三相異步電動機在水泥行業有很廣泛應用,加強電動機管理,降低電動機燒毀率,對降低生產成本,確保設備高效運轉起著一定作用。過去,一般采用熱繼電器對電動機進行保護,隨著電子技術發展,電動機保護的電器元件不斷更新換代,且性能穩定、可靠,靈敏度高。
1、 電動機常見故障
電動機除了轉子及外圍設備故障,主要是定子繞組故障。引起定子繞組故障有內部和外部2種原因,內部原因表現為斷路、匝間短路和接地3種,斷路常發生在端部、元件接頭處或引出線附近;外部原因有接觸故障、電動機引出線及外部接線脫落引起的斷相,還有設備物料涌堵、軸承卡死或其它原因引起過電流而使定子繞組燒毀等。我廠以前在全部使用老式電動機保護元件時,曾對全年燒毀電動機情況作了統計,統計顯示,全年燒毀電動機198臺,過流占47.5%,斷相44.4%,匝間短路占5%。傳統電動機控制電路中,一般采用自動空氣開關來分斷電路和回路短路保護。而斷相和過電流故障主要依靠電動機保護器。
熱繼電器保護功能的不足:
1) 功耗大。電動機主回路運行電流直接流過熱繼電器,功耗很大,發熱嚴重。在維修中,曾不止一次遇到過由于熱繼電器發熱嚴重,塑料基殼變形而引起三相主回路短路,引發二次故障。
2) 設定很難達到準確,動作誤差大。熱繼電器的動作值設定是機械式的,調節誤差大。過流保護是通過電流流過其內部的熱敏金屬片引起變形來實現。動作精度差,受外部環境溫度、粉塵、導線截面和接觸電阻等因素影響大。
3) 熱繼電器反時限特性單一。該特性是由其自身結構和金屬片材質決定的。
4) 斷相保護功能差。熱繼電器對電動機斷相故障反映不靈敏,維修中常遇到熱繼電器雖動作,但電動機已燒毀的情況。
2 、采用電動機保護器對電動機的有效保護
我們選用SJD-YD系列電動機保護器代替熱繼電器作為電動機保護元件。我們選用SJD-YD系列電動機保護器分別適用于功率1~5KW、5~25KW、22~45KW、45~90kw、110~185kw、200kw~300kw、300kw~400kw的電動機,經過幾個月的使用,SJD-YD系列電動機保護器動作可靠、靈敏,因此在以后的電路改造中陸續采用SJD-YD系列電動機保護器。此SJD-YD系列電動機保護器的外形尺寸和熱繼電器相差不多,控制線路變更不大,支持AC220V或AC380V的交流工作電源。
其工作原理見圖1。
該系統采用4只內置電流互感器對電動機電流檢測。其中,斷相與過流采樣系統相互獨立。當供電線路缺相( 或斷相)時,斷相傳感器所感應的信號通過邏輯門電路處理后輸入中心控制電路,經過2S 的延時,中心控制電路輸出控制信號,使內置繼電器動作,輸出觸點斷開,從而使交流接觸器線圈釋放,電動機供電被切斷。
當電動機過流(過載) ,電動機主回路電流大于過流調節旋鈕設定值時,電流采樣信號經與電流設定值比較,輸入中心控制電路,再由指示電路驅動設置指示燈閃亮。當過載時間達到設定值時,中心控制電路輸出信號使內置繼電器動作,輸出觸點斷開,電動機供電被切斷。
2.1 特點
1)故障信號采用穿孔式電流取樣,和主回路脫離,避免發熱。
2) 增加了延時范圍0~99s電流整定,解決了設定保護電流和動作時限配合問題,使用者能夠根據設備的具體情況,靈活選用延時設定值。
3) 因對斷相故障采取獨立的取樣信號系統,使電動機保護器能在(2±0.5)s時限內準確、迅速動作而保護電動機。
4) 智能化,能正確判斷故障,顯示故障代碼并保持故障記憶,方便維修人員檢查維修。
2.2 注意事項
1) 電動機保護器的整定電流在按要求設定投入使用后,應加強管理,穩定運行后最好不要在隨意更改,并定期做好維護保養。
2) 復位按鈕最好應處在“手動”位置,因選擇自動復位時,延時3min自動復位,若電動機因故障動作,不利于崗位人員或維修人員查找故障,如果在“手動”位,只有按復位按鈕方可復位,這樣,能提醒維修人員將故障原因查清,避免誤操作。
3 、使用效果
表1是水泥磨庫底配料Y112M-4,4KW電動機4臺,2000年3月至2001 年3月使用老式電動機保護元件和2001年4月至2002年4月改用SJD-YD系列電動機保護器后,電動機在正常設定值下并未燒毀,從而節省了企業的電動機維修費用。