水电电工知识
继电知识|自耦减压起动控制保护系统的改进
2016-01-13  浏览:48
水暖之家讯:作者:王杭州珠海市供水总公司

文章通过分析传统自耦减压起动回路及其控制保护系统存在的问题,结合实际提出了一种新的控制保护模式,并成功应用于珠海某水厂。

要害词:降压起动 安全 PLC 控制及保护

1 自耦减压起动回路存在的问题

常用的XJ01型自耦减压起动器的电气原理(适用于80~300kW)如图1所示,整个动作过程分为二步:第一步,合上KM1,KM2断开,此时以自耦减压形式起动,KM1采用六极接触器;第二步,断开KM1,合上KM2,以全压形式起动。


图1 XJ01型自耦减压起动电气图


从上述动作过程可见,存在下列问题:

(1)在KM1断开,合上KM2时,对电动机造成二次冲击。

(2)KM1带负荷分闸,KM2带负荷合闸,合闸电流约为额定电流的2~3倍,这样对KM1、KM2的寿命会带来影响

(3)在操作时,分开KM1,但在某两相主触头熔焊而辅助触头已经断开时会出现如下情况:

①假如是中性点侧的主触头无法分开,此时合上KM2,将会造成短路现象。

②假如是起动侧的主触头无法分开,则在停机时,将会出现单相运行的情况,造成电机或自耦变压器烧毁(珠海某水厂出现过几次自耦变压器烧毁情况)。

(4)传统的控制保护回路由大量的继电器和热继电器完成,只要有一个继电器出现故障,由热继电器构成的保护系统将无法提供有效的保护。例如KA1或KA2出现故障,则在电动机起动过程结束后,电动机都不能投入全压运行,若不按停止按钮,起动接触器KM1线圈不能断电,电机仍处于减压运行,时间过长就可能烧毁自耦变压器或电动机。而此时靠热继电器将无法提供有效的保护。


图2发造后的自耦压起动电流曲线图


(5)原线路把控制电源接自闸刀开关QS下端,使检修、调试时必须在向电路通电的情况下进行,轻易产生故障,同时无空气断路器保护。

2自耦减压控制保护的新模式

针对上述缺点,我们提出了一种全新的模式,改造后的起动电流曲线和其电气接线如图2、3所示。

该模式突破了传统模式中两个接触器的概念,引入接触器KM3,同时控制保护利用PLC来实现。下面就此模式分析如下:

(1)整个动作过程分三步:第一步,以自耦变压器形式起动,动作顺序为先合KM3,后合KM1,通过KM1的电流为m12Ist;第二步,以电抗器形式起动,此时,先分KM3,KM3的分断电流几乎为零;第三步,以全压形式起动,此时先合KM2,后分KM1,KM2的合闸电流和KM1的分断电流几乎为零,这样可大大延长接触器的寿命,有效保护机组的安全。

(2)PLC由于其可靠性高,结构简单,编程方便,价格便宜,运行维护方便,可使用于各种环境等,在工业控制系统中得到大量的使用,非凡适合于顺序控制和逻辑控制,因此,珠海市水厂均普遍使用。

本系统有自动控制,联锁手动控制两种运行方式。


图3改造后的自耦减压起动器接线和电气原理图


①自动控制:

按启动按钮,机组按开停顺序进行自动开停。

②联锁手动按开停机按钮,PLC检测各个环节的动作情况,利用启动、远行、停机三个按钮进行操作,设备的保护动作处理均同自动控制方式。

③保护功能:

PLC利用检测到的各开关信号进行判定是否需要进行下一步操作,当检测到需要中断操作时,自动停止操作,并发出报警信号,有效保证了操作的安全。此外,PLC系统可通过检测到的电流、电压信号判定是否过负荷、断相等,及时跳开空气断路器,以保护电机和自耦变压器。

④系统的联网功能:

PLC具有完善的远程通讯功能,可方便与整个工厂的网络进行联网,实现远程监控

⑤在系统中增加一个带分励脱扣的空气断路器,在调试时就可以不带电对回路进行测试,同时在接触器触头烧死时,可通过断开空气断路器来保护电动机和自耦变压器。

3 结束语

珠海某水厂通过上述改造后,运行了约7年的时间,运行情况良好,达到设计目的,避免了电动机和自耦变压器烧毁的事故,保证了正常供水。水暖之家是专注于电气,电气工程,水暖,电气设备等装饰材料的各种新闻资讯和电气,电气工程,水暖,电气设备各十大品牌的装修效果图与网络营销服务,敬请登陆水暖之家http://m.ju31.com/
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