淺談華建LM-500F綜保在低壓電機上的應(yīng)用

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(dāng)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(zhǔn)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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常或故障時的啟和停，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(biāo)，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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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

TM307

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.24.148

〔編輯：張思楠〕