梁力

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淺談華建LM-500F綜保在低壓電機上的應(yīng)用

梁力

（茂名天源石化有限公司，廣東 茂名 525000）

針對化工裝置變電所重要的低壓電動機傳統(tǒng)保護元件存在的問題，提出了切實可行的解決方法，即應(yīng)用科技含量更高的電氣控制元件使電機既能實現(xiàn)正常的平穩(wěn)運行，又能實現(xiàn)抗晃電自啟動運行。

華建LM-500F綜保；電動機；電氣設(shè)備；化工裝置

1 概述

本文針對化工裝置低壓電機在運行中控制柜傳統(tǒng)保護存在的一系列問題進行分析，并提出解決問題的方法。我們知道化工裝置變電所的主要電氣設(shè)備通常為低壓電動機，保證化工裝置變電所電氣設(shè)備的平穩(wěn)運行即保證低壓電動機的平穩(wěn)運行，這是保證化工裝置長周期運行的關(guān)鍵。

2 低壓電動機傳統(tǒng)控制方式的性能分析

化工裝置變電所的主要電氣設(shè)備是低壓電動機。通常化工裝置變電所建成較早，先進的控制設(shè)備比較少，低壓電動機的控制方式比較單一，主要是采用傳統(tǒng)的配電和控制方式。

2.1 熔斷絲

熔斷絲主要通過控制電流的大小起保護作用。當配電回路發(fā)生短路故障后，流過熔斷絲的電流超過了它的允許值，熔斷絲就會熔斷，起到保護作用。但這種保護很籠統(tǒng)，不能準確地指出故障的原因和類型，給值班電工分析故障帶來一定的困難，會延誤處理故障的時間。

2.2 熱元件

熱元件是利用串接纏繞在兩種膨脹系數(shù)不同的雙金屬片上的電阻絲，當電流在主回路中流過時產(chǎn)生的熱效應(yīng)引起雙金屬片彎曲程度不同，從而使控制接點斷開，實現(xiàn)對電機的保護。由于熱元件受環(huán)境溫度的影響比較大，當周圍環(huán)境溫度超過40 ℃時，它就會容易誤動。而且熱元件的金屬片發(fā)熱也需要一定的預(yù)熱時間，當電機在冷態(tài)情況下啟動時發(fā)生故障，熱元件的反應(yīng)靈敏度會降低。此外，經(jīng)過長期的運行，熱元件的金屬片也會發(fā)生細微的變化，從而使熱元件的整定值發(fā)生變化，造成熱元件誤動或拒動的可能性增大。

2.3 接觸器

它主要是由操作人員通過按鈕或由保護元件動作對電機進行正?；蚬收蠒r的啟和停，因此，正是有了接觸器，才實現(xiàn)了電氣控制的自動化。但對接觸器采用普通方式進行控制已經(jīng)越來越不能滿足我們的需要了，因為普通的控制方式在抗“晃電”和“自啟動”功能上已經(jīng)達不到生產(chǎn)裝置的要求。為了確保裝置變電所電氣設(shè)備的持續(xù)、穩(wěn)定、安全運行，必須對老設(shè)備進行更新改造。改造的方式有2種：①原來的配電和保護方式都不變，只需對老化的元件進行更換；②采用科技含量高的保護元件替換原來的保護方式。采用第一種方案比較經(jīng)濟，也比較簡單，但是更換同類元件并不能從根本上解決問題；采用第二種方案價格比較貴，施工也比較復(fù)雜，但能滿足生產(chǎn)管理的需要。

3 改進措施

為了切實解決存在的問題，經(jīng)過市場調(diào)查和使用效果的比較，認為上海華建生產(chǎn)的LM-500F微機電動機保護監(jiān)控裝置（簡稱華建LM-500F綜保）適用于380 V低壓電動機的保護、監(jiān)測和控制，是新一代智能化的綜合監(jiān)控裝置。

3.1 華建LM-500F綜保操作面板介紹

LM-500F微機電動機保護監(jiān)控裝置的操作面板如圖1所示。圖1為華建LM-500F綜保的顯示面板和操作按鍵說明，面板上有5個指示燈，包括故障指示燈、運行指示燈以及S1～S3等3個狀態(tài)指示燈，其中，S1為斷路器狀態(tài)信號，S2為接觸器狀態(tài)信號，S3為外部故障信號。面板上有一個較大的液晶顯示窗口，可以顯示實時測量數(shù)據(jù)，可進行保護動作查詢，并可進行設(shè)備參數(shù)設(shè)定、保護參數(shù)設(shè)定以及查詢等內(nèi)容。面板下側(cè)有MODE、SHIFT、DATA和RESET操作按鍵，其中，MODE鍵用于監(jiān)測和參數(shù)設(shè)定的方式選擇，SHIFT鍵用于移動光標，DATA鍵用于數(shù)據(jù)翻頁，RESET用于參數(shù)設(shè)定時的確認以及數(shù)據(jù)查詢后的返回等。

電機運行正常時，綜保顯示屏上顯示的只有電動機的實時運行電流等參數(shù)，當發(fā)生跳閘或報警時，操作面板上的“故障”信號燈會點亮或閃爍，同時，在顯示屏窗口會自動顯示相關(guān)的跳閘報警信息，通過按DATA鍵翻頁還可查閱故障跳閘報警的原因、跳閘時的三相電流或電壓、跳閘的時間及其他相關(guān)數(shù)據(jù)。這為值班電工了解故障原因、處理故障提供了重要的信息，縮短了處理故障、恢復(fù)供電的時間。傳統(tǒng)的保護裝置沒有顯示屏窗口，也沒有故障顯示信息，只有熱元件、接觸器、空氣開關(guān)動作或熔斷絲熔斷等信息，不利于值班人員快速進行故障判斷和處理。

圖1 LM-500F微機電動機保護監(jiān)控裝置操作面板

3.2 對應(yīng)關(guān)系

采用LM-500F微機電動機保護監(jiān)控裝置后，原配電回路的熱元件被拆除，更換成綜保自帶的CT；原熱元件的功能將由綜保的過載、起動超時、斷相、電流不平衡、堵轉(zhuǎn)、單相接地、欠電流、欠電壓、過電壓、反相序和外部故障等諸多保護功能所替代。

按照原來的保護方式，當有故障時，主要表現(xiàn)為熱元件動作跳閘，但究竟是由何種故障引起的跳閘，沒有明確的指示信息，還需要通過分析和檢查來確定。改用新的保護方式后，在LM-500F微機保護監(jiān)控裝置的顯示屏上會直觀地顯示出是何種故障，使電工分析判斷故障變得簡單，且該保護監(jiān)控裝置內(nèi)部都是電子元件，不會出現(xiàn)類似于熱元件的定值漂移現(xiàn)象。當需要設(shè)定保護定值時可以直接在操作面板上通過按鍵來設(shè)置，不需要像熱元件那樣需要拆下來用專用的試驗設(shè)備來進行校驗。熱元件的校驗不僅工作量大，并且需要得到工藝生產(chǎn)條件的許可才能進行，十分不便。

顯然，選用低壓綜保，在選擇性、可靠性、靈敏性和快速性方面都超過了原來的熱元件，在數(shù)據(jù)記錄、監(jiān)控上也填補了原來保護的空白，給值班電工提供了處理故障依據(jù)。

3.3 華建LM-500F綜保的控制原理

在主回路中，綜保取用兩路電源，一路是直接來自母線的電源L1，主要是為綜保提供電源的測量與工作電源；另一路是取自本配電回路的電源L11，主要是用于電動機的控制以及保護的監(jiān)控等。在控制回路中，KM是控制接觸器，R1是綜保故障檢測繼電器的接點，R3是抗晃電自啟動的接點，HL11和HL12是電機運行和停機的指示燈，R2是綜保接地故障檢測繼電器的接點，QF/TRIP是主回路中空氣開關(guān)的接地故障分勵線圈，LM-500F是綜保的工作主體。

在控制回路中，電機的啟動、停止與以往的控制回路一樣，都是通過SB2、SB1來實現(xiàn)的。啟動電機時只要啟動電流在設(shè)定的范圍之內(nèi)電機就進入運行狀態(tài)，綜保顯示屏上會顯示出電動機的運行電流參數(shù)。

如果電動機在啟動或者運行過程中，電流、電壓出現(xiàn)異常并達到堵轉(zhuǎn)、熱過載、三相電流不平衡等任意一個保護的動作整定值時，就會使綜保內(nèi)部的保護繼電器R1動作，使串接在啟動回路中的R1常閉點打開，接觸器KM的線圈失電，電機跳停。當綜保檢測到有接地故障時，作用于接地保護繼電器R2，使R2的常開點閉合，并接通空氣開關(guān)的分勵線圈，使空氣開關(guān)跳開，切斷主回路的電源，使電動機停機。在綜保中還有一個報警繼電器R4，出現(xiàn)故障時會使R4的常開點閉合接通報警裝置，并向顯示部分發(fā)出燈光提示，以便值班人員進行檢查。

4 結(jié)論

茂名石化多套化工裝置變電所的大量低壓電機經(jīng)過華建LM-500F綜保改造后投入了使用，到目前為止，運行的時間已經(jīng)超過2年，從未發(fā)生過任何故障，性能穩(wěn)定、功能正確。我們相信，低壓電機的傳統(tǒng)保護元件經(jīng)過華建LM-500F綜保改造后，必將會為化工裝置的安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)運行發(fā)揮出重要的保障作用。

2095－6835（2018）24－0148－02

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10.15913/j.cnki.kjycx.2018.24.148

〔編輯：張思楠〕