低壓電動機保護器

低壓電動機保護器是一種具有過載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉等保護功能的保護裝置。產品有簡易型系列和高級型系列兩大類。低壓電動機保護器可與接觸器、電動機起動器等電器元件構成電動機控制保護單元，具有遠程自動控制、現場直接控制、面板指示、信號報警、現場匯流排通信等功能。可廣泛套用於煤礦、石化、冶煉、電力、建築等行業的配電領域。

基本介紹

• 中文名：低壓電動機保護器
• 特點：低壓
• 用途：煤礦、石化
• 作用：過載、斷相、不平衡

發展歷程

(一)熱繼電器是五十年代初引進蘇聯技術開發的金屬片機械式電動機過載保護器。它在保護電動機過載方面具有反時限性能和結構簡單的特點。但存在功能少，無斷相保護，對電機發生通風不暢，掃膛、堵轉、長期過載;頻繁啟動等故障不起保護作用。這主要是因為熱繼電器動作曲線和電動機實際保護曲線不一致，失去了保護作用。且重複性能差，大電流過載或短路故障後不能再次使用，調整誤差大、易受環境溫度的影響誤動或拒動，功耗大、耗材多、性能指標落後等缺陷。

(二)溫度繼電器是採用雙金屬片製成的盤式或其他形式的繼電器，具有結構簡單、動作可靠，保護範圍廣泛等優點，但動作緩慢，返回時間長，3kw以上的三角形接法電動機不宜使用。目前在電風扇、電冰櫃、空調壓縮機等方面大量使用。

溫度繼電器與熱繼電器不同。溫度繼電器是裝在電動機內部，靠溫度變化時期動作的。而熱繼電器裝在動力線上，靠電流熱效應動作的。

(三)電子式電動機保護器已由電晶體發展到積體電路至今已發展到微處理晶片厚模電路，從功能上一般分為斷相保護、綜合保護(多功能保護)、溫度保護和智慧型保護。此類保護器具有節能、動作靈敏、精確度高、耐衝擊振動，重複性好、保護功能齊全、功耗小等優點。

1.電動機保護器(電機保護器)是以檢測線電流的變化(包括採取、正序、負序、零序和過流)為原則，可檢測斷相或過載信號。除具有斷相保護功能外，還具有過負荷、堵轉保護功能。

2.智慧型保護：集保護、遙測、通訊、遙控與一體的電動機保護裝置，對電動機發生斷相、過載、短路、欠壓、過壓和漏電等故障時實現保護，還具有電流電壓顯示，時間控制，軟體自診斷，來電自恢復，自啟動順序，故障記憶，自瑣和遠傳報警，顯示故障時的電流、電壓故障前後用代號閃爍示警，配置RS485通訊接口，實現計算機聯網。同時可監控、監測幾百、幾千台電動機工作等功能。

節能運用

電動機保護器(電機保護器)是發電、供電、用電系統的重要器件。是跨行業、量大面廣、節能效果顯著的節能機電產品。幾乎滲透到所有用電領域;是工業、農業和國防建設及人民生活正常生產和安全工作的重要保證，在國民經濟和節能事業中有著不可替代的重要地位和作用。

《中華人民共和國節約能源法》規定：“節能是指加強用能管理，採取技術上可行、經濟上合理以及環境和社會可以承受的措施，減少從能源生產到消費各個環節中的損失和浪費，更加有效、合理地利用能源”;“節能發展經濟的一項長遠戰略方針”。節能是系統工程。

據2010年不完全統計，全國運行的1KW-320KW低壓電動機數量為6000萬台，占電網用電量的70%以上，是工農業及商業系統中套用最為廣泛的動力設備。全國每年燒毀電動機數量約300萬台，容量為10億千瓦，每年僅電動機在燒毀過程中就耗電為數億萬度，修理費高達數100億元左右，造成停工停產損失竟達數100億元。僅上述費用不算，還會造成電機修理後功率下降，耗電量大，性能變差直接影響企業正常生產。

舉例說明

(一)截至2010年不完全統計，全國每年因維修電動機浪費電磁線約1億萬公斤，若少生產1億萬公斤電磁線(每公斤需用電33.4度)每年就可節約用電33.4億度。

(二)電動機保護器(電機保護器)與企業經濟效益關係計算公式如下：

Qs=電動機修理費×保護器可靠係數+電機拆裝費+停工損失-保護器購買費-保護安裝費

=(電動機修理費×保護器可靠係數-保護器購買費)+(電機拆裝費+停工損失-保護安裝費)

=(直接經濟效益)+(間接經濟效益)

例如：有一台55kw電動機，若燒壞後修理費為2500元，配置一台使用可靠係數為98%，售價為490元電動機保護器，它使電機免遭燒毀而產生的直接經濟效益Qz為：

Qz=電動機修理費×保護器可靠係數-保護器購買費=2500×98%-490=1960(元)

直接節省比例：ρ=1960/2500×100%=78.4%

計算結果：用戶購買電動機保護器的結果，能夠節省了1960元，節省比例為78.4%。

電動機功率	修理費（大約）	購買電動機保護器費用	相對節省費用
10kw	900元	350元	550元
20kw	1300元	380元	920元
30kw	1800元	490元	1310元
60kw	3000元	590元	2410元
90kw	5000元	690元	4310元

註：此處假設電動機保護器(電機保護器)的可靠係數為100%

綜上所述，智慧型綜合電機保護器這種新型電機保護產品投放自投放市場以來，用戶普遍反映性能穩定，運行良好，對各種故障類型均進行了準確的報警顯示，有效的防止了電機意外燒毀的發生，為用戶節約了大量的資金。因此，廣泛採用電動機保護器控制器，不但可以提高工藝控制的準確性、科學性，降低事故率，而且對於提高電氣控制系統的自動化水平和發展國民經濟，也必將起到積極的推動作用。

國家標準

l GB/T14048.1-2000低壓開關設備和控制設備總則

l GB14048.4-2003低壓開關設備和控制設備機電式接觸器和電動機起動器

l GB14048.5-2001低壓開關設備和控制設備控制電路電器和開關元件，第1部分：機電式控制電路電器

l GB/T17626.4-2006電快速瞬變脈衝群抗擾度試驗

l GB/T17626.5-2006浪涌（衝擊）抗擾度試驗

l JB/T 10736-2007 低壓電動機保護器

適用環境

工作溫度：-10℃~+55℃

貯存溫度：-20℃~+65℃

相對濕度：5%~95%不結霜

海拔：≤2500m

污染等級：2級

防護等級：IP20

安裝類別：III級

產品介紹

簡易型系列

低壓電動機保護器結構

簡易型一體化

簡易型智慧型電動機保護器採用低成本的設計方案，整體系統由信號處理單元、中央處理單元、電源模組、人機互動單元、人機界面、控制模組、通訊接口模組等構成，裝置硬體結構如圖所示。

智慧型電動機保護器按額定工作電壓可分為AC380V、AC220V；按工作電流範圍來分可分為6.3A（1.6A～6.3A）、25A（25A～100A）、100A（25A～100A）、250A（63A～250A）、800A（250A～800A）五個測量檔位。實現對電動機運行中出現的啟動逾時、欠壓、過壓、欠載、過載、短路、堵轉/阻塞、斷相、不平衡、剩餘電流（接地/漏電）等故障進行保護。並能在此基礎上增加各種附加功能，主要有：

1）遠程起動功能：由上位機通過通訊控制保護器的起動繼電器，來實現遠程起動電動機。

2）報警功能：當電動機運行狀態出現故障時，在還未達到預先設定的脫扣時間前進行報警提示。

3）通訊功能：RS-485通訊功能，能夠通過通訊接口將保護器檢測得到的電動機運行的各種參數實時傳送給後台主控設備，方便工作人員及時了解電動機的工作狀態。

4）漏電保護：開放漏電保護監測功能，當電動機的運行環境出現漏電情況時，及時切斷電動機的供電電源。

5）開關量輸入：用於監測外部開關的分合狀態，也可按客戶要求進行起、停控制。

6）事件記錄：記錄保護器的最近8次脫扣動作產生的時間和原因，方便維護人員查看和檢修。

7）4～20mA模擬量輸出：提供直流4～20mA電流信號。

技術參數	技術指標
保護器輔助電源	AC220V/AC380V，功耗8VA
電機額定工作電壓	AC380V，50HZ
電動機額定工作電流	6.3A（1.6A-6.3A）	採用小型專用電流互感器檢測模組
	25A（6.3A-25A）
	100A（25A-100A）
	250A（63A-250A）	採用專用互感器
	800A（250A-800A）
開關量輸出	3路，AC250V、3A；DC30V、3A ;
開關量輸入	4路，光耦隔離
通訊	RS485 Modbus協定
SOE事件記錄	8個事件記錄

TDHD智慧型低壓電動機保護器

為低壓電動機提供保護、控制、測量和分析解決方案

產品概述

■是針對低壓電動機在各種套用場合產生的故障診斷而開發的智慧型電動機保護器。

■具有體積小，重量輕、功能強大，可靠性高，配置靈活，外形美觀、安裝方便等特點。

■採用高集成制的高速處理器進行數據採集、處理，在實現傳統的低壓電動機保護的基礎上，融入測控、計量、運行記錄和通訊功能，真正實現數位化，智慧型化，網路化，做到保護和測控與一體，為工業生產過程控制的管理帶來了很大的便利。

性能特點

*採用美國微芯5V工業級晶片，抗干擾能力一級，穩定性超強！連續5年、無故障運行*

■集保護功能和測控功能於一體。

■實現三相全電量測量，三相電壓、電流、功率因數、有功功率、無功功率、視在功率、有功電能、無功電能等多種測量值既可以在就地液晶面板上顯示，也可以遠傳至監控系統。

■具有直接啟動、雙向啟動、星/三角啟動、自耦變壓器啟動等多種啟動控制方式；具有晃電自啟動功能，可以實現電機的分批再啟動。

■配備小型專用穿芯式電流互感器（160A以下），對於小功率電動機可以免去外部電流互感器，節省成本。

■11路開關量輸入監測，具有64個SOE事件記錄功能，包括時間和類型，事件記錄可通訊上傳，便於故障分析事件原因（事件記錄數量可擴充）。多達5路繼電器智慧型化控制輸出，實現保護跳閘輸出、報警輸出、控制輸出及其他遙控功能。

■具有短路保護、堵轉保護、定時限過負荷保護、接地漏電保護、三相電流不平衡保護、斷相保護、欠壓保護、過壓保護、啟動時間過長保護、工藝連鎖跳閘和適用於增安型電動機tE時間保護，保證電動機安全可靠運行。

■提供4~20mA模擬量輸出/模擬量輸入功能，滿足用戶更多需求。

■具有遠方通訊功能。採用RS485通訊接口和標準Modbus規約，可以將測量信息、開關量狀態和變位信息、保護動作信號、SOE事件內容、保護定值參數等上傳至後台監控主機，構成電機馬達控制中心，實現遠方的集中管理和監控。

■安裝方式靈活，即可以選擇屏櫃嵌入式安裝，也可以選擇導軌安裝。

■超小型化設計，具有一體式和分體式結構，適用於各種安裝方式，即可以屏上開孔安裝，也可以選擇導軌安裝。

功能簡介

保護功能

■短路保護■堵轉保護■定時限過負荷保護■反時限過負荷保護■相電流不平衡保護 ■斷相保護■欠壓保護

■過壓保護■接地/漏電保護 ■啟動時間過長保護■晃電自啟動■工藝連鎖 ■tE時間保護

監視和測量

■電動機運行參數和歷史數據■運行過程數據■顯示全電量電氣參數■開關量輸入狀態和繼電器輸出狀態

■事件記錄信息■維護記錄

通訊

■RS485/232通訊接口■Modbus-RTU通訊協定 ■波特率：2400~19200bps半雙工

■液晶面板上有通訊收/發指示 背部有LED燈用於通訊收/發指示

保護和控制

TDHD為低壓馬達提供保護、控制、測量和分析解決方案。

短路保護

TDHD為電動機提供了相間短路產生的過流保護。該保護由獨立的過流元件組成，每個元件可以單獨啟動，動作時限可以根據現場具體情況進行設定。

堵轉保護

在電機運行過程中靠過熱元件提供保護，在電動機啟動過程中靠自動識別電流的變化提供保護，這樣能對啟動時間較長而又不允許堵轉時間過程的電動機提供快速保護。當電動機在啟動過程中如電流下降不明顯，致使堵轉保護啟動，也可由過負荷保護識別堵轉狀態並提供保護。

過負荷保護

當熱容量值達到100%時，過負荷保護跳閘。熱容量充分考慮了正序、負序電流所產生的綜合熱效應，真有效電流的檢測確保了對諧波熱效應的正確回響。保護元件提供了定時限和反時限的過負荷保護，滿足不同現場的需求。

相電流不平衡保護

TDHD監視電動機相電流不平衡的比率，如果相電流不平衡大於報警數值且持續5秒以上，則發出報警；如果相電流不平衡大於跳閘數值且持續5秒以上，則發出跳閘。

欠壓保護

對於電壓敏感負載（如感應電動機），電壓的下降會增加吸入電流，這可能會引起電動機內部出現非常危險的過熱，當電壓下降到預設的電壓整定值時，經過預設的時間延時，欠電壓保護將發出報警或者跳閘命令。

過壓保護

運行在恆定負荷下的電動機，過電壓會引起電流下降。然而鐵損和銅耗的增加又會引起電動機升溫。在這種情況下電流過負荷繼電器將不會動作，也無法提供合適的保護，因此在持續過電壓情況下，此過壓元件將對電機提供保護。

接地/漏電保護

接地故障值是作為CT一次值的百分數值測量的。接地電流基於零序CT方案檢測。為防止瞬時涌流引起的誤報警，在此功能中可設定一個時間延時。該保護功能提供接地故障報警或者故障跳閘，接地報警可以對絕緣破壞提供一種預警告。

啟動時間過長保護

裝置自動識別電機的啟動過程，在規定的啟動時間內電機沒有完成啟動，則保護動作。

欠電壓自動重啟動

此功能啟用時，電動機在瞬間失電後，自啟動開始計時，若在低壓保護動作後，在整定的自啟動時間到達之前電壓恢復到90%的額定電壓以上，則發電動機合閘命令。

啟動控制功能

TDHD可以適用於下列啟動方式

■直接啟動 ■雙向啟動 ■星三角啟動■自耦變壓器啟動 ■晃電自啟動功能 ■串電阻啟動

開關量輸入

■電動機保護裝置提供8路開關量輸入，最大可擴展為11路開關量輸入

■光隔輸入、為無源乾節點輸入

■用於啟動接觸器、停車/復位、本地/遠方、工藝連鎖和通用開關狀態顯示

■液晶面板上帶開關量分/合指示

繼電器輸出

■最大可擴展為5路繼電器輸出

■觸點容量：AC250V/5A DC30V/5A

■用於跳閘、報警、啟動、遙控輸出

■液晶面板上帶繼電器分/合閘指示

分體式系列分體式電動機保護器採用最新的單片機技術，具有抗干擾能力強、工作穩定可靠、數位化、智慧型化、網路化等特點。保護器能對電動機運行過程中出現的起動逾時、過載、堵轉、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、阻塞、過壓、欠壓、溫度、tE保護等多種情況進行保護，設有SOE故障事件記錄功能，方便現場維護人員查找故障原因，並通過LCD中文液晶顯示屏、狀態指示燈等各種方式，將電機的運行狀態清晰、直觀地顯示出來。適用於煤礦、石化、冶煉、電力、船舶以及民用建築等領域。該保護器具有RS485遠程通訊接口，DC4~20mA模擬量輸出，方便與PLC、PC等控制機組成網路系統，實現電動機運行的遠程監控。

分體式系列

主體模組

1、帶有起動控制時，保護器最多提供2個起動繼電器用於順序控制外部2個接觸器的閉合/斷開，從而實現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）。

主體模組

2、溫度保護的測量範圍：PTC熱電阻1kΩ~10kΩ。

3、對於無顯示要求的客戶，必須在一批定單中訂購一個90L顯示單元，作為調試使用。

顯示單元高級型系列

顯示單元

高級型智慧型電動機保護器，適用於額定電壓至AC 690V、額定電流至AC 800A、額定頻率為50/60Hz的電動機。產品體積小，結構緊湊，安裝方便，在低壓控制終端櫃和1/4模數及以上各種抽屜櫃中可直接安裝使用，提高了控制迴路的可靠性和自動化水平。高級型採用模組化的產品結構形式，包括主體（保護控制功能模組）、互感器檢測模組、遠程顯示模組。根據需要選配各類功能模組或附屬檔案，與接觸器、電動機起動器等電器元件構成電動機控制保護單元，有遠程自動控制、現場直接控制、面板指示、信號報警、現場匯流排通信等功能。

高級型

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	整定電流範圍(A)
0.12	0.42	1.6	0.40-1.6
0.37	1	1.6	0.40-1.6
0.55	1.5	1.6	0.40-1.6
0.75	2	6.3	1.6-6.3
1.1	2.5	6.3	1.6-6.3
2.2	5	6.3	1.6-6.3
3	6.5	25	6.3-25
5.5	11	25	6.3-25
7.5	14.8	25	6.3-25
11	21	25	6.3-25
15	28.5	100	25-100
18.5	35	100	25-100
22	42	100	25-100
30	57	100	25-100
37	69	100	25-100
45	81	100	25-100
55	100	100	25-100
75	135	250	63-250
90	165	250	63-250
110	200	250	63-250
132	240	250	63-250
160	285	800	250-800
200	352	800	250-800
220	388	800	250-800
250	437	800	250-800