对智能电机保护控制器在海上石油平台应用浅析

 

摘要：介绍了智能马达保护器在选型和应用设计中应注意的一些问题。在安装和使用过程中，船舶企业推广的电机保护器电子产品越来越多的融入了智能控制。同时，从投资、使用、维护等方面，有很多注意事项是结合工程实际完成技术分析的。

关键词：海洋石油；智能马达保护器；应用

引言

在海上石油平台上，生产过程需要大量的运动设备，电气控制技术的进步和不断完善的控制系统，特别是自动化的不断要求，迫切需要电动机保护器和控制设备，尤其是低压电动机保护需要更多高质量的智能电动机保护器。了解并使用发动机建造项目过程中的新型保护产品，包括低压电机保护控制器和电机保护控制模块。在低压配电系统中使用智能电动机保护器，不仅有效地保证了电动机的安全运行，而且完全取代了传统的保护器，利用了科学的通信技术和电动机控制的自动化系统，取得了良好的经济效益。因此，海洋石油智能电动机保护器应不断创新和发展。

一、海洋石油平台安全性的需求

海洋石油平台是我国的一个重要产业，对我国社会具有重要意义。中国改革开放以来，海洋石油平台产量持续增长，开发生产技术水平逐步提高，改善了安全生产条件，在国民经济和社会发展中发挥了重要作用。各级相关部门要加强改装技术支撑安全生产。启动新型低压电机保护控制器，经国家专门机构测试推荐，非常适合海上石油平台。具体如下。

二、基本原理

电动机保护器是近年来发展起来的一种新型电子式多功能电动机保护测控装置。集(光)载保护、缺相、(欠)压、堵转、漏电、欠压保护接地、三相不平衡保护，采用一组高精度、节能可靠的工作方式，是传统热继电器的理想替代品。它通常由电流元件采集、比较电路、单片机或输出继电器组成。电流采集组件电机保护器的电流变化反映线性采样结束，经整流后由单片机处理，促进凹面继电器动作。当马达电流过载时，来自电流传感器的电压信号将增加。

三、功能

（一）保护功能

智能电动机保护器可以实现对低压电动机的全面保护，其具体功能包括接地保护、断相保护、短路保护、过载保护、不平衡过载保护、屏蔽保护、低电压和过压保护。智能电机保护器能在电机正常工作时保护电机的良好运行。实时显示电机电流和电压。智能电动机保护器具有保护通信功能，采集的信号可通过微机总线进行在线管理和维护。故障发生时，保护器快速启动，节省了网站和电机运行参数的传输时间，并通过网络后台监控系统上报。智能电机保护器还具有低压自动恢复、重启、断相保护、温度保护、漏电保护等功能，这也是其他品牌的低压电机所不具备的特性。能更好的保护电机。特别是电机保护器的漏电保护在海上石油平台中意义重大，不仅保证了电机的正常运行，也保证了生产的安全运行和工人自身的安全。

（二）测量功能

电机保护器可与循环电流、电压的采样进行通信，具体的量可查看电路相电流、电压、功率、工频等电气参数，通过就地显示模块和通信接口实时传输到计算机后台监控管理系统，实现“远程”功能。

（三）在线监测功能

控制室操作人员在后台微机中读取、修改和设置各种保护的保护整定数据。同时，在线监测运行电机负载和供电质量，早期发现过载和接地故障等。，创造了条件。此外，微机强人后台信息管理功能可以有效记录运行/恒定电机的型号、类型和历史记录维护，保证工艺系统的安全生产，减少意外停机，提供可靠的基础。

（四）控制功能

电机保护器能满足各种启动控制方式。比如适当启动后，双向双速启动，电阻降压移肩，星三角降压启动，自耦变压器启动等。电机保护器的多路开关输入和多路继电器输出，可能使本地运行和调试更加方便，您还可以通过通信系统实现后台计算机监控和管理的“远程通信”和“远程控制”功能，远程控制电机。

四、选用的理由

（一）电机保护器通讯，可接入后台监控系统，通过监控系统为电气操作人员和过程控制人员在线浏览生产线工作情况，及时调整生产计划，为防止意外事故发生提供最大的便利。

（二）在电动机保护器根据额定电压和电流范围，如使用时根据运动控制网络：负载电压和额定电流的选择相应错误。1：常规应用，超过50千瓦电机，我们采用安装在调用路电流互感器，电流低于次级电流，然后拉电动机保护器的访问范围，使大型设备有效的控制和保护。

（三）根据该结构电机保护器。一般分为集成式和分体式两种。目前很多低压控制泵和低压电机保护控制器都采用本体分体结构和显示模块。广泛应用于施工过程中，低压抽出式开关柜系列和显示模块的安装可嵌入面板，简化了系统调整、参数设置和监控中的接线和包含。同时，数字显示面板还增加了一个计数器系列的分布和美观，使室内设备的运行状态和故障状态一目了然，方便系统的检查和维护。

五、效益分析

海洋石油2013年达产，试运行期间电力系统运行平稳，是实现达产的重要保障。电机保护器前期投入，后期盈利。其经济效益主要体现在:可以大大减少后期维修工人数量，提高效率，创造良好的社会效益。

（一）减少维护维修费用．达到减员增效的目的

由于电动机保护器具有自诊断和故障处理能力，可以进行早期分析和故障诊断，缩短维修停机时间。同时，由于其系统结构简单，简化了布线，减少了维护工作量。加装电动机保护器后，每年可减少烧损事故，总容量约600千瓦，每年可节省汽车更换或维修费用约1.8万元。

（二）硬件投资

设备及零部件使用分析:该项目采购电机保护器及配件，投资140万元。增加电机保护器可以省去热继电器。现场总线系统的智能设备分散在配电室，可直接执行控制和计算功能，减少大量传感器，可节省设备投资25万元。电缆使用及安装费用分析:根据仪表控制柜之间18米的距离，如果采用硬接线，则需要在每个节点敷设电缆，如果安装的电机保护器平均25米分布，则需要敷设电缆。现场总线系统的布线非常简单，可以在通信总线上挂一些甚至上百个设备，省去了安装附件，大大减少了工作量，安装设计和布线的工作量也大大减少。数据显示，相比之下，现场总线系统的安装费用可节省65%以上。根据电缆投标价和安装工程定额，可节约投资5万元。从硬件投入上，传统热继电器替代智能电机保护器，一次性投入100万元。

六、存在的缺陷、故障及处理措施

（一）网络连接的接口容易松动

在海洋石油中，网络连接到用于连接电机的保护器上，检查或维修时必须拆除，这样方便了连接器但会造成损坏，经常造成控制系统的信号丢失。建议安装既能保证信号传输又能保证接口不松动的硬件结构，避免此类问题。

(二)马达保护器抗损害能力差

原料旋转控制系统的网络线路长度和网线的设备不便于操作，电机保护器抗损坏能力差，导致智能电机保护器不能很好的接收信号，导致工作时容易受到干扰和损坏。建议通信线路:建议安装通信线路、控制电路和主电源，以减少智能电动机保护器的干扰。由于主电源电缆与控制电缆距离过近，导致智能电机保护器传输虚假信号，影响电机工作。遥控开关就地显示，使操作维护出错信息。发现测量远程终端有干扰信号和电压，电脑显示错误信号。为了防止这种损坏，远程信号终端应配备防损坏和抗干扰保护措施。

七、ARD系列电动机保护器产品选型介绍

ARD智能电动机保护器适用于额定电压至660V的低压电动机回路，集保护、测量、控制、通讯、运维于一体。其完善的保护功能确保电动机安全运行，带有逻辑可编程功能，可以满足多种控制方式。该产品采用分体式结构，由主体、显示单元、互感器组成，可适应各种柜体的安装。可选配不同通讯模块适应现场通讯需求。

（一）功能特点

支持基波和全波电力参数测量（U、I、P、Q、S、PF、F、EP、EQ），电流及电流不平衡度、电流正序、负序、零序分量、电压、三相电压相角、剩余电流。

保护功能包括过载反时限、过载定时限、接地、起动超时、漏电、欠载、断相、堵转、阻塞、短路、溢出、不平衡(电流、电压)、过功率、欠功率、过压、欠压、相序、温度、tE时间、外部故障、起动次数限制、运行时间报警、故障次数报警。

9路可编程DI输入，默认采用内置DC24V电源，也可选择外部有源湿接点。

5路可编程DO输出，满足直接起动，星—三角起动，自耦变压器起动，等多种起动方式，可通过通讯总线实现主站对电动机的遥控“起/停”。

可选抗晃电功能：支持晃电立即再启动、失压重起动。

可选配MODBUSRTU通讯、PROFIBUSDP通讯，支持最多2路通讯接口。

可选配1路DC4-20mA模拟量输出接口，与DCS系统相接，可实现对现场设备的监控。

具有故障记录、起动记录、停车记录、DI变位记录和再起动记录等各类事件记录。

显示界面液晶显示，支持中/英文切换。

（二）产品选型

八、结束语

这种新型保护产品电动机保护器性能稳定，在市场上运行良好。能准确报警和显示各种故障，有效防止电机烧毁，为用户节约和提高过程控制的准确性和科学性，降低事故率，提高电气控制系统的自动化水平。

参考文献

[1]孙永刚.智能电机保护器在石油平台的应用[J].科技资讯,2021,1.2.

[2]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版.

[3] GB 14048.4-2020低压开关设备和控制设备第4-1部分：接触器和电动机起动器机电式接触器和电动机起动器(含电动机保护器).