淺談智能電機保護控制器在海上石油平臺的應(yīng)用

引言

   在海上石油平臺，生產(chǎn)過程需要大量的運動設(shè)備以及電氣 控制技術(shù)的進步和持續(xù)改進的控制系統(tǒng)，尤其是自動化的連續(xù)性要求，急需要電動機保護器和控制設(shè)備，特別是低壓電動機保護需要更多高質(zhì)量的智能馬達保護器。理解和使用一種新型的發(fā)動機建設(shè)項目過程中保護產(chǎn)品，低壓電動機保護控制器、電動機保護控制組件。在低壓配電系統(tǒng)使用智能馬達機保護器，不僅有效保證馬達的安全運行，取代了傳統(tǒng)的保護器，并利用科學的通信技術(shù)，電機控制的自動化系統(tǒng)，并取得了很好的經(jīng)濟收益。因此，海洋石油中智能馬達保護器應(yīng)該不斷的 創(chuàng)新和發(fā)展。

一、海洋石油平臺安全性的需求

   海上石油平臺是我國重要的產(chǎn)業(yè)，在我國社會中具有重要的意義。自中國改革開放以來，海洋石油平臺生產(chǎn)持續(xù)增長、開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)水平逐步提高，改善安全生產(chǎn)條件，對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展發(fā)揮重要作用。各級有關(guān)部門應(yīng)當加強支持安全生產(chǎn)的改性技術(shù)。啟動一個新的低壓電動機保護控制器通過國家專門機構(gòu)測試和推薦產(chǎn)品，非常適合海上石油平臺。詳細介紹如下。

二、基本工作原理

   電動機保護器是最近幾年開發(fā)出的一種新型電子多功能電動機保護測控裝置。集（光）負載保護、缺乏階段，（欠）壓力、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，泄漏、低電壓保護接地、三相不平衡保護， 使用一組精度高、節(jié)能、可靠的工作，是理想的替代傳統(tǒng)的熱繼電器。通常是由當前元素收集、比較電路、單片機、或出口繼電器等幾個部分。當前采集組件的電動機保護器的電流變化來反映線性采樣結(jié)束，整改后，然后通過單片機處理，促進凹路繼電器的操作。當電動機過載電流時，從一個電流傳感器電壓信號將會增加。

三、功能描述

（一）保護功能

   智能馬達機保護器可實現(xiàn)低壓電動機的綜合保護，它的具體功能有接地保護、斷相保護、短路保護、過負荷保護、不平衡過載保護、屏蔽保護、低電壓和過電壓保護。智能馬達保護器在電動機正常工作時可以很好的保護電機的良好運行。 實時顯示電動機的電流和電壓。智能馬達保護器具有保護通信功能，可以收集到的信號通過微機總線，實現(xiàn)低壓電動機在線管理和維護。當故障發(fā)生時，保護器動作迅速啟動，節(jié)省網(wǎng)站的傳送時間和電動機運行參數(shù)，同時通過網(wǎng)絡(luò)后臺監(jiān)控系統(tǒng)報告。智能馬達保護器也有低電壓自動恢復(fù)，重新啟動，斷相保護、溫度保護、漏電保護功能，這也是其它品牌低壓電動機所不具有的特性。能夠更好的保護電機。特別是電動機保護器漏電保護在海洋石油平臺中具有非常重要的意義，不僅保證電動機的正常運行，又能確保生產(chǎn)的安全運行，確保工作人員的自身安全。

（二）控制功能

   電動機保護器可以滿足各種啟動控制方式。如適當?shù)拈_始后，雙向雙速開始，電阻降壓肩膀運動，星三角降壓起動、自耦變壓器降壓啟動等。電動機保護器的多通道開關(guān)輸入，多個繼電器輸出，可能更容易在本地運行、調(diào)試等等，還可以通過 通信系統(tǒng)滿足你在后臺實現(xiàn)計算機監(jiān)控和管理“遠程通信"和 “遠程控制"功能，遠程控制起停電機。

（三）測量功能

   電動機保護器可以溝通到循環(huán)電流和電壓采樣，具體數(shù)量可以查電路相電流、電壓、功率、功率頻率等電力參數(shù)，通過原位顯示模塊，并通過通信接口可以實時傳輸進計算機后臺監(jiān)控管理系統(tǒng)，從而實現(xiàn)“遠程"功能。

（四）在線監(jiān)測功能

   控制室操作員在后臺微機，完成所有各種保護的保護設(shè)置數(shù)據(jù)讀取、修改和設(shè)置。同時，在線監(jiān)測的運行電動機負載和供電質(zhì)量、過載和接地故障的早期檢測等等，創(chuàng)造了條件。 此外，微機鐵腕人物的背景信息管理功能，可有效記錄運行/ 恒電機模型、類型和歷史記錄維護，確保過程系統(tǒng)的安全生產(chǎn)，減少事故停車，提供了可靠的基礎(chǔ)。

四、選用的理由

（一）根據(jù)結(jié)構(gòu)電動機保護器。一般分為一體式和分裂式兩種。目前，很多低電壓控制泵，低壓電動機保護控制器使用本體裂變型結(jié)構(gòu)和顯示模塊。廣泛應(yīng)用在施工的過程中低壓抽出式開關(guān)柜系列和顯示模塊的安裝可以嵌入面板，這是簡化了布線和包含在系統(tǒng)調(diào)整，設(shè)置參數(shù)，監(jiān)控，同時，數(shù)字顯示面板還添加了一個計數(shù)器系列的分布性和美觀性：使室內(nèi)設(shè)備運行狀態(tài)和故障狀態(tài)清晰，方便檢查和維修系統(tǒng)維護。

（二）在電動機保護器根據(jù)額定電壓和電流范圍，如使用時根據(jù)運動控制網(wǎng)絡(luò)：負載電壓和額定電流的選擇相應(yīng)錯誤。 1：常規(guī)應(yīng)用，超過50千瓦電機，我們采用安裝在調(diào)用路電流互感器，電流低于次級電流，然后拉電動機保護器的訪問范圍，使大型設(shè)備有效的控制和保護。

（三）電動機保護器通信，可以訪問后臺監(jiān)控系統(tǒng)，通過監(jiān)控系統(tǒng)為電動操作和過程控制人員在線瀏覽生產(chǎn)線工作，及時調(diào)整生產(chǎn)計劃，以防止突發(fā)事故，提供最大的便利。

五、效益分析

   海洋石油2013年達產(chǎn)，在試運營期間在電力系統(tǒng)運行平穩(wěn)，是達到生產(chǎn)的重要保證。電動機保護器前期投資，但后期盈利。其經(jīng)濟效益主要體現(xiàn)在可以大大減少后期維護工人、 提高效率、創(chuàng)造良好的社會效益等等。

（一）硬件投資

   設(shè)備和部件使用分析：項目采購電動機保護器及配件，投資140萬元。增加電動機保護器，可以節(jié)省熱繼電器。現(xiàn)場總線系統(tǒng)智能設(shè)備分散在變壓器室，可以直接執(zhí)行控制和計算函數(shù)，并減少大量的傳感器，可以節(jié)省設(shè)備投資25萬元。電纜的使用和安裝成本分析：根據(jù)儀器的配電柜控制柜之間的距離 18米計算，如果用硬接線的方式，每個節(jié)點都需要鋪設(shè)電纜， 如果安裝的電動機保護器的分布平均25米電纜敷設(shè)。現(xiàn)場總線系統(tǒng)布線非常簡單，通信總線可以掛一些甚至幾百個設(shè)備，節(jié)省安裝配件，大大減少工作量，安裝設(shè)計和布線的工作量也大大減少。數(shù)據(jù)顯示，相比之下，現(xiàn)場總線系統(tǒng)安裝成本可以節(jié)省65%以上。根據(jù)電纜投標價格和安裝工程定額計算， 這可以節(jié)省投資5萬元。從硬件投資，從傳統(tǒng)熱繼電器替代一次性投資100萬元的智能電動機保護器。

（二）減少維護維修費用．達到減員增效的目的

   因為電動機保護器自診斷和故障處理能力，可以早期的分析和故障診斷，縮短維修停機時間。同時，由于其簡單的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化、接線、減少維護的工作量。增加電動機保護器后， 每年可以減少燃燒事故，總?cè)萘考s600千瓦，每年可以節(jié)省汽車替換或維修費用約1.8萬元。

六、存在的缺陷、故障及處理措施

（一）馬達保護器抗損害能力差

   原料回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)線路過長和網(wǎng)絡(luò)電纜的設(shè)備不好使的，電機保護器，抗損害能力差，導(dǎo)致智能馬達保護器不能很好的接受信號導(dǎo)致了在工作時容易受到干擾和損害。建議通訊線路：建議通訊線路、控制電路和主電源安裝減少智能馬達保護器的干擾。由于主要電力電纜和控制電纜距離過近使得智能馬達保護器出現(xiàn)傳遞假的信號使得電機在工作時受到影響，現(xiàn)場展示了遙控開關(guān)在位置上機器，使操作和維護錯誤信息。發(fā)現(xiàn)測量遠程終端擁有干擾信號以及電壓，所以電腦顯示錯誤的信號，為了防止這種損害發(fā)生，應(yīng)將遠程信號終端配備抗損害以及抗干擾的保護措施。

(二)網(wǎng)絡(luò)連接的接口容易松動

   在近海石油，網(wǎng)絡(luò)連接到用于連接電機保護器，檢查或維修必須被移除，頻繁的拆卸，方便連接器但是會出損害，經(jīng)常造成控制系統(tǒng)的信號丟失。建議安裝能夠既保證信號的傳遞又能保證接口不出現(xiàn)松動的硬件結(jié)構(gòu)，避免此類問題的發(fā)生。

七、ARD系列電動機保護器產(chǎn)品選型介紹

          ARD智能電動機保護器適用于額定電壓至660V的低壓電動機回路，集保護、測量、控制、通訊、運維于一體。其完善的保護功能確保電動機安全運行，帶有邏輯可編程功能，可以滿足多種控制方式。該產(chǎn)品采用分體式結(jié)構(gòu)，由主體、顯示單元、互感器組成，可適應(yīng)各種柜體的安裝。可選配不同通訊模塊適應(yīng)現(xiàn)場通訊需求。

（一）功能特點

■支持基波和全波電力參數(shù)測量（U、I、P、Q、S、PF、F、EP、EQ），電流及電流不平衡度、電流正序、負序、零序分量、電壓、三相電壓相角、剩余電流。

■保護功能包括過載反時限、過載定時限、接地、起動超時、漏電、欠載、斷相、堵轉(zhuǎn)、阻塞、短路、溢出、不平衡(電流、電壓)、過功率、欠功率、過壓、欠壓、相序、溫度、tE時間、外部故障、起動次數(shù)限制、運行時間報警、故障次數(shù)報警。

■9路可編程DI輸入，默認采用內(nèi)置DC24V電源，也可選擇外部有源濕接點。

■5路可編程DO輸出，滿足直接起動，星—三角起動，自耦變壓器起動，等多種起動方式，可通過通訊總線實現(xiàn)主站對電動機的遙控“起/停"。

■可選抗晃電功能：支持晃電立即再啟動、失壓重起動。

■可選配MODBUS_RTU通訊、PROFIBUSDP通訊，支持最多2路通訊接口。

■可選配1路DC4-20mA模擬量輸出接口，與DCS系統(tǒng)相接，可實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控。

■具有故障記錄、起動記錄、停車記錄、DI變位記錄和再起動記錄等各類事件記錄。

■顯示界面液晶顯示，支持中/英文切換。

（二）產(chǎn)品選型

八、結(jié)束語

   電動機保護器的這種新型的保護產(chǎn)品在市場上，性能穩(wěn)定，運行良好，對各種故障類型是準確的報警顯示，有效防止電機燃燒，為用戶保存和改善過程控制的準確性、科學、降低事故率，提高電氣控制系統(tǒng)的自動化水平。

參考文獻

[1]孫永剛.智能電機保護器在石油平臺的應(yīng)用[J].科技資訊, 2021, 1.2.

[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022.05版.

[3] GB 14048.4-2020 低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第4-1部分：接觸器和電動機起動器機電式接觸器和電動機起動器(含電動機保護器).