xiàn)在晃電期間，由于各個(gè)邏輯輸入點(diǎn)的高低電平有效值不一致，當(dāng)電源掉電時(shí)或恢復(fù)時(shí)其狀態(tài)值不能同步變化從而導(dǎo)致判斷晃電程序出現(xiàn)誤差，為消除此種情況，將判斷結(jié)果存儲(chǔ)于永久寄存器中，并做10ms的延時(shí)，采取此措施后，降低了出現(xiàn)誤動(dòng)的概率。

3.2 分批再起動(dòng)功能的實(shí)現(xiàn)

如前所述，對(duì)于工業(yè)用戶(hù)有時(shí)會(huì)有一部分負(fù)荷是特別重要的，長(zhǎng)時(shí)間停電會(huì)產(chǎn)生人身安全、有害氣體泄漏或設(shè)備爆炸等危險(xiǎn)。通常為這些負(fù)荷設(shè)計(jì)一臺(tái)專(zhuān)用的發(fā)電機(jī)。當(dāng)全停電時(shí)，發(fā)電機(jī)自動(dòng)起動(dòng)為這些重要負(fù)荷供電。當(dāng)發(fā)電機(jī)自起動(dòng)后，希望將其所帶的負(fù)荷分批起動(dòng)投入運(yùn)行，以保證工業(yè)裝置的安全。以前我們一期工程是使用一個(gè)專(zhuān)門(mén)的再起動(dòng)繼電器實(shí)現(xiàn)這一功能的，也有用戶(hù)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)一套PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)這一功能的。對(duì)于TesysT我們?cè)诨坞娫倨饎?dòng)程序基礎(chǔ)上加以拓展，實(shí)現(xiàn)了分批再起動(dòng)功能。

寧波工程應(yīng)急發(fā)電機(jī)自起動(dòng)時(shí)間在 25s以?xún)?nèi)，若電源中斷后，發(fā)電機(jī)能夠順利自起動(dòng)，則分批自起動(dòng)重要負(fù)荷，如不能正常起動(dòng)或起動(dòng)時(shí)間超出25s，各級(jí)負(fù)荷不再分批自起動(dòng)，將視生產(chǎn)裝置的情況來(lái)決定是否起動(dòng)。

停電時(shí)間的計(jì)算程序、判斷停電的程序如同晃電程序，在分批起動(dòng)程序中將停電時(shí)間與 25s相比較，若小于或等于25s，同時(shí)無(wú)聯(lián)鎖條件存在，并判斷電機(jī)停電前在運(yùn)行狀態(tài)則判斷具備起動(dòng)條件，并讀取寄存器570（用以存儲(chǔ)分批起動(dòng)時(shí)間），實(shí)現(xiàn)分批自起動(dòng)。程序如下：

3.3 過(guò)載保護(hù)預(yù)告警功能的實(shí)現(xiàn)

工業(yè)用戶(hù)的一套生產(chǎn)裝置或一條生產(chǎn)線(xiàn)，少則幾十臺(tái)電機(jī)多則幾百臺(tái)電機(jī)，往往一臺(tái)電機(jī)故障跳閘會(huì)使整個(gè)裝置停車(chē)，會(huì)產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)損失，因此我們從事電氣技術(shù)工作的人員有責(zé)任解決這個(gè)問(wèn)題。過(guò)去盡管重要的關(guān)鍵設(shè)備都設(shè)計(jì)有備機(jī)，但往往由于閥門(mén)、管道、備用設(shè)備長(zhǎng)期放置等原因，在一臺(tái)設(shè)備故障跳閘后，備用設(shè)備不能可靠及時(shí)投入運(yùn)行，會(huì)造成生產(chǎn)裝置波動(dòng)或停車(chē)。施耐德TeSys T電動(dòng)機(jī)保護(hù)器有一個(gè)預(yù)告警功能，應(yīng)用該功能可在電機(jī)電流達(dá)到告警值時(shí)，發(fā)出告警信號(hào)上傳到計(jì)算機(jī)后臺(tái)，并同時(shí)計(jì)算電動(dòng)機(jī)的熱容量預(yù)報(bào)跳閘時(shí)間，操作人員可根據(jù)預(yù)報(bào)跳閘時(shí)間及時(shí)處理故障，如關(guān)小閥門(mén)、切換到備用設(shè)備等措施。這樣的智能管理功能對(duì)生產(chǎn)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行大有好處。

3.4 漏電保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)

工業(yè)用戶(hù)尤其是化工企業(yè)，大多伴有易燃、易爆介質(zhì)及強(qiáng)腐蝕環(huán)境，防止電氣設(shè)備漏電引起的電擊及火災(zāi)爆炸至關(guān)重要。我國(guó)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)落后，單靠接地保護(hù)雖然符合設(shè)計(jì)規(guī)范但效果不理想。采用漏電保護(hù)是一種理想的保護(hù)方式，施耐德TeSys T有兩種方式實(shí)現(xiàn)漏電保護(hù)。

一種方式是利用檢測(cè)到的三相電流進(jìn)行計(jì)算，然后判斷漏電電流值輸出保護(hù)動(dòng)作，其電流值設(shè)定范圍為20—500%電機(jī)額定電流，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是線(xiàn)路簡(jiǎn)單，不需要專(zhuān)用漏電互感器，投資少、占空間少，缺點(diǎn)是由于漏電電流值是通過(guò)三相電流來(lái)計(jì)算，但是由于采集各相電流的互感器存在誤差，并且二次接線(xiàn)也會(huì)帶來(lái)誤差，造成計(jì)算結(jié)果有時(shí)會(huì)偏差較大，容易出現(xiàn)誤動(dòng)作；另一種方式是通過(guò)外接零序電流互感器實(shí)現(xiàn)，這樣是檢測(cè)到的實(shí)際泄漏電流，更準(zhǔn)確可靠，缺點(diǎn)是投資多、占空間大。寧波萬(wàn)華二期工程采用了外置零序互感器的漏電保護(hù)方式。而一期工程使用了單獨(dú)的漏電繼電器實(shí)現(xiàn)這一功能。事實(shí)證明在化工企業(yè)使用漏電保護(hù)后，對(duì)生產(chǎn)裝置的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)保護(hù)設(shè)備安全及漏電引起的火花火災(zāi)有重要的意義。

3.5 電動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及管理功能的實(shí)現(xiàn)

寧波萬(wàn)華二期工程使用了約1000臺(tái)TeSysT電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，這些保護(hù)器主要分布安裝在3套生產(chǎn)裝置的3個(gè)變電所內(nèi)。我們選用的是有通信功能8PT和MNS開(kāi)關(guān)柜，保護(hù)器安裝在抽屜內(nèi)，每一面開(kāi)關(guān)柜的保護(hù)器并行送到通信管理機(jī)處理后送到計(jì)算機(jī)后臺(tái)。通過(guò)計(jì)算機(jī)后臺(tái)值班人員可以隨時(shí)監(jiān)控每一臺(tái)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)保護(hù)器與計(jì)算機(jī)后臺(tái)配合實(shí)現(xiàn)了電機(jī)運(yùn)行時(shí)間、起動(dòng)次數(shù)、控制命令次數(shù)、最后一次起動(dòng)最大電流、最后一次起動(dòng)持續(xù)時(shí)間、脫扣時(shí)間、重起時(shí)間、保護(hù)故障統(tǒng)計(jì)、保護(hù)報(bào)警統(tǒng)計(jì)等功能，同時(shí)也可對(duì)電機(jī)運(yùn)行的平均電流、對(duì)地電流、有功、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)整理統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

同時(shí)將重要的電機(jī)運(yùn)行信息通信送到DCS，使工藝操作人員隨時(shí)了解電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況。通信結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。

4 對(duì)電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置研發(fā)方向的建議

寧波萬(wàn)華二期工程首次大面積使用電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置，使用前我們對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)及用戶(hù)進(jìn)行了廣泛的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)許多制造商對(duì)用戶(hù)需求了解不夠，從而使產(chǎn)品使用起來(lái)存在一些缺陷，用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品的可靠性、控制功能、通信功能、操作方便程度、安裝的靈活性等還不滿(mǎn)意。從用戶(hù)使用角度對(duì)未來(lái)電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置的研發(fā)方向或升級(jí)改進(jìn)提出如下建議，供從事電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置研究開(kāi)發(fā)的廠(chǎng)商參考。

（1）從用戶(hù)群的分級(jí)確定產(chǎn)品的等級(jí)

在用戶(hù)調(diào)研時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，許多用戶(hù)把電動(dòng)機(jī)保護(hù)器只作為保護(hù)產(chǎn)品使用，對(duì)控制功能和通信功能沒(méi)有要求，這類(lèi)用戶(hù)可定義為低端用戶(hù)，如建筑、辦公樓、一些小型企業(yè)等，這類(lèi)用戶(hù)對(duì)保護(hù)器的要求就是保護(hù)功能，多余的功能使成本增加，相反會(huì)影響保護(hù)裝置的推廣使用，建議制造商開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)易型的保護(hù)裝置，使保護(hù)裝置的成本盡可能低，而使其保護(hù)功能的可靠性和安全性高于傳統(tǒng)的熱保護(hù)裝置。除滿(mǎn)足低端用戶(hù)需求，中高端用戶(hù)在整個(gè)生產(chǎn)裝置中也有一些不是非常重要的設(shè)備選用低端保護(hù)裝置也可減少投資。

圖5

另一類(lèi)中端用戶(hù)。這類(lèi)用戶(hù)的生產(chǎn)裝置一般不是連續(xù)生產(chǎn)，或規(guī)模不是很大的一般工業(yè)用戶(hù)，這種用戶(hù)要求保護(hù)功能和控制功能齊全，但對(duì)通信功能沒(méi)有要求，我們參觀(guān)的用戶(hù)中，許多都沒(méi)有利用保護(hù)器的通信功能，只是利用了電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置的保護(hù)、控制功能，這一類(lèi)用戶(hù)目前占有很大的市場(chǎng)量，建議開(kāi)發(fā)商將這類(lèi)用戶(hù)定義為中端客戶(hù)，開(kāi)發(fā)針對(duì)這一用戶(hù)群的產(chǎn)品，著重考慮保護(hù)功能和控制功能，盡可能降低生產(chǎn)成本。

對(duì)于高端工業(yè)用戶(hù)，如石油化工、鋼鐵、水泥等大型工業(yè)客戶(hù)，對(duì)電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置有著較高的要求：控制功能、保護(hù)功能、通信功能、管理分析功能等，制造廠(chǎng)商應(yīng)在現(xiàn)有的技術(shù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)創(chuàng)新，使產(chǎn)品逐步升級(jí)，滿(mǎn)足這類(lèi)客戶(hù)群的要求。

總之，制造商應(yīng)根據(jù)不同客戶(hù)群的要求開(kāi)發(fā)生產(chǎn)滿(mǎn)足不同客戶(hù)群的產(chǎn)品。

（2）編程語(yǔ)言的升級(jí)

低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置與高中壓保護(hù)裝置的使用條件不同。屬于電動(dòng)機(jī)的終端保護(hù)器件，使用量大、使用的人群面廣。因此，對(duì)編程語(yǔ)言更應(yīng)該大眾化、簡(jiǎn)單化，最好是“傻瓜”型，讓一般文化程度的操作人員即可輕松掌握，但目前市場(chǎng)上的產(chǎn)品并非如此。保護(hù)器的定值參數(shù)設(shè)定簡(jiǎn)單，但控制程序的修改卻很不方便，大多數(shù)產(chǎn)品的編程語(yǔ)言是匯編語(yǔ)言，需要在電腦上修改，然后再灌入到保護(hù)器中，費(fèi)時(shí)費(fèi)力不方便，建議廠(chǎng)商開(kāi)發(fā)更簡(jiǎn)單易操作的高級(jí)編程方法，會(huì)有利于產(chǎn)品的推廣。

（3）短路保護(hù)功能的增加

目前市場(chǎng)的主流保護(hù)器，其保護(hù)功能主要集中在過(guò)流、堵轉(zhuǎn)等功能，大多數(shù)產(chǎn)品沒(méi)有考慮短路保護(hù)功能，如電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)合閘在短路負(fù)載上，保護(hù)器控制接觸器斷開(kāi)容易燒毀接觸器，因此建議制造商增加短路保護(hù)功能，當(dāng)檢測(cè)到短路電流后先通過(guò)輸出控制上側(cè)空氣開(kāi)關(guān)跳閘，再斷開(kāi)接觸器。

（4）電流互感器的一體化

目前市場(chǎng)上的許多產(chǎn)品在小電流范圍（如≤100A）內(nèi)電流互感器三相是一體化的。而大于100A三相互感器不是一體的，單相互感器增加了安裝空間，使用不方便，建議廠(chǎng)家研發(fā)生產(chǎn)一體化的電流互感器，大電流互感器與控制模塊可以不在一體。

更值得一提的是，目前還沒(méi)有廠(chǎng)家將外置漏電互感器與三相電流互感器集成生產(chǎn)在一體，如果開(kāi)發(fā)出集漏電與三相電流檢測(cè)一體化的電流互感器，一定會(huì)大受用戶(hù)的歡迎。

（5）電機(jī)漏電電流起動(dòng)過(guò)程中的屏蔽默認(rèn)功能

在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備調(diào)試中發(fā)現(xiàn)，因電纜布線(xiàn)等原因，在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中，漏電電流有時(shí)會(huì)較大，超過(guò)保護(hù)整定值，使電機(jī)跳閘，但電動(dòng)機(jī)起動(dòng)結(jié)束后，這個(gè)漏電電流是很小的，盡管可以通過(guò)設(shè)置保護(hù)動(dòng)作時(shí)間來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，但因?yàn)槊恳慌_(tái)電機(jī)的功率、線(xiàn)路長(zhǎng)度均不相同，漏電電流值也不相同，逐臺(tái)設(shè)定很費(fèi)精力，因此希望開(kāi)發(fā)商在開(kāi)發(fā)產(chǎn)品過(guò)程中增加起動(dòng)過(guò)程漏電電流屏蔽默認(rèn)功能，使用戶(hù)調(diào)試設(shè)備更加簡(jiǎn)單高效。

（6）晃電再起動(dòng)和分批起動(dòng)功能的開(kāi)發(fā)

目前各廠(chǎng)家定型產(chǎn)品都有晃電及再起動(dòng)功能，但前提條件是停電或晃電時(shí)保護(hù)器的裝置電源不能停。這就要求為保護(hù)器設(shè)置專(zhuān)用不停電電源，設(shè)置單獨(dú)的電源使工廠(chǎng)整個(gè)低壓系統(tǒng)變得復(fù)雜，且可靠性隨著下降，大部分用戶(hù)還是習(xí)慣于低壓控制單元的主電路和控制電路使用同一個(gè)電源，這樣簡(jiǎn)單、安全、可靠。這就要求保護(hù)器開(kāi)發(fā)研究人員在保護(hù)裝置的硬件及軟件設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)控制電源同主電源一起停電后還能實(shí)現(xiàn)這一功能，這一功能的實(shí)現(xiàn)無(wú)疑將給用戶(hù)帶來(lái)極大的方便，更有利于保護(hù)器的推廣使用。

（7）智能管理功能的開(kāi)發(fā)

智能型電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置的出現(xiàn)，喚起了用戶(hù)對(duì)保護(hù)裝置更高的要求，如前所述電流過(guò)載預(yù)告警及跳閘時(shí)間的預(yù)報(bào)極大地方便了運(yùn)行管理人員，對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)的穩(wěn)定運(yùn)行是有重要意義的。具有這一功能的保護(hù)裝置還不夠完善，有待于進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)。再如，如果保護(hù)器能根據(jù)電流負(fù)荷的變化、沖擊、不平衡、相位角等的變化，分析電機(jī)及機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行情況，將又是一個(gè)重大的技術(shù)突破?？傊?，用戶(hù)期待著保護(hù)裝置為人們提供更多的服務(wù)。

（8）高效通信管理機(jī)的開(kāi)發(fā)

工業(yè)用戶(hù)的電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置大部分集中安裝在電動(dòng)機(jī)控制中心（MCC），傳統(tǒng)的做法是靠系統(tǒng)集成商將每個(gè)電動(dòng)機(jī)保護(hù)器通信集中處理送到計(jì)算機(jī)后臺(tái)。筆者認(rèn)為電動(dòng)機(jī)保護(hù)器制造商更了解自己的產(chǎn)品，有責(zé)任研究開(kāi)發(fā)高速通信管理系統(tǒng)，以滿(mǎn)足用戶(hù)需求，這對(duì)電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的推廣使用具有重要意義。

5 結(jié)論

本文介紹使用TeSysT的一些經(jīng)驗(yàn)及體會(huì)，由于作者知識(shí)能力有限，對(duì)裝置的硬件及軟件理解認(rèn)識(shí)深度還不夠，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

電動(dòng)機(jī)保護(hù)器這一新型的電子控制保護(hù)器件，由于其強(qiáng)大的控制功能、完善的保護(hù)功能、超前的智能管理功能，已經(jīng)越來(lái)越多地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，相信在不久的將來(lái)，隨著保護(hù)裝置的可靠性、安全性的進(jìn)一步提高，生產(chǎn)成本的逐步降低，保護(hù)裝置將逐步取代傳統(tǒng)的熱保護(hù)裝置，這將是低壓控制領(lǐng)域的一場(chǎng)革命。

[1]施耐德電動(dòng)機(jī)管理控制器使用手冊(cè).

[2]施耐德電動(dòng)機(jī)管理控制器編程手冊(cè).