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分类:三相电源

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2024-05-01 18:15:03
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商品描述

电动机保护在矿用配电上的应用探讨


  :阐述电动机(矿用)智能化综合保护器体系的全部结构,同时解析并探索了保护器的维护准则,这些准则包括面向电动机的电压负载较高、走电、电压不足、短路等普遍存在的电路安全问题。

  电动机保护年限、运行方法以及环境等问题均可能造成作业过程中的各种阻碍,使其运行过程不能得到有效的保障。电动机运行过程中常常发生毁坏以及散热道拥塞的故障,尤其井下粉尘较多、气体湿润等恶劣环境更容易造成电动机故障。电动机的智能综合保护器为解决上述问题提供了一个契机。通过考察和研究,发现电动机造成的电气故障包括电压过高、一相或多相断开、三相电流值不一致、短路、电压不足、漏电等问题。

  电动机(矿用)智能综合保护器体系的主要设计以及作用对象是煤矿井电力体系,具体操作过程是:首先分别运用电压、电流互感器对其展开变压操作,运用信号采集及调理电路,将其具象为数字信号,这一过程需要确保微可以甄别。在完成上述操作后,要对所采集的信号进行分析和解析,通过编程操作完成对微的处置,从而在电动机维护控制电路配置完善的基础上,甄别电动机目前处于何种状况,从而维护和保障电动机。为实现地面与煤矿井下的联通检查,避免由于煤矿井下实地勘察不方便造成的安全隐患问题,在电动机智能综合保护器上应配备通信装置,使得煤矿井下与地面上位机实现便捷通信,同时设计电动机报警界面并配备电动机实时状态,以达到人机交互的良好效果。最后,为使电动机与不同电网电压等级相适宜,应在保护器上增添按键调节选项。

  1)电动机以及供电线路的绝缘面上出现弧光接地或金属性接地,这是由电动机放置时间过久,电压过强出现的穿透问题,设备及机械损坏等造成。

  2)电动机或供电线路出现漏电事故。这一现象产生的原因是线路的带电体暴露在空气中,使得煤矿井下施工作业人员意外接触到带电体。还有一种触电方式是施工作业人员接触到导体造成其中一相接地。

  3)电动机或供电线路外壳带电造成的安全隐患。这是由于线路经常展现在湿润的外部环境中,使得电阻减小,即相应地增大进入地面的电流。

  人员触电伤亡的主要原因是流入的电流较大以及经由电流的时间间隔较长所导致的。人身接触到一根裸导线时,保证人身安全的最大电流是30mA,就是说,不超过30mA的电流经由不会造员死亡,这是基于电网电容不在考虑范围的情况下。在煤矿井下不超过50mA是瓦斯引爆的安全电流,故漏电安全临界电流值应该为30mA。

  在煤矿井下,一般不容易甄别出中性点不接地系统是否出现故障,这是因为它的漏电电流极小,此时需要把三相交流电源与附加直流检测电源相互连接,如中性点不接地系统发生漏电,则电流运行方式会发生转变,变为从电源正极、电网对地绝缘电阻、三相交流电网络系统、电源负极的方向运转。电网对地绝缘电阻值的浮动可以通过电保护电路检测采样电阻两端电压的值得到,单回路系统电流并未发生变化,这一过程需要增添接地的检测电源互投器,可以侦查电网的漏电问题,被称为附加直流电源漏电保。

  漏电保护的另外一种方法是漏电闭锁。漏电闭锁是指一种能够检测到带电体的设备,该设备能够在线路漏电时,自动察觉漏电体的存在并及时关闭起电闸,避免因电流流入造成的漏电问题,从而减少安全问题的发生。

  如若三相交流电体系未通电,电网对地绝缘电阻值的浮动可以运用附加直流电源的方式监测到,漏电现象可以有效地通过监测电阻值浮动减少。同时,在三相交流电网络未通电时,接触器触电点在漏电保护中至关重要,这是因为接触器主触点自动断开,能够把附加直流电源对接到系统中。在发生漏电情况时,漏电闭锁的作用同样可以显现出来,这是因为电压的变动能够激活漏电保护电路,达到漏电闭锁的作用效果。

  长时间运行、短时间运行、重复短时间运行是普遍的电动机运行方式。每种运行方式对应不同的发热状况,在短时间运行、重复短时间运行过程中,是可以有较大输出的电流过载;但是在长时间运行过程中,长期电流过载是不允许的。如何使得长期运行时间下电动机能够顺利进行,这便将电动机的电流过载能力置于关键地位。

  电流值的高低影响动作时间的趋势,具体电流值的倍数增长下的动作时间应该成为电动机过载时间的衡量方式,使得故障电流高低(反时限过载倍数)高时,过载保护的动作时间呈降低趋势,即二者为反比关系。

  为了避免电动机电流过载出现的安全问题,可以通过检查电动机的工作电流甄别电动机的发热状况。当工作电流超过额定电流时,即发生了电动机电流过载的问题,这一现象增加了电动机的铜耗,造成绕组变热进而损毁电动机,这是通过检查电流识别发动机发热状况的原理。由于电流检测相对安全便捷、能够在所有电气负载中使用,而且在设备损毁时维修便捷,应用广泛。故在煤矿井下在维护电动机时应采取反时限过载保护方法,使得电动机安全、高效运行。

  电流短路在发动机故障中十分常见,也会带来严重的后果,故速断保护是电动机综合保护器的首选设置。速断保护装置中,短路整定电流应显著超过电动机启动时的电流,8~10倍,时限设置应超过0.04s,这个时间间隔指的是避开启动电动机瞬间产生的冲击电流的时间。这是因为电动机自身启动时的电流已经非常之大,故短路电流倍数更应明显变大。

  堵转同样是电动机作业过程中常见的故障之一,通常把能够支撑电动机平稳启动的极大电流设定为堵转保护的整定值,以区别堵转故障电流和正常启动电机的电流。时间限制为8~16s,这里的时间设置指电动机在承重较大时平稳启动的时间,这是因为堵转发生时的电流同样接近电动机启动时的电流。在设计中采用对电流的鉴幅式保护原理,其中可以对短路电流保护值进行设定,以适应于不同的电网等级中。

  3.4对一相或多相断开与三相电流幅值不一致的保护一相或多相断开与三相电流幅值不一致是导致电动机损毁的重要原因,这是因为三相电流幅值不一致也就是输入电流不对称的状态,会产生电动机故障。另外,在三相电流幅值不一致较为严重的状态时会产生一相或多相断开的状况,也会使得电动机烧损,约有超过10%的电动机损坏是由以上两种原因造成的。因此,一相或多相断开与三相电流幅值不一致也是电动机综合保护器设置过程中的重要考虑因素。

  一相或多相断开与三相电流幅值不一致等故障使得输电以及变压器的铜损大大增加。如若三相电流幅值不一致的程度达到最高值即100%时,那么需要采取对应保护措施,因为此时电路中易发生多相断开故障。

  煤矿井下保护有两种重要的类型:对电压不足和电压过高时的保护。电压过高是指超过115%额定电压的电网电压,推迟跳闸时间是保护器此刻采取的对应措施。电压不足指低于额定电压的75%的电网电压,此时保护器采取的对应措施仍是推迟跳闸时间。为解决电动机出现的电压过高及电压不足问题,鉴幅式保护应运而生。它把检测到的电网电压值采取直流与交流电路互换的措施,并通过模数转换器采取对应保护措施。

  ARD智能电动机保护器适用于额定电压至660V的低压电动机回路,集保护、测量、控制、通讯、运维于一体。其完善的保护功能确保电动机安全运行,带有逻辑可编程功能,可以满足多种控制方式。该产品采用分体式结构,由主体、显示单元、互感器组成,可适应各种柜体的安装。可选配不同通讯模块适应现场通讯需求。

  ■支持基波和全波电力参数测量(U、I、P、Q、S、PF、F、EP、EQ),电流及电流不平衡度、电流正序、负序、零序分量、电压、三相电压相角、剩余电流。

  ■保护功能包括过载反时限、过载定时限、接地、起动超时、漏电、欠载、断相、堵转、阻塞、短路、溢出、不平衡(电流、电压)、过功率、欠功率、过压、欠压、相序、温度、tE时间、外部故障、起动次数限制、运行时间报警、故障次数报警。

  ■5路可编程DO输出,满足直接起动,星—三角起动,自耦变压器起动,等多种起动方式,可通过通讯总线实现主站对电动机的遥控“起/停”。

  安科瑞Acrel-2000M马达监控系统人机界面友好,能够以配电一次图的形式直观显示电机的运行状态,实时监测各电机PTC阻值、电压、电流、功率、功率因数等电参数信息,动态监视各电参量,有关故障、告警等信号。

  壁挂安装,支持2G/4G全网通、网口、光纤多种通讯模式。支持多种串、网口通讯协议。断网数据保存,支持断点续传。支持远程更新升级和数据实时监控,减少现场维护工作。掉电检测功能,实时检测电站停电状态。高性能,支持多平台不同协议上传数据。支持XML/JSON格式压缩上传,提供AES加密及MD5身份认证等安全策略

  相间电流速断保护,相间限时电流速断保护(可带低压闭锁),相间过电流保护(可带低压闭锁),两段式零序过流保护,反时限相间过流保护(可带低压闭锁),零序反时限过流保护,过负荷保护,控制回路异常告警。

  警,分合闸回路完好指示、分合闸回路电压测量、预分预合闪光指示、电气节点无线测温,感应自动照明,语音提示,电参数测量及RS485通讯接口等众多功能,集操作、显示于一体。

  智能电动机保护器(以下简称保护器)适用于额定电压至660V的低压电动机回路,集保护、测量、控制、通讯、运维于一体。其完善的保护功能确保电动机安全运行,带有逻辑可编程功。


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产品特性指标
产品型号 BH10S/BH10L BH20S/BH20L BH30S/BH30L BH60S/BH60L BH100S/BH100L
产品容量 1KVA/0.8KW 2KVA/1.6KW 3KVA/2.4KW 6KVA/4.8KW 10KVA/8KW
整机特性参数
整机体制 双转换高频在线式
整机结构
采用塔式和机架式结构设计
整机满载效率AC-AC >90%
噪音(距离前面2米) <50dB
工作温度 0~40℃
储存温度
-15~60℃(不含电池)
湿度
<95%无冷凝
安全标准
GB/T14715
电磁兼容标准 EN50091-1/2
保护功能
过载、短路、过温、市电过高/过低、电池过高/过低
直流启动功能
具备
配接发电机功能
具备
手动旁路
选件
显示 LCD:市电下UPS运行状态、逆变状态、旁路状态、电池状态、电池量、负载量、故障信息等
声光报警
自动
静音
自动
输入特性参数
输入电压范围
100%负载:180~300Vac,50%负载:110~300Vac
175~280Vac
输入频率范围 50/60Hz(自适应)
输入功率因PF
0.99
总谐波失真(THDI) <5%
输出特性参数
输出电压 220Vac
输出功率因数 0.8
输出电压稳定度
220Vac±1%(静态负载);220Vac±2%(50-0%负载跃变);220Vac±5%(100-0%负载跃变)
输出频率(市电)
46Hz≤输入频率≤54Hz时,输出和输入保持一致;输入频率小于46Hz或大于54Hz时输出频率锁定在50Hz
输出频率(电池) 50Hz±0.2%
输出波形
纯正弦波
失真度
<1%(线性满负载),<3%(非线性负载)
过载
>125%过载运行时间大于30秒;
>150%过载运行立即转旁路关机
>120%过载运行时间30秒;
>150%过载运行立即转旁路关机
峰值因数 3:1
逆变效率 >90%
短路
电路自动保护,输出为零
输出异常
逆变器输出自动闭锁保护
噪声抑制
EMI/RFI滤波器
电池过低
关机保护
动态响应
满载3%,稳定时间为20毫秒
自动重新启动
具备
软件设定开/关机
具备
旁路特性参数
静态旁路转换时间 0ms
静态旁路输入范围 80Vac±5%~285Vac±5%
旁路逆变转换时间 2ms
电池特性参数
电池类型
密封铅酸免维护电池
标配电池额定电压、节数 12V/7Ah×2/3节
12V/7Ah×4/6节 12V/7Ah×6/8节 12V/7Ah×16节 12V/7Ah×16节
标配电池额定备用时间 5-15min 5-15min 5-15min 5-15min 5-15min
长延时电池额定电压 36Vdc 72Vdc 96Vdc 192Vdc 192Vdc
标配充电电流
1A 1A 1A 1A 1A
长延时充电电流
4A 4A 4A 4A 4A
接口特性参数
通讯接口 RS232标配;/SNMP/RS485/干接点(选件)
监控软件 具有各种操作系统下的监控管理,市电及电池状态、市电故障、电池电压低、遥控关机、控制菜单
物理参数
标机尺寸mm(深×宽×高)
405×145×220
465×190×345 465×190×345 500×240×620 500×240×620
净重量Kg
10.5/12 22.5/25 27.5/29.5 60 57
长机尺寸mm(深×宽×高)
405×145×220 465×190×345 465×190×345 500×240×460 500×240×460
净重量Kg 6.5 12 12.5 18 20
注:参数若有改动,恕不另行通知。
☆:标记颜色字体为此型号参数。