在我國機電行業中,電動機是應用最為廣泛的,發電總量中消耗在電動機上的電量就占了很大一部分,而各類風機、水泵、空壓機又占電動機所耗電的一半以上。發電廠電動機的工作環境較惡劣,經常容易發生堵轉、短路、斷相或長期過載運行等故障[3],所以控制器要能夠對在惡劣環境中工作的電動機進行實時保護、控制,保證發電廠電動機的正常運行。
根據《火力發電廠廠用電設計技術規定》(DL/T 5153-2002),低壓廠用電動機應裝設相間短路保護、單相接地保護(或者單相接地短路保護)、過負荷保護、低電壓保護、斷相保護[4]。因此,電廠項目需要電壓、電流全電量參數測量,并且帶通訊功能,控制器需要有自診斷輸出、斷電輸出、故障記錄等功能,總結為如下功能:
1、實現多種電動機控制方式
智能型電動機控制器通過程序控制,實現多種不同的電動機起動控制,采用控制器來實現的操作控制權限包括:1)RS-485通訊接口實現遠程控制;2)能夠通過顯示模塊上的按鍵進行操作控制;3)通過DCS系統控制DI端子實現遠程自動控制;4)DI端子現場就地控制。
2、實現現場實時監測電動機運行
電廠通過控制器能夠實時觀察現場電動機設備在運行過程中的電壓、電流、頻率等參數以及電動機當前的運行狀況,操作顯示模塊上的按鍵設置電廠電動機設備的起動方式(可選擇手步啟動、兩步啟動、雙速啟動和保護方式)。
3、實現通訊功能
控制器可通過RS-485通訊接口,經過Modbus-RTU或Profibus-DP通訊協議與上位機管理系統進行通訊連接,將信息在最短時間內發送給后臺管理系統并對故障信息發出報警信號,使操作人員能夠及時發現故障原因并及時排除故障,實現電廠電動機設備的數據的實時傳輸功能。
4、實現完善的電機保護功能
控制器通過采集三相交流電流、三相交流電壓、剩余電流、PTC熱電阻阻值、電動機電能等電量參數,以及電動機運行過程中的各種運動狀態等信號,經控制器內部處理運算,從而實現對電動機起動超時、過載、阻塞、欠載、斷相、三相電流不平衡、剩余電流(接地/漏電)、溫度、外部故障、相序、過壓、欠壓、欠功率、過功率、tE時間等綜合保護,進而保證發電廠生產工作的安全連續運行[4]。
ARD3智能型電動機控制器采用模塊化的產品結構形式,包括主體控制模塊、互感器模塊和顯示模塊,并可根據工業現場的實際應用選配ARD3智能型電動機控制器的其他功能模塊和附件。通過采用ARD3智能型電動機控制器安裝在低壓開關柜,與轉換開關、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,實現了遠程自動控制、現場直接控制、液晶界面參數指示、信號報警、現場總線通信等功能,提高了整個控制回路的可靠性和穩定性的同時降低了操作人員現場調試和維護工作量。通過選配抗晃電模塊來實現電路的抗晃電和自起動,當ARD3智能型電動機控制器輔助電源斷電時,可以向控制器持續供電10s,同時,選配AC380V電源模塊,用于控制器使用AC380V作為輔助電源的場所。