羅克韋爾E3過(guò)載繼電器的應(yīng)用

河南理工大學(xué)電氣學(xué)院 代守樂(lè)

中國(guó)鋁業(yè)公司中州分公司 黨君鵬

中平能化集團(tuán) 李 萍

羅克韋爾E3過(guò)載繼電器的應(yīng)用

河南理工大學(xué)電氣學(xué)院 代守樂(lè)

中國(guó)鋁業(yè)公司中州分公司 黨君鵬

中平能化集團(tuán) 李 萍

在電力系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生故障或出現(xiàn)非正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，為了預(yù)防事故和縮小事故范圍，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，最大限度地保障用電設(shè)備連續(xù)供電，必須安裝專(zhuān)門(mén)的繼電保護(hù)裝置。羅克韋爾E3系列過(guò)載繼電器是電力系統(tǒng)中常用的過(guò)載繼電器，它是一種基于微處理器的固態(tài)多功能電子式過(guò)載繼電器，E3系列過(guò)載繼電器有2個(gè)版本，即E3和E3PLUS。本文，筆者主要對(duì)E3進(jìn)行討論。

一、E3過(guò)載繼電器的功能

1. 保護(hù)功能和報(bào)警功能。E3過(guò)載繼電器能實(shí)現(xiàn)非正常運(yùn)行狀態(tài)的脫扣保護(hù)功能，主要包括過(guò)載、缺項(xiàng)、失速、堵轉(zhuǎn)、欠載、電流不平衡、接地故障、啟動(dòng)次數(shù)（僅限于報(bào)警）、運(yùn)行時(shí)間（僅限于報(bào)警）和通信故障等。每一項(xiàng)脫扣保護(hù)均是在滿足各自的脫扣條件下實(shí)現(xiàn)的，脫扣條件的參數(shù)設(shè)置由用戶根據(jù)實(shí)際需要自行設(shè)定。同時(shí)，E3過(guò)載繼電器對(duì)于過(guò)載、接地故障、堵轉(zhuǎn)、欠載、過(guò)熱、電流不平衡、通信故障等非正常運(yùn)行狀態(tài)具有報(bào)警功能，報(bào)警功能在設(shè)備故障形成的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)，可以有效地降低故障的影響，保證生產(chǎn)的連續(xù)性。用戶可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置報(bào)警參數(shù)。

2. 參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。E3過(guò)載繼電器允許用戶通過(guò)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)對(duì)每個(gè)I/O端子狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。另外，還可以通過(guò)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)輸出組合對(duì)象，對(duì)I/O端子進(jìn)行控制，具體監(jiān)測(cè)參數(shù)包括每相電流、每相電流與電機(jī)滿載電流的百分比、平均電流、平均電流與電機(jī)滿載電流的百分比、已用電機(jī)熱容量百分比、電流不平衡百分比、接地故障等。

3. 參數(shù)實(shí)時(shí)診斷。E3過(guò)載繼電器具有遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及控制功能，允許用戶通過(guò)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)對(duì)電機(jī)的各項(xiàng)診斷信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如設(shè)備狀態(tài)、脫扣狀態(tài)、報(bào)警狀態(tài)、最近的5次脫扣和報(bào)警原因記錄等。在診斷參數(shù)圖中可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)清晰地看到E3過(guò)載繼電器發(fā)生故障脫扣和報(bào)警的原因及E3現(xiàn)在的狀態(tài)顯示。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸可以對(duì)E3的各項(xiàng)參數(shù)及脫扣報(bào)警進(jìn)行設(shè)定及控制。

4. 狀態(tài)顯示與復(fù)位。E3過(guò)載繼電器面板上有5個(gè)LED狀態(tài)指示燈，可以顯示繼電器的運(yùn)行狀態(tài)。每個(gè)指示燈的含義如下。

（1）網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)（NETWORKSTATUS）。該LED指示燈有紅、綠兩種顏色，用于顯示網(wǎng)絡(luò)的連接狀態(tài)。綠色燈亮表示設(shè)備未聯(lián)網(wǎng)，紅色燈亮表示設(shè)備已連網(wǎng)。

（2）脫扣/報(bào)警（TRIP/WARN）。該指示燈有紅、黃兩種顏色，黃色閃爍時(shí)，表示出現(xiàn)報(bào)警情況；紅色閃爍時(shí)，表示已經(jīng)脫扣。可以通過(guò)顏色和閃爍次數(shù)時(shí)間間隔來(lái)讀出報(bào)警或脫扣信息代碼（代碼可查閱產(chǎn)品信息說(shuō)明書(shū)）。

（3）輸出（OUTA）。該端子的觸點(diǎn)閉合時(shí)，對(duì)應(yīng)的LED燈顯示為黃色。

（4）輸入端子1，2。該端子用戶所連接的設(shè)備觸點(diǎn)閉合時(shí)，對(duì)應(yīng)的LED燈顯示為黃色。

（5）測(cè)試/復(fù)位按鈕。當(dāng)發(fā)生脫扣后，如果脫扣條件已不復(fù)存在，按下此按鈕可復(fù)位，恢復(fù)正常狀態(tài)。

5. 脫扣級(jí)別。脫扣級(jí)別用于定義當(dāng)電機(jī)運(yùn)行電流超過(guò)額定電流6倍時(shí)，過(guò)載繼電器產(chǎn)生的最長(zhǎng)脫扣時(shí)間（以s為單位）。E3過(guò)載繼電器提供5～30倍范圍內(nèi)可調(diào)整的脫扣級(jí)別。

二、E3過(guò)載繼電器的應(yīng)用實(shí)例

E3能夠精確地測(cè)量連接電機(jī)每相線路的真實(shí)均方根電流。基于最大電流測(cè)量值、額定滿載電流設(shè)定值、脫扣級(jí)別和電機(jī)熱模型，E3過(guò)載繼電器可以精確計(jì)算出電機(jī)的發(fā)熱升溫，并通過(guò)容量百分比的形式將其顯示出來(lái)。另外，用戶還可以通過(guò)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)讀取該參數(shù)。

圖1是E3過(guò)載繼電器在中平能化集團(tuán)的使用示意圖。圖中顯示，E3的主觸頭串聯(lián)在電機(jī)的主回路中，輔助常閉觸點(diǎn)95，96串聯(lián)在電機(jī)的控制回路中，在滿足一定條件時(shí)，E3過(guò)載繼電器會(huì)因過(guò)載而脫扣。當(dāng)前狀態(tài)沒(méi)有發(fā)生脫扣，已用熱容量百分比達(dá)到100%；此時(shí)，E3過(guò)載繼電器常閉觸點(diǎn)95、96會(huì)根據(jù)脫扣等級(jí)判斷脫扣時(shí)間，達(dá)到脫扣時(shí)間則會(huì)使此常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，接觸器掉電，電機(jī)主回路斷電，從而使電機(jī)斷電。

圖1 E3過(guò)載繼電器監(jiān)測(cè)過(guò)載線路部分

三、結(jié)論

智能繼電器的最大缺陷就是價(jià)格昂貴，一些場(chǎng)合不能完全利用其功能，這使得其利用率下降，從而被一些簡(jiǎn)單產(chǎn)品代替。但是，隨著工業(yè)電氣要求的提高和智能繼電器價(jià)格的下降，智能繼電器將會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。