摘要：本文主要探讨了电动机保护继电器选型的相关问题。文章首先分析了继电器选择的重要性，然后明确了电动机保护继电器选择的要点；最后针对不同类型电动机保护继电器的选择进行了具体的分析，为保护继电器的选型提供参考。
关键词：石油化工,电动机,继电器,选择
1 电动机保护继电器选择的重要性分析
石油化工是我国国民经济的支柱性产业,在我国的经济发展中占据着至关重要的位置,保障石化生产的安全具有重要的意义。石化生产的电气化设备与仪器众多,只有确保这些设备与仪器不会出现重大的故障与安全事故,才能确保生产的正常进行。为此,选择合适的保护继电器,使电动机等到全方位的保护至关重要,其重要性可以从以下几个方面进行分析。
一方面,有助于预防电动机故障。在石化生产当中,由于电动机具有机械性好、维护方便、结构简单,以及价格低等突出的优点而得到了广泛的应用。可以说,电动机是石化企业生产中最不可或缺的重要组件。而在我国,由于电动机的保护不善导致的故障问题发生频率该,每年都有大量电动机被烧毁的事故。电动机故障会对于石油化工生产的正常运行带来严重的影响,不仅会带来直接的经济损失,其造成的间接损失也是巨大的。在电气设备故障当中,电动机故障居于首位。可以说,在石油化工生产系统中,电动机就是一个需要改进的薄弱环节。而选择合适的保护继电器,可以建立起一道有效的保护防线,减少电动机故障和事故的发生,进而避免其给石油化工企业带来的损失。
另一方面,有助于促进石油化工的自动化生产。自动化生产是石油化工发展的必然趋势,而电动机无疑是实现自动化生产中一个至关重要的环节。在自动化生产的背景下,自动控制设备的使用使得电动机需要经常进行起动,频繁进行制动,以及变负荷、正反转等操作。电动机面临的工况无疑会更加复杂多变,使得部分电动机难以适应,进一步增加其出现故障的几率。石油化工自动化生产程度的不断提高,对于电动机保护和故障预防的要求都大大提高。这就需要在电动机保护继电器的选择上更加谨慎,通过适宜的保护装置,解决自动化生产过程中电动机的保护和故障预防问题,为石油化工自动化生产水平的提高打下坚实的基础。
2 电动机保护继电器选择的要点分析
大马力、大功率是电动机发展的一个重要方向,大型电动不仅自身价值昂贵,而且还是为石化生产最重要的动力来源,加强对于电动机的保护刻不容缓。为了确保能够使用合适的保护继电器,提高保护的效果,在继电器的选择中需要注意以下的要点:
2.1 根据电动机的特征选型
电动机的保护,从原理上看,都与在故障时电动机内部的零序与正序电流急剧升高有关,通常都遵循着单相接地,以及电流速断的保护思路。在电动机出现内部金属多相短路后,其电流的幅值在理论上是趋于无穷的,利用这一特征可以实现电流速断保护,从而确保电动机在出现故障后能够迅速脱离电网。在启动上,不同的电动机所需的电流大小相差很大,只有确保起动电流与短路电流有效区分开来,继电器才能实现电流速断保护。在选择保护继电器的过程中,需要根据电动机的具体特性,选择与之相适应的继电器。针对于不易遭受过负荷,并且需要进行空载起动的电动机,在保护继电器选型的过程中,需要灵敏度高,且切断故障速度快的继电器。这类型保护继电器在短路电流达到整定值后,其动作时间不会受到电流大小的影响,因此可以取得较好的速断保护效果。而针对遭受过负荷,以及需要进行带载起动的电动机,则应该选择能够躲避过负荷电流,以及起动电流的保护继电器,从而提高电动机保护的可靠性。
2.2 确定合适的整定值
整定值指的是一个物理量,当达到设定的整定值后,就会触发某个动作,其是自动控制系统当中的一个重要数值。在对电动机进行电流速断保护的过程中,无论选择什么样的保护继电器,都需要确定合适的整定值,需要对于继电器的整定进行科学的计算。在保护继电器的整定计算过程中,要是起动倍率、可靠系数不合理,会导致继电器产生拒动、误动,影响电动机的正常运转,扰乱正常的石化生产。
保护继电器可靠系数的整定应该遵循两个重要的原则:
(1)考虑电动机的过负荷,对于容易出现过负荷的电动机应该采用最大值,不容易过负荷的采用最小值。
(2)要考虑继电器电流测量元件和电动机之间的电气距离。
因为如果出现金属对称性短路,只要电网电压不变,电动机的电流衰减时间、辐值主要由二者之间的阻抗来决定,阻抗大则时间与辐值衰减快。所以可靠系数确定需要考虑继电器电流测量元件和电动机之间的电气距离。距离长取最小值,短则取最大值。而在保护继电器整定的过程中,还需要选定电动机起动电流倍率。通常来说电动机的起动电流大小主要取决于其起动转矩,在电动机的直径大、空载的情况下,则应该倍率应该取小值,如果相反就取大值。
3 不同类型电动机保护继电器的选择探讨
保护继电器也是处在不断的发展与进步当中,掌握各类保护继电器的特征,对于合理的选择具有重要的意义。所以,需要对不同类型电动机保护继电器进行研究,从而在保护继电器的选择中做出合理的抉择。
3.1 热继电器
热继电器是电动机保护继电器的早期产品,其主要是通过负载电流经过发热元件导致双金属片受热,膨胀系数大的下层金属片在电流大于整定值后会导致双金属片向上弯曲,使二次控制电路触点被断开,以达到切断负载电路,保护电动机的目的。在早期,热继电器在电动机的保护中发挥了重要的作用。但是,随着技术的不断发展,热继电器误差大、可靠差、灵敏度低,以及稳定性差的缺陷开始凸显出来,已经无法适应现代电动机的保护需要,其适用性受到了严格的限制。在石化生产中,如果是普通小容量交流电机,且在生产过程中不需要进行频繁启动,可以根据具体的情况选择合适的热继电器。而在大多数情况下,最好不要将热继电器纳入选择的考虑范围内。
3.2 电子式继电器
电子式继电器是继热继电器后的一种重要保护继电器,相较于热继电器,其具有更加突出的优势。无源电子式继电器不仅可以实现对称性故障保护,还可以满足电动机非对称性故障保护的需求,并且其配合交流接触器,还能都会三相电机进行可靠、快速的保护。无源电子式继电器运用的是电流检测技术,其具有动作可靠、价格低廉、使用便捷的优点,同时在使用的过程中无火花、无功耗,具有很长的使用寿命,还设计有丰富的指示灯,是替换热继电器重要选择。在石化生产中,电动机保护,可以根据具体的情况选择价格适中的电子式继电器,提高保护的效果。
3.3 智能继电器
智能继电器是一种以微处理器技术为基础研制而成的新型保护与控制装置。电动机的控制与保护主要通过微处理器来完成。智能继电器可以有效地避免电动机因轻载、过热、三相不平衡、欠压,以及断相等引起的事故,使得电动机及相关的设备得到更加可靠的保护。而且,智能型继电器还可以将测量、显示、保护、通讯等多项功能集于一身,无论是现场参数的设定,还是各种相关的操作都更加高效、便捷。相较之下,智能继电器在价格上更为昂贵,所以在和化工生产中,对于大型电动机及其他重要的电动机可以选择智能继电器进行更为可靠的保护。
4 保护器类型在电动机工作条件下的选择方式
(1)对于工作条件要求不高、操作控制简单,监护、管理比较随意,停机对生产影响不大的单机独立运行电动机,可选用普通型保护器,因普通型保护器结构简单,在现场安装接线、替换、操作简单、方便,具有性价比高等特点。
(2)对于工作条件要求很高,安全性和连续性又很关键的,而自动化程度高,且需要专人控制、监护、管理,需组网监控的MCC系统中,应选用中高档、功能较全的保护器。
(3)对于防爆电机,由于轴承磨损造成偏心,可能导致防爆间隙处摩擦出现高温,产生爆炸危险,应选择磨损状态监测功能。对于大容量高压潜水泵,由于检查维护困难,也应选择磨损状态监测功能,避免发生扫膛事故造成重大经济损失。
(4)应用于有防爆要求场所的保护器,要根据应用现场的具体要求,选用相应的防爆型保护器,避免安全事故发生。
结语
总之,电动机在化工生产中是提供动力来源的重要设备,其安全与否对于整个生产过程的影响极为重大。电动机保护继电器的选择及其整定正确与否,直接影响到安全运行。实践表明,由于保护继电器和定值没有根据现场实际情况选择和计算,造成电动机保护装置误动、拒动的情况时有发生。合适的继电器能够为电动机的安全运行提供必要的保障,有效的减少故障的产生及其带来的危害。所以,应该加强保护继电器的选型工作,通过合适的继电器为电动机的运行提供安全保障。
参考文献
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