智能马达保护控制器工厂运用探讨

摘要：PDM-810MRL智能型马达保护控制器可以有效的保护电机，缩小故障范围。通过2000R+通讯控制器直接接入DCS系统，在DCS系统上可以组态监视、控制电动机，电动机启动方式可选择，给安装带来便利。由马达保护器、通讯控制器、多串口卡组成的通讯系统性能稳定，抗干扰强。内部预留工厂常用启动方式、电动机正反转、电动机双速控制，只需接线就能实现，适合不同设备的使用。

关键词：智能马达保护控制器；控制输出；DCS系统

中图分类号：TJ430.8 文献标识码：A 文章编号：

1工厂与产品介绍

某工厂主要工艺设备全部实现自动化，人员投入比较少，符合现代化生产要求，工艺工程控制精确、无误，实现了无污染，绿色生产。工厂有五台变压器，五个低压配电室，总用电负荷8 000kW，高低压电机200余台。2/3以上电机使用丹东华通公司PDM-810MRL智能型马达保护控制器。具有短路保护、堵转保护、定时限过负荷保护、反时限过负荷保护、缺相或不平衡保护、接地保护/漏电保护、欠压和过压保护、外部过热等多种完善的保护功能；具有电流测量及显示功能，同时具有故障原因指示功能；具有各种直接起动、可逆起动、星角起动等多种方式的起停控制、操作及电动机运行状态指示功能，可以大大简化抽屉内接线，PDM-810MRL具有1个标准RS-485通讯接口，MODBUSRTU通讯协议，通过其现场总线，可以实现远方遥控起停电动机操作、电动机额定工作参数、CT变比，各种保护动作的定值及时限的整定等。具有强大的事件记录功能，记录最近的8次保护跳闸事件，包括保护动作原因及发生时间，便于分析事故原因。PDM-810MRL具有独立的保护动作信号继电器输出接口，同时还具有标准的DC4-20mA模拟量可编程输出接口，为DCS或PLC系统对现场设备监控提供了极大的便利。

2智能型马达保护控制器组网

PDM-810MRL采用MODBUS RTU通讯协议，每台设备以总线方式接入2000R+通讯控制器下行通讯采集口，2000R+通讯控制器有两个下行通讯采集口，每个通讯口可以采集32台丹东华通PDM仪表，2000R+通讯控制器对所据采集的数据进行自动归纳、整理和计算，并根据程序要求按顺序排列。考虑到各个配电室距离之间比较分散，采用485通讯信号会衰减，再加上现场设备的电磁干扰，很难保证通讯的实时性、准确性。我们在配电室到中控室之间采用光纤传输，传输速度快，抗干扰强，光纤比普通电缆的使用寿命长，在腐蚀性强的化工厂更应该使用。2000R+通讯控制器有两个上行通讯口，我们将一路送往电力监控系统ECS，一路送往工艺控制系统DCS，2000R+通讯控制器采集的PDM-810MRL数据可以直接接入DCS系统，利用DCS系统硬件设备，可以在DCS系统上将电机电流值，开停信号组态在监控画面上，还可设置遥控开、停电机按钮，这样会很方便操作员操作，也可以减少一些安全事故的发生。电力监控系统ECS，需要多串口卡将多个串口数据转换为以太网形式接入服务器。

3智能型马达保护控制器安装、调试

马达保护控制器接入三相电流互感器二次信号，三相电流互感器二次额定值应与马达保护控制器额定电流采样值一致。马达保护控制器具有三相交流电压输入，可实现相关保护及电压、功率等信号的测量，同时可实现电能计量、失压重起动等功能，380V/660V电压输入可采用三相电压直接输入，无须电压互感器转换，接线方式为三相三线制或三相四线制直接接入。三相交流电压应取自电动机主回路中断路器的下方，一旦塑壳断路器合闸时出现故障，马达保护控制器立即保护跳闸。电动机现场操作箱上安装启动、停止开关和指示灯，DCS启动、停止开关与现场操作箱启动、停止开关并联。启动信号接入DI1、DI2，停止、复位信号接入DI3.为防止误操作，可以在现场操作箱上设置转换开关，操作员来选择机旁还是远方控制。远方控制可以在人无法接近设备时，在电脑上直接停止设备，可以防止人员受到伤害，在紧急情况下可以迅速停止设备，避免事故的发生。一般我们采取现场启动设备，启动后将转换开关打到远方，停车时DCS远方停止设备。在胶带输送机上有防滑装置、拉绳开关、跑偏开关，将这些信号接入并联接入DI7外部故障端子，当防滑装置、拉绳开关、跑偏开关动作后，马达保护器DI7外部故障端子闭合，控制输出端子Q1、Q2断开，报警输出动作，经过人工复位后才能启动设备。马达保护器为我们设计了直接启动方式、星---三角启动方式、自耦变压器启动方式，正反装控制，双速电机控制，将接触器和电机接入，在马达保护器Q1、Q2、Q3上接入接触器线圈，就能实现以上方式的运行。在启动过程中短路、接地保护投入，其它保护退出，启动完成后所有保护投入。

图1马达保护控制器电气原理图

安装好设备后，我们拆下接触器下端的电动机，在现场控制箱上按下启动按钮，马达保护器控制输出Q1、Q2闭合，接触器得电吸合，在到达启动时间后，控制输出Q1、Q2断开，接触器释放，马达保护控制器显示启动欠电流保护报警，马达保护控制器断电后报警消失，此报警是因为我们试车时没有接入电动机造成的。电动机空负荷试车，出现了某一相电流不定时的出现很大的一个电流值，从而使马达保护控制器给电动机一个缺相不平衡的保护信号，导致电动机不能正常运行，经检查小电流回路电流互感器全部为100/1A，远超过电机额定电流，我们采用电动机电缆在电流互感器内绕五圈，在马达保护控制器期内把变比缩小5倍，从而增大马达保护控制器的采样电流，改造后小电流回路能正常运行，且马达保护控制器电流显示更准确稳定。

4马达保护器使用效果和故障分析

在工厂试生产过程中，出现过电动机过负荷、堵转，胶带输送机打滑、跑偏，马达保护控制器都及时停机保护，提示工程师对设备检查、保养，没有出现过电机绕组烧坏，为工厂正常生产提供了保证。操作员能在控制室操作设备开停，监控设备，减轻了工人劳动强度。有故障会发出报警声音，提醒大家注意。马达保护器在使用中，遇到雷暴天气电网系统电压波动时，容易造成内部芯片损坏，马达保护器控制输出端子Q1、Q2接在接触器线圈上，在接触器释放时，会有电压升高现象，容易损坏马达保护控制器器Q1、Q2输出继电器。针对以上问题我们进行了改造，在低压进线上增加了浪涌抑制器，使电网过电压时能量释放到大地，保护配电设备；我们在马达保护控制器Q1、Q2输出继电器上接入中间继电器，中间继电器去控制接触器吸合、释放，中间继电器电感小，在释放时马达保护控制器Q1、Q2输出继电器无伤害，且更换容易，价格便宜。

参考文献

[1]低压电动机保护器行业标准JB/T10736-2007.

[2]任致远，周中.电力电测数字仪表原理与应用指南[M].北京：中国电力出版社，2007.

[3]芮延年．机电一体化系统设计[M]．北京：机械工业出版社，2004.