安科瑞电动机保护器ard2l说明书（安科瑞保护装置密码）

摘要：本文介绍了一种集保护、测量、显示、通讯等为一体的电机保护测控装置。该保护测控装置具有检测电机过载、堵转、缺相、不平衡、接地、过/欠压等故障。对造成的危害应采取不同的防护措施。同时可通过串口或以太网通讯与电力监控系统Acrel-2000连接，实现在线监测和自动控制。

关键词：电动机保护装置；电力监控系统；在线监控；自动控制

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介绍

某化工公司热电站锅炉、风机配备10kV高压电机，功率450kW。电机一旦损坏，将导致全线停运，维修周期长、成本高，对生产造成很大影响。锅炉送风电机长期在高温、粉尘等恶劣环境下运行，容易出现轴承损坏、定转子相摩擦故障、机械过载等现象，从而导致电机绕组、相间绝缘老化。相间短路、匝间短路和单相定子绕组。接地等故障。如果不及时发现和处理，电机一旦损坏，将直接威胁企业的安全生产，给企业造成更大的损失。为保证高压电机安全稳定运行，提高保护的灵敏度和可靠性，所有高压电机均采用安科瑞AM5SE-M电机保护测控装置，以达到快速切断故障的目的。

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电机保护装置概述

AM5SE-M电机保护测控装置适用于功率2000kW及以下高压电机。电动机保护测控装置具有保护、测量、显示、通讯等在线监测功能。通过自身完善的保护功能，可以保护电机免受轴承损坏、定转子摩擦、匝间短路等发热情况的影响。可现场安装在高压开关柜上，通过串口或以太网通讯方式与电力监控系统Acrel-2000连接。监控系统可以实时监控和远程控制，更容易实现自动控制和在线监控。

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保护配置及原理

AM5SE-M电机保护测控装置具有电机过流保护、过载保护、过热保护、堵转保护、启动时间过长保护、缺相保护、电流不平衡保护、低电压保护、电机过压保护等功能。具有全套保护功能，具有测量、监视、操作、故障记录、通讯等多种功能。用户可以根据自己的需求选择投资或退出。

过流保护

AM5SE-M电机保护测控装置中的过流保护主要用于电机内部及进线的短路保护。主要分为启动/运行时的一级过流保护、两级过流保护、反时限过流保护。

异步电动机在启动过程中电流很大，通常达到额定电流（Ie）的58倍，启动时间可长达数十秒。该装置配备了两个过流第一级设置。启动过程中采用“启动时过流第一段设定”。该值根据电机的启动电流设定。电机启动过程完成后，自动采用“运行时过流第一段设定”。 “固定值”，该值是根据电机的自启动电流和出线口在区外短路时电机的反馈电流来确定的，取两个电流中较大的一个。

过热保护

过热保护通过跟踪和计算电机在运行过程中的热容量，防止电机因过热而缩短寿命或损坏。电机过载、启动时间长、转子堵转等都会产生较大的正序电流；而断相、不对称短路、输入电压不对称会同时产生较大的正序和负序电流。根据电机定子正、负序电流引起的发热特性，可针对上述故障提供热过载保护。

采用正负序综合测量值Ieq作为等效电流来模拟电机的发热效应，即：

其中： Ieq：等效电流

I1：正序电流

I2：负序电流

K1：正序电流发热系数，电机启动过程中K1=0.5，启动后K1=1

根据电机发热模型的反时限特性，为了合理保护电机，保护动作时间t与等效电流Ieq的关系有以下两条曲线可供选择：

(1)

式中：：过热时间常数

I：允许电机长时间运行的电流值，一般可设置为1.1

(2)

式中：：过热时间常数

I：允许电机长时间运行的电流值，一般可设置为1.1

Ip：过载前的负载电流。如果过载前处于冷态，则Ip=0

选择以上两条曲线之一进行计算。当热量累积值达到时，装置发出报警信号或保护跳闸。

图1 过热保护逻辑

失速保护

堵转保护可防止电机运行时因转子堵塞而导致电流突然增大而烧毁电机。当滚动轴承断裂，负载扭矩突然增大时，可能会出现这种情况。堵转保护在电机启动过程中锁存。堵转保护只有在电机进入运行状态后才合理。从一定意义上来说，堵转保护可以作为电机运行过程中短路保护的后备保护。当电机三相电流IA、IB、IC任意一个超过堵转电流整定值，且有低速信号输入时，达到整定延时时间后保护跳闸。

图2 失速保护逻辑

长启动时间保护

正常启动后，电动机的工作电流将低于额定值或接近额定值。如果启动时间太长，启动时间过后电机的工作电流仍然很大（一般是由于机械原因）。 AM5SE-M电机保护测控装置能够自动识别当前过程是否为启动过程。若如此，当达到设定的启动时间后，电动机的三相电流仍大于启动电流整定值时，保护跳闸。

断相保护

断相保护是为了防止电机在运行过程中断相，导致电机两相运行过热而烧毁。缺相保护功能通过检测电路电压来判断电机电路是否缺相。检测到断相后，断相保护功能启动并触发延时，在设定的延时结束后发出跳闸命令。

电流不平衡保护

电流不平衡保护是为了防止三相电流不平衡导致电机过热。当电流不平衡超过电流不平衡整定值且电机运行时，经过一段延时后，装置保护跳闸或报警。

图3 电流不平衡保护逻辑

低电压保护

当电机低电压运行时，扭矩急剧下降，会导致电机严重过载，因此设置低电压保护。当三路线电压均小于低电压跳闸/报警整定值时，经过延时后，装置跳闸或报警。为了防止由于PT断线而导致保护误动作，设有PT断线闭锁装置。当PT断线时，装置发出报警信号并闭锁失压保护。可以选择启用或禁用此阻止条件。装置可设定是否加入平仓作为判断失压的条件。另外，设备可以根据用户的使用场合选择何时释放低压故障信息。如果设置低电压阈值，设备电压低于无电压设定值，则保护动作可以返回。如果退出低电压阈值，设备电压需要恢复到正常电压才能清除故障消息。低电压保护开启条件：三路线电压之一大于低电压整定值的1.05倍，延时500ms。一旦这个条件成立，低电压保护就是合理的。

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设备的问题和修改

AM5SE-M电机保护测控装置虽然对高压电机具有全套保护功能，但当故障保护动作时，故障已经形成，只能通过停机来处理。设备正常运行时，仅监测电机的工作电压和电流。仅凭这些很难发现故障隐患。为了尽早发现潜在的事故风险，将事故消灭在萌芽状态，经过深入研究论证，认为电机的损坏大部分是由绕组和轴承发热造成的。过热保护仅综合计算电机正序和负序电流的热影响。如果轴承发热，继续运转可能会导致电机损坏。因此，在电机内部嵌入了PT100电阻温度传感器来测量电机内部绕组和轴承的温度。 PT100连接ARTM-8温度探测器，利用ARTM-8实时监测温度。同时，通过RS485通讯接口传输温度数据。并传输至Acrel-2000电力监控系统，方便运维人员实时查看温度，为设备安全稳定运行提供技术保障。

图4 改造后电力监控网络拓扑图

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结论

该化工公司拥有10kV高压电机20多台。使用AM5SE-M电机保护测控装置后，在发生过流、短路、接地等故障时，保护能够可靠动作，防止事故进一步扩大。采用Acrel-2000电力监控系统对各回路电机保护装置进行实时监控。同时，还合理监测因轴承和绕组温度明显升高而引发的事故隐患，并及时处理，确保电机处于良好运行状态，避免事故扩大。确保设备安全稳定运行，为公司持续稳定生产提供强有力的技术保障。