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《WDR-20电动机热过载保护继电器》的技术特点
作者:管理员    发布于:2016-10-02 15:37:30    文字:【】【】【

林宝基  2016/9/9

 

WDR-20电动机热过载保护继电器》已经开始批量投产。产品是具有真实有效的电机热过载保护能力的数字化多功能电机保护用基础继电器,主要用于保护大中型,大型和超大型的三相交流电动机,最大可用于3 KW以上功率的三相电动机的保护。

产品的过热保护性能达到并高于国标GB/T 1459815-1998 电热继电器(国际电工标准IEC255-8)中对电机热过载保护的要求,并具有以下重要的技术特点:

 

1、   数字显示整定电流;

继电保护实现数字化以后,用数字显示整定值是最基本的要求。本继电器实现了精确的反时限保护特性,用数字显示整定电流更有意义,本继电器可显示3位有效数值的整定电流。

 

2、不需计算整定数据,整定过程也不需要外部设备;

本继电器的整定参数只有4个:

电机额定电流、电机额定电压、电机绝缘等级、电机主回路电流互感器一次额定电流。

这些数据均不需要计算,都是确凿有据的数据。只要按照这4个数据对本继电器进行整定,就能够保证本继电器对电机进行有效的保护和发挥其所有的保护功能。因为是用硬件整定,整定数据不会因为非人为原因发生变动。对一台具体的电机,一经整定,不需要再次整定。

 

3、 数字显示电机运行电流倍数;

    本继电器可以在电机运行过程中始终显示电机运行三相电流中最大一相的电流倍率。用数字显示电机运行电流倍率很有必要,例如电机启动时观察启动电流倍率,以及在运行中观察电机负载率,负载率>1则电机过载,不再需要换算,电机是否过载,一目了然,有很大的实用价值。

    本继电器是用LED数码管发光显示,有极好的可视性,在很远处就可以读出电机运行电流倍率数值,非常方便实用,尤其在使用现场,更显其实用性。

 

4、 数字显示电机运行温升与温升倍率;

凡具有真实有效的电机过热保护的产品,一定能用数字显示电机的运行温升数据。温升显示数据给电机的热过载保护提供了充分必要的依据。温升显示数据也是电机在运行中的重要参数。温升倍率是温升的相对值,直观地反映电机的发热程度。温升倍率小于1,则电机不过热,大于1则电机过热。非常有利于在运行中检查电机的发热状态。本继电器能相当真实地反映电机的运行温升,这是可以用事实来验证的。

这个温升与温升倍率数值不是通过测量而是通过计算获得,并没有使用测温元件。

但是无须置疑这个数据,它的真实性很容易验证:当电机稳定运行在额定电压和额定电流下足够长的时间时,这个数据就一定显示为电机的额定温升,温升倍率为1;当电机空载下稳定运行足够长时间时,反映的就是电机的空载温升;而电机在运行中,温升和温升倍率会随着负载电流的变化上升或下降。当电机没有运行时,这两个数据会逐渐归零。

(所显示的电机的运行温升数值相当于用电阻法测得的电机温升数值。)

 

5、 数字显示保护动作时间;

保护动作时间对帮助分析电机运行中故障的发生时间和原因有重要参考价值。

 

6、 数字显示与记忆保护动作时电流倍率;

这也是为分析保护动作原因提供依据,用电流倍率比用电流的安培值更能说明问题。

 

7、 保护动作后用指示灯显示动作原因;

本继电器设置有一组动作原因指示灯,根据动作指示灯的发光状态能为准确分析保护动作的原因提供参考。

 

8、 电机超温升报警;

电机超温升时,温升倍率≥1,超温指示灯会发光报警。但保护尚未动作,这时可以采取措施,例如减少负载,或者抢在保护动作之前完成工作。只要超温灯尚未发光报警,热过载保护就不会动作,这就许可去完成短时的重载任务。这在需要充分利用电机的过载能力时,配合温升倍率数值,会有着很高的利用价值和实际意义。

 

9、 实现没有保护死区的精确反时限保护;

在对电机的过载发热具有全记忆的前提下,本继电器实现了精确的反时限过电流保护。

它包含两层意思:1)没有保护死区。就电流倍率而言,在静态下,只要显示的电流倍率大于100,保护一定会动作;显示的电流倍率小于100,则保护一定不会动作。可以认为本继电器反时限保护的最小动作电流值就是整定电流值,这就表示本继电器的反时限保护没有保护死区。对于低倍率的电机过电流保护一定会发生作用,所以在电机欠电压运行时的低倍率过电流就不再会威胁到电机的安全。2)因为本继电器采用单片计算机作为控制元件,所以静态下反时限特性的再现一致性非常好,在同样条件下的动作时限完全一样,因此称之为精确反时限特性。

在继电保护的实际工作中,反时限保护动作电流值的校验长期以来一直是一个问题,费时费力。实现了精确的反时限保护,这个问题不再存在。

 

10、自适应保护特性;

因为本继电器能够相当真实地反映电机的运行温升,把过电流的发热用温升的形式记录下来,所以对已发生的过电流有着良好的记忆能力。当发生过电流时,本继电器会根据当时的温升状况和过电流状况自动确定合理的动作时间,形成自适应保护特性,形成开放的、无约束的电机保护,能做到最大可能地利用电机的许可过载能力和确保电机的安全。

 

11、具有热后备保护;

因为本继电器能够相当真实地反映电机的运行温升,所以将电机额定温升的15倍(参见部标 JB/T 10613-2006 2)作为温升的上限,当电机在运行中遇到复杂的过电流情况时,如果本继电器的其它的保护设置没有动作,只要电机温升到达这个限度,继电器将无条件瞬时动作。热后备保护是本继电器所设置的其它保护内容的最后的后备保护,确保电机在任何情况下都不至于因严重过热受到损害。

本继电器的热后备保护特性完全符合国标GB/T 1459815-1998 电热继电器(国际电工标准IEC255-8)对电机热过载保护的要求。

 

12、可自行验证6倍过电流动作时间;

对于一些重载启动的电机,6倍过电流动作时间是一个重要的参数。本继电器许可的6倍过电流动作时间根据整定数据的不同而不同,基本上能满足所有类型重载启动电机对启动时限的要求。对于本继电器,在电机没有运行电流时按下试验键,继电器会自动运行6倍过电流保护程序进行验证,并给出保护动作时限。

 

13、不限制电机启动次数;

    许多电机保护产品都有对电机启动次数的限制。本继电器因为具有反映电机运行温升的能力并且设置有热后备保护,因此不再限制电机的启动次数,允许电机连续启动次数只受温升数据的限制。在频繁启动电机时,如果电机超温,超温指示灯会发光;在重载频繁启动电机时,也受到自适应保护特性的约束。如果严重超温,达到热后备保护温升限度,则本继电器将不允许再启动电机。本继电器能够用于保护频繁启动,甚至重载频繁启动的电机,以及重载频繁正反转启动的电机。

 

14、不限制电机工作状态;

    电机在实际的应用中,可能会遇到各种各样复杂的运行状态,或者是事故状态下的非正常运行状态。但是因为本继电器所具有的真实的、强大的保护能力,基本上做到只要保护尚未动作,电机就是安全的,只要保护不动作,电机的运行状态就是许可的。这一点具有非常实际的价值。例如当发生状态时,电机运行的任务尚未完成,如果这个任务很重要,就应当先完成这个任务,再考虑是否让电机退出运行,而是否作出这个决定,由本继电器在确保电机安全的前提下负责实现。

 

15、能防止电机绝缘提前老化;

    能防止电机绝缘提前老化就能保证电机的使用寿命。保证电机在任何时候都具有良好的绝缘状况,是电机保护产品所期望能达到的最高境界。本继电器因为其良好的真实有效的热过载保护能力,能有效地防止电机的绝缘材料因过热受到损害,所以能够非常有效地防止电机绝缘的提前老化。

 

16、能充分利用电机过载能力;

    本继电器因为不限制电机的工作状态,也包括电流状态,只要本继电器不动作电机就是安全的,因此就可以充分利用电机的过载能力。这对一些负荷变动大的设备,例如提升、起重等用电机,非常有意义。

 

17、基本上不发生误动作与拒动作;

这是一句份量很重的提法。

    本继电器从保护动作机理、电路原理、控制程序、元器件选择、电路板布线、内部空间结构与外壳选择,以及抗电磁干扰等各个方面,都进行了慎密与周全的考虑与充分的实践,如果继电器本身没有出现元件故障,所有动作与不动作均是选择的结果,没有随意和偶然。因此,如果保护动作,一定是有足够理由必须动作;如果保护不动作,一定是有充分理由许可不动作或不需要动作。从采用的保护机制上看,不存在发生误动作和拒动作的问题。

另一方面,本继电器在设计与制造时,对硬件的可靠性与使用寿命都提出了十分苛刻的要求,力求在产品运行中尽可能避免出现自身的故障,保证长期稳定运行。

而本继电器因为控制程序失控导致的误动作与拒动作发生的可能性也非常小。本继电器设置了由硬件与软件分别形成的双“看门狗”,使得因任何原因导致的程序跑飞的可能性微乎其微。这也是对本继电器高度可靠性要求的具体体现,尽力要将控制程序失控导致的误动作或拒动作发生率降低为零。

从本继电器此前的工业实践过程来看,还没有接到过发生拒动作与误动作的报告。这一切可以通过实践给予证实的。

 

18、允许过载保护动作后立即启动电机;

本继电器因为具有真实有效的热过载保护能力,所以在因为电机过载而保护动作后,允许立即再启动电机,如果已经改善了过载情况,保护可以允许电机运行继续,如果过载并未改善,本继电器的过载保护会以更短的时限动作,直至不允许电机启动。

从生产的连续性角度看,具有这个能力很有必要。

 

19、外部接线简单,最少时只需7根接线即可;

本继电器外部接线非常简单,最少时只需要:辅助电源2根,电流回路3根,保护触点2根,共7根接线。没有增加对控制电缆的需求,电机主回路电流互感器只需两相设置即可运行。这样的使用成本当然为最小。

 

20、能在强电磁干扰工业环境中长期稳定可靠运行;

继电保护产品基本上都是被安装在电磁环境十分恶劣的环境中运行,而电机保护产品安装的环境更可能是电磁干扰非常强的高压、低压开关柜,继电器屏等处。本继电器在抗电磁干扰方面进行了强化处理,在硬件和软件两个方面都有强硬的抗干扰措施,使得产品在运行中表现出坚挺的抗电磁干扰性能。通过数年的工业实践,还没有产品在实际运行中发生受到电磁干扰影响其正常运行的例子。

本继电器产品因为非常好的抗电磁干扰能力和极高的工作可靠性,可以保证其在强电磁干扰工业环境中长期稳定可靠运行,这也是可以通过实践来证实的。

 

21、人机界面简单亲切

电机保护类产品在运行中是没有人值守的设备,它需要简单亲切的人机界面。本继电器在面板上除了4位数码显示和一组动作原因指示灯,只有两个操作键,一个键用于复位与试验,另一个键负责选择显示内容,仅此而已,非常简练。

面板上的复位键只是保护动作后的复位,不是单片计算机系统的工作复位。

 

22、坚固牢靠,经久耐用,具有超过20年以上的使用寿命

本继电器采用了标准继电器外壳JK-21K,外壳使用薄钢板制成,坚固牢靠耐久。

产品在设计时也是按20年以上使用寿命考虑,电子元器件采用的都是高品质长寿命元器件,并且都是降额使用,因此应该有超过20年以上的使用寿命。

如果不是因为更新换代,产品的服务年限将会大大超过20年。这一点一定会得到实践的验证。

本产品追求的目标是好用、易用、够用、耐用

好用是指保护性能优异,易用是指不但容易操作而且接线简单没有附加的使用要求,够用是指可以不再需要更多的“功能”,耐用就是指产品有很长的无故障运行寿命,我们期望的产品使用寿命是达到50年甚至更长。

 

 

(此文已于201610 2日在《电机保护网》 www.djbhw.com)“交流论坛”上公开。)

 

脚注信息
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