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ARD智能型電動機保護器與熱繼電器相比有哪些優(yōu)勢

更新時間：2014-08-05

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1、 智能型電動機保護器與熱繼電器相比有什么好處？
相同點：
功能：兩者都有過載保護、堵轉保護、缺相保護。
不同點：
1）保護的全面性：
   熱繼電器：除以上功能外沒有其他保護。
   智能型電動機保護器：過流保護（堵轉保護）、三相電流不平衡、接地/漏電保護、啟動超時保護、欠載、欠壓、過壓保護、欠功率保護、溫度保護、外部故障保護、相序保護、抗晃電、失壓重啟功能。
2）過載保護的區(qū)別：
   熱繼電器：只能做成跳閘功能，不能實現(xiàn)報警。
   智能型電動機保護器：既可做成跳閘功能，也可以做成報警。
3）大電流承受能力：
   熱繼電器：本身是雙金屬片，所以需要承受大電流的負載能力。
   智能型電動機保護器：本身是互感器，所以不需要承受大電流的負載能力。
4）觸點的獨立性：
   熱繼電器：很難進行獨立觸點的輸出。
智能型電動機保護器：可以進行獨立觸點的輸出。
5）其他功能的對比：
智能型電動機保護器具有熱繼電器所不具備的控制功能、測量功能（三相電流、電壓、功率、功率因數、電能、頻率、熱容量、電流不平衡率、漏電流值等）、故障記錄功能（當前運行時間、當前停車時間、累計運行時間、啟動電流、啟動時間、操作次數、輸入輸出狀態(tài)、8次故障記錄、運行狀態(tài)指示）、4-20mA輸出功能、通訊功能、狀態(tài)量檢測功能。
2、 ARD智能型電動機保護器的實現(xiàn)原理
三相電流采樣原理：
電動機主回路三相電流經三個互感器感應出二次電流，經過三個采樣電阻把電流信號轉成電壓信號，經運放跟隨AD采樣電路轉換成數字信號進入微處理器，微處理器把數字信號用微積分算法得到三相電流的有效值，用于顯示與保護判斷，超過設定值，微處理器發(fā)出電平信號驅動繼電器動作。其余的模擬量輸入（如電壓、零序電流、AI模擬量輸入）原理與其相同。
  開關量輸入工作原理：
  微處理器隨時檢測開關量的輸入狀態(tài)，通過微處理器的IO口檢測電平信號，按照設置好的驅動邏輯驅動繼電器。
    4-20mA輸出功能：
將4-20mA設置成相應的變送輸出，如A相電流。微處理器通過三相互感器檢測AD采樣運算zui后得到有效值，按以下公式，將結果經DA轉換成模擬量輸出。
    AO = (Ia/Ie)*16+4 mA其中Ia為當前A相電流，Ie為電動機額定電流。

3、保護功能舉例
熱繼電器：
堵轉、過載保護都是通過金屬片發(fā)熱層度，使金屬片彎曲來斷開主回路交流接觸器的線圈，zui終達到保護的目的。
ARD智能型電動機保護器
1）過載保護
通過數學公式模擬電動機的發(fā)熱特性，通過對電動機發(fā)熱特性的分析進行過載。我司產品采用的發(fā)熱計算公式為：Q=KΔI².t。此公式來源于金屬發(fā)熱模型。


熱繼電器過載特性曲線	ARD系列電動機保護器過載特性曲線

通過上面兩圖對比可發(fā)現(xiàn)熱繼電器與電動機保護器過載的作用是一致的。
2）不平衡保護
舉個實例來說明ARD電動機保護器的不平衡保護，當IA=30A，IB=7，IC=7，Iav=60A，Ie=100A計算得不平衡率為75%，不平衡率達到保護設定值30%，保護器按照設定值通過內部繼電器節(jié)點（95.96）斷開主回路接觸器線圈來實現(xiàn)保護電動機的目的。
三相不平衡率計算公式為：|I-Iav|/IX，Iav為三相電流平均值，當Iav小于Ie時，分母IX =Ie；當Iav大于Ie時，分母IX =Iav。
3）阻塞保護（運行過程中）
阻塞保護適用于電動機運行過程中發(fā)生卡死。如保護器測得當前運行電流Imax=300%，電流達到動作設定值250%時，保護器按照設定值通過內部繼電器節(jié)點（95.96）斷開主回路接觸器線圈來實現(xiàn)保護電動機的目的，避免電機燒毀。
4）堵轉保護（啟動過程中）
電動機在起動過程中，如保護器測得起動電流為210%，大于設定的堵轉保護設定值200%，保護器按照設定值通過內部繼電器節(jié)點（95.96）斷開主回路接觸器線圈來實現(xiàn)保護電動機的目的，避免電機燒毀。
5）起動過程
上電后，保護繼電器（95.96）閉合，按下SS1，KM線圈得電閉合，接觸器KM的輔助觸點閉合構成自鎖回路，電動機開始工作，當按下SF1時，線圈失電釋放，電動機停止工作。一旦電動機發(fā)生任何故障，保護器斷開保護繼電器（95.96），zui終保護了電動機。

圖1 ARD智能型電動機保護裝置二次接線圖
4、經濟效益
熱繼電器要實現(xiàn)電動機保護、控制、監(jiān)控、測量需要增加如下附件：
1）  熱繼保護器。
2）  監(jiān)控需要增加I/O模塊。
3）  測量需增加合分閘指示燈、測量電流需增加電流表，現(xiàn)場顯示還需增加電流表互感器，DCS系統(tǒng)查看電流需要變送器。
4）  要監(jiān)控電源是否消失需增加電壓繼電器。
5）  電動機故障傳輸到DCS系統(tǒng)需增加中間繼電器。
6）  電動機發(fā)生故障后，熱繼電器不知道何時發(fā)生的何種故障。
7）  熱繼電器參數設定后靈敏度不高。
ARD電動機保護器*可不增加其它設備的情況下完成以上功能。
5、 熱繼電器與電動機智能保護器實現(xiàn)電動機保護的材料及價格對比

圖2 熱繼電器與電動機保護器組成的電動機回路
熱繼電器組成電動機回路：
塑殼開關、交流接觸器、電流表（外加互感器）、起動指示燈、停車指示燈、故障指示燈、熱繼電器、變送器、零序互感器（帶接地保護）、電動機。
注：電壓測量還需要增加電壓表和電壓互感器，現(xiàn)場傳到DCS系統(tǒng)還需要很多硬接線。
價格：塑殼開關（T4N250）+交流接觸器（A9-30-10）+電流表（外加互感器）+指示燈（CP1-10R-10）+熱繼電器（TA110DU90）+變送器+帶接地保護（LNG35 ）
1506+99+100+14.8*3+581+400+646=3376.4
電動機保護器組成電動機回路：
塑殼開關、交流接觸器、電動機保護器（包括電流測量顯示、電壓測量顯示、功率測量、起動停車指示燈、變送器、接地保護、抗晃電功能）、電動機。
注：電壓測量不需要增加互感器、要上傳所有狀態(tài)量、模塊量、故障原因、故障時間、累計停車時間只要增加通訊功能就可以。
價格：塑殼開關+交流接觸器+智能電動機保護器（ARD2F-100/U+90FL）
1506+99+1280=2885
6、ARD電動機保護器選型
ARD2F型號如下所示：
1.ARD2F型號如下所示：

圖3 ARD2F型號說明
表1 額定電流

保護器額定電流	變比設置	互感器一次側圈數	適用電機范圍（kW）	可整定電流范圍(A)
1	支持	5圈	0.12-250	0.1-999
5	支持	1圈	0.12-250	0.1-999
1.6	不支持	1圈	0.12-0.55	0.4-1.6
6.3		1圈	0.75-2.2	1.6-6.3
25		1圈	3-11	6.3-25
100		1圈	15-45	25-100
250		1圈	55-132	63-250
800		1圈	160-250	250-800

表2 額定電流附加說明

電動機額定功率（kW）	電動機額定電流（A）	選配保護器額定電流	整定電流范圍（A）	電動機額定功率（kW）	電動機額定電流（A）	選配保護器額定電流	整定電流范圍（A）
0.12	0.42	1.6	0.40-1.6	30	57	100	25-100
0.37	1	1.6	0.40-1.6	37	69	100	25-100
0.55	1.5	1.6	0.40-1.6	45	81	100	25-100
0.75	2	6.3	1.6-6.3	55	100	100	25-100
1.1	2.5	6.3	1.6-6.3	75	135	250	63-250
2.2	5	6.3	1.6-6.3	90	165	250	63-250
3	6.5	25	6.3-25	110	200	250	63-250
5.5	11	25	6.3-25	132	240	250	63-250
7.5	14.8	25	6.3-25	160	285	800	250-800
11	21	25	6.3-25	200	352	800	250-800
15	28.5	100	25-100	220	388	800	250-800
18.5	35	100	25-100	250	437	800	250-800
22	42	100	25-100	/	/	/	/

注：表2數據適用于AC400V，50Hz，1500轉/分的四極鼠籠式電動機
表3 附加功能代碼

附加功能		代號	附加功能	代號
起動控制（包含K功能）		Q	漏電保護	L
開關量輸入		K	4～20mA模擬量輸出	M
溫度保護		T	失壓重起（抗晃電）	SU
報警（可編程輸出）		J	SOE事件記錄	SR
通訊接口	Modbus_RTU	C	電壓功能(相序、功率、功率因數)	U
	Profibus_DP	CP	電壓功能(相序、功率、功率因數)	U
	DeviceNet	CD	t_E時間保護	tE

注：1、帶有起動控制時，保護器zui多提供2個起動繼電器用于順序控制外部2個接觸器的閉合/斷開，從而實現(xiàn)電動機的不同起動方式（如Y-?轉換起動、正反轉控制，自耦降壓起動等）；
2、溫度保護的測量范圍：熱電阻100Ω～30kΩ；
3、對于無顯示要求的客戶，必須在一批訂單中訂購一個90FL顯示單元，作為調試使用。
表4 顯示方式

代號	規(guī)格
90FL	LCD液晶顯示模塊尺寸為90×70，開孔86×66（單位mm）

參考文獻：《ST500電動機控制器與熱繼電器相比有哪些的好處和價格比較》