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西門(mén)子3UF7馬達保護器的靈活應用
點(diǎn)擊次數:1616 發(fā)布時(shí)間:2018/10/31 20:41:08

【摘要】本文介紹了3UF7 馬達保護器 的基本功能,并結合現場(chǎng)實(shí)際應用體現其自主性及靈活性,以達到用戶(hù)需求控制的目的。
 

 

   1、引言

 

  科技的發(fā)展為工業(yè)控制帶來(lái)了日新月益的變化,傳統的電機控制及保護元件已逐漸被集成的、多功能的馬達保護器所替代,而西門(mén)子3UF7馬達保護器是在其同系列產(chǎn)品3UF5基礎上經(jīng)過(guò)了部分更新后的產(chǎn)品,較之傳統的馬達保護器它具有控制、保護、數據傳輸等多種功能,為工業(yè)的自動(dòng)化閉環(huán)控制提供了基礎保障。
 

 

   2、功能特點(diǎn)
 

 

  2.1控制、保護功能模塊
 

 

  3UF5的集成化為成本效益控制帶來(lái)極大的浪費,當發(fā)生本體故障時(shí),需對其進(jìn)行整體更換;而3UF7采取了控制模塊靈活組合的方式,用戶(hù)可根據自身的控制需求選取控制模塊,通過(guò)連接電纜將各控制模塊與主模塊BU進(jìn)行連接,實(shí)現靈活控制及保護的目的。
 

 

  3UF7配置可由基本單元BU、電流/電壓檢測模塊IM、操作員面塊OP、開(kāi)關(guān)量模塊DM、模擬量模塊AM、接地故障檢測模塊、溫度模塊、連接電纜、PC電纜等附件靈活搭配組成,模塊端子也采用了可拆卸的模塊方式,當其中的某個(gè)模塊發(fā)生故障時(shí)可快速更換,不但節約了成本,而且也極大的減輕了維護人員的工作量。
 

 

  2.2控制站及操作方式
 

 

  3UF7的控制站提供了4種類(lèi)型的控制操作方式,分別為本地控制、PLC/DCS[DP]、PC[DPV1]、操作員面板OP??赏ㄟ^(guò)S1、S2操作模式選擇實(shí)現4種控制操作方式選擇,如圖1所示,通過(guò)在當前操作方式內on/off選擇,決定此操作方式的某個(gè)功能是否投用。4種控制操作方式為或關(guān)系,既實(shí)現了靈活應用,也省去了煩瑣的外部電路接線(xiàn),比如可采用現場(chǎng)起動(dòng),現場(chǎng)、操作員面板、PC、PLC/DCS停止的控制操作方式。
 

 

  2.3控制及保護功能
 

 

  西門(mén)子3UF7馬達控制器,具有過(guò)載、過(guò)/欠流、堵轉、三相不平衡、熱保護、接地保護等基本保護功能外,還可以實(shí)現功率、功率因數、運行時(shí)間、起動(dòng)次數等統計功能,并利用通訊將數據遠傳;根據保護功能和統計功能等參數引用,可實(shí)現電動(dòng)機的直接起動(dòng)、正反起動(dòng)、星-三角轉換起動(dòng)等多種控制功能;還能在故障時(shí)通過(guò)功能定義、在線(xiàn)監視等功能為故障處理提供數據支持。
 

 

   3、現場(chǎng)應用實(shí)例
 

 

  現場(chǎng)應用我們采用了基本單元BU、電流檢測模塊IM、接地故障檢測模塊、零序電流互感器BL22、操作面板op等組成的控制系統。圖2為操作面板的指示燈定義及功能顯示,這些是根據現場(chǎng)維護的實(shí)際經(jīng)驗和基本需求得出,使維護人員在故障處理和日常檢查時(shí)能提高效率。
 

 

  3.1元件功能
 

 

  3.1.1 A1、A2為3UF7的電源輸入,有230VAC、115VAC、24VDC這3種規格,為了保證控制的穩定性,我們采取控制與主路分離的理念,采用了24VDC的元件,3UF7采用獨立的直流供電,方便在主路故障時(shí)對故障信息進(jìn)行查看;
 

 

  3.1.2 IN1~4為4個(gè)光耦合輸入,在此IN1為空開(kāi)故障、IN2為電源電壓檢測、IN3為接觸器運行狀態(tài)(主要用于控制3UF7內部的接接觸器控制QE,以實(shí)現多種功能);
 

 

  3.1.3 OUT1~2、OUT3為3繼電器輸出,在此OUT2為故障輸出,OUT3定義為失壓再起接點(diǎn),當做為調試時(shí),可對圖1中的操作方式進(jìn)行定義,對程序稍做改動(dòng),即可實(shí)現抽屜上面板、和計算機發(fā)信號起停進(jìn)行調試,而免去了人到現場(chǎng)或二次短接起停帶來(lái)的不便;
 

 

  3.1.4 圖2中有4個(gè)自定義按鈕和一個(gè)T/R按鈕、4個(gè)自定義綠燈及3個(gè)自定義黃燈;由于此回路較為簡(jiǎn)單,在定義時(shí)僅將電動(dòng)機的基本常見(jiàn)故障通過(guò)燈指示體現,為了引起人員注意,在此將起動(dòng)信號通過(guò)閃爍信號引用,在電機停止時(shí)以1Hz的固定頻率指示閃爍;按鈕定義可根據現場(chǎng)實(shí)際,不管在調試還是日常應用中均可進(jìn)行自定義引用,非常靈活;
 

 

  3.1.5 接地檢測模塊C1、C2連接零序電流互感器,用于接地監測,在此采用其與零序電流互感器相配合使用,實(shí)現接地故障檢測功能。
 

 

  3.2保護功能
 

 

  保護功能根據其不同響應可分為關(guān)閉/報警/發(fā)信號/脫扣四種,當響應定義后系統內部會(huì )根據定義關(guān)閉或投用相應的功能,定義后可重復引用,其引用結果可繼續引用。
 

 

  3.2.1 過(guò)載:脫扣等級Class5~40共8個(gè)脫扣特性曲線(xiàn),根據負荷類(lèi)型可靈活選用,過(guò)載響應可設報警/發(fā)信號/脫扣,防爆電動(dòng)機必須設置為脫扣,且為了安全起見(jiàn),一般設置為手動(dòng)復位。
 

 

  3.2.2 堵轉:在脫扣等級特性曲線(xiàn)后啟用,可設0~1020%有效,在此我們定義300%,無(wú)延遲。
 

 

  3.2.3 三相不平衡:與堵轉啟用時(shí)間相同,可設0~100%有效,為了防止異常波動(dòng)引起的故障,現場(chǎng)定義為40%,10S延遲響應為報警;當確已發(fā)現缺相運行時(shí),會(huì )引起過(guò)載動(dòng)作脫扣,系統gen.fault指示燈亮,內部檢測故障為相不平衡+過(guò)載。
 

 

  3.3監測功能
 

 

  監測功能通過(guò)元件對運行數據等進(jìn)行檢測,與設定值進(jìn)行對比,選擇響應為關(guān)閉/報警/發(fā)信號/脫扣四種結果,當不需要此功能時(shí)可將其設置為關(guān)閉。
 

 

  3.3.1 接地:分為內部接地和外部接地,由于3相異步電機為高阻抗接地,所以在此選用外部接地,3S延遲響應為報警;
 

 

  3.3.2 過(guò)/欠流:為了防止負荷機械故障引起的故障,在此欠流設置大于空載電流為30%,過(guò)流設置為100%,響應均為報警,可方便DCS查看,為人員提供預警信號;
 

 

  3.3.3 電壓、功率因數、有功功率:此需要電壓/電流檢測模塊IM,電壓檢測范圍可達到690V,使用方法與其它監測功能相同,設定值需要與現場(chǎng)實(shí)際相結合,選用合適的設定值及響應結果。   

 

 3.4其它常用功能
 

 

  3.4.1 電源故障監測UVO(抗晃電):圖2中的K1為電壓監測繼電器,通過(guò)IN2輸入引用,當發(fā)生晃電時(shí),動(dòng)作于直起內部控制繼電器QE1,OUT3在引用QE1后,在失電至得電的N秒+延遲設定分批(grading time)X秒后吸合,實(shí)現抗晃電的目的;當超過(guò)電源故障時(shí)間設定值時(shí),抗晃電功能失敗,電機不能自啟。此功能還可用電壓/電流監測模塊實(shí)現,在引用時(shí)僅需將輸入條件改為事件-報警U(ON》)等,還可通過(guò)脈沖觸發(fā)器(四種邏輯關(guān)系為電平不取反、電平取反、帶記憶功能上升沿、帶記憶功能下降沿)、非易失性元件(同脈沖觸發(fā)器)、閃爍信號、快閃信號等將信號進(jìn)行擴展,引用合適的類(lèi)型邏輯關(guān)系去輸出響應;如起動(dòng)信號引用脈沖信號做為起動(dòng)顯示關(guān)系:輸入為BU INPUT 3,引用電平不取反關(guān)系,無(wú)復位輸入,此種設法可以監控接觸器接點(diǎn)的變化情況。
 

 

  3.5.3 停止(LED黃2)指示:引用方法與起動(dòng)相同,為起警示作用,在此選擇閃爍信號做為輸出,即閃爍信號1輸入為BU INPUT 3或引用脈沖觸發(fā)器(其輸入為接觸器控制QE1,邏輯條件選取電平取反),即可實(shí)現以1Hz黃燈閃爍表示停機的信號。
 

 

   4、結論
 

 

  通過(guò)本文的介紹,旨在讓大家對3UF7應用的靈活性能有深刻體會(huì ),在現場(chǎng)應用時(shí),可通過(guò)輸入與輸出間的關(guān)系及引用,根據邏輯關(guān)系進(jìn)行編程,實(shí)現不同的目的和要求的需求功能。結合通訊功能,可組建小型或大型的數據網(wǎng)絡(luò ),實(shí)現DCS監控及數據遠傳;還可通過(guò)電腦查看3UF7的相關(guān)信息和機泵的運行狀態(tài),從監控報文中獲得信息,從而采取相應措施處理,實(shí)現故障處理效率和維護質(zhì)量共同提高。
 

 

  參考文獻

 

  [1]西門(mén)子3UF7 馬達保護器 系統手冊。

 

  作者簡(jiǎn)介

  閆景雷:男,2006年畢業(yè)于新疆大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè),工程師,工作于新疆獨山子煉油廠(chǎng)電修車(chē)間,現主要從事現場(chǎng)電氣維護工作。

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