將西門子S200可編程控制器應(yīng)用于礦用隔爆型開(kāi)關(guān)中。提供了一種高可靠性、智能型的控制方案。介紹了控制系統(tǒng)組成和設(shè)計(jì)思路。該保護(hù)器可實(shí)時(shí)檢測(cè)三相隔爆型電動(dòng)機(jī)的參數(shù)。并及時(shí)顯示和報(bào)警過(guò)欠壓、斷相、漏電、過(guò)載、短路等故障。

0 引言

　　礦用隔爆型真空磁力啟動(dòng)器適用于煤礦井下中性點(diǎn)不接地的三相電網(wǎng)中。本文介紹的真空磁力啟動(dòng)器保護(hù)器采用西門子公司的S200 CPU作為核心控制器件。可以實(shí)現(xiàn)過(guò)欠壓、漏電閉鎖、過(guò)載、短路、相不平衡、斷相等保護(hù)功能。有采樣精度高、反應(yīng)速度快、動(dòng)作準(zhǔn)確可靠的優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)文本顯示器TD400C可以實(shí)時(shí)顯示電動(dòng)機(jī)的三相電流、系統(tǒng)電壓、絕緣電阻及真空接觸器狀態(tài)等信息：可方便地設(shè)定和監(jiān)測(cè)電機(jī)運(yùn)行的各種參數(shù)，如額定電壓、電流、短路倍數(shù)、三相不平衡度等，同時(shí)可以對(duì)各種保護(hù)功能設(shè)定打開(kāi)或關(guān)閉．以滿足不同工況的需要．可以通過(guò)更換CPU使該保護(hù)器具有聯(lián)機(jī)通信的功能。

1 保護(hù)器的組成和原理

　　本智能監(jiān)測(cè)電機(jī)保護(hù)器能夠?qū)崿F(xiàn)的基本控制功能為：可以實(shí)時(shí)檢測(cè)并顯示三相電動(dòng)機(jī)的三相電流、相電壓，通過(guò)PLC程序處理使保護(hù)器具有過(guò)壓、欠壓、過(guò)載、短路、漏電閉鎖、斷相、不平衡、互感器掉線等保護(hù)功能。裝置原理。該保護(hù)器的工作原理是：電流電壓變送器檢測(cè)=三相電流和電壓．通過(guò)模擬量采集模塊EM231將電流和電壓值實(shí)時(shí)送到CPU222中．和預(yù)先給定的動(dòng)作值進(jìn)行比較和判斷。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)及時(shí)動(dòng)作。防止電機(jī)損壞和提醒用戶及時(shí)排除故障．通過(guò)TD400C文本顯示器可以方便地更改各種參數(shù)設(shè)置。該保護(hù)器采用一塊西門子CPU222．2塊模擬量輸入模塊EM231：文本顯示器；電壓及電流變送器：穩(wěn)壓電源等器件構(gòu)成。模擬量輸入模塊EM231是4路輸入模塊，每1回路具有12位ⅣD轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)間<250s，具有極高的響應(yīng)速度。

2 故障類型及判斷方法

　　電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)的故障主要有：過(guò)載、三相不平衡、過(guò)壓、欠壓、短路、漏電、斷相運(yùn)行等。有的故障需要保護(hù)器立即動(dòng)作，切斷電源，如短路、斷相故障。本保護(hù)系統(tǒng)把來(lái)自電壓電流變送器的標(biāo)準(zhǔn)電流電壓信號(hào)送給A，D采樣模塊EM231進(jìn)行采樣濾波．EM231將信號(hào)送至CPU進(jìn)行處理。得到實(shí)時(shí)的三相電流及電壓值。CPU再根據(jù)程序準(zhǔn)確地作出判斷和處理，保證任何一種故障出現(xiàn)都會(huì)檢測(cè)出來(lái)。

　　(1)漏電閉鎖

　　漏電閉鎖指在停電狀態(tài)電纜出現(xiàn)絕緣下降時(shí)．接觸器不能閉合，電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)。而電機(jī)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)漏電故障由開(kāi)關(guān)進(jìn)行保護(hù)。漏電閉鎖保護(hù)采用附加直流電源檢測(cè)信號(hào)。由24 V穩(wěn)壓電源模塊提供直流電源，外接限流電阻大小為735 k。

　　通過(guò)式(1)計(jì)算，求得Rd值，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定660V電網(wǎng)Rd22 k；1 140 V電網(wǎng)尺d42 k，保護(hù)器檢測(cè)到絕緣電阻值低于規(guī)定值將閉鎖啟動(dòng)回路并報(bào)警。啟動(dòng)器不能合閘。TD400C將顯示實(shí)際絕緣值。

　　(2)斷相和相不平衡驗(yàn)

　　斷相及相不平衡采用判據(jù)為P10％是允許的。

　　當(dāng)10％<P<50％時(shí)．保護(hù)器判定為不平衡，動(dòng)作時(shí)間1～10s可設(shè)定。P50％時(shí)。保護(hù)器判斷為斷相，接觸器立即動(dòng)作。

　　(3)過(guò)載特性

　　過(guò)載采用反時(shí)限保護(hù)曲線．所用判據(jù)為保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。

　　(4)短路特性

　　短路特性采用的判據(jù)

　　(5)過(guò)欠壓保護(hù)

　　當(dāng)以<85％以時(shí)(以為實(shí)際電壓；以為額定電壓)，判定為欠壓；當(dāng)以115％以時(shí)，判定為過(guò)壓。過(guò)壓、欠壓百分比可設(shè)定。過(guò)欠壓動(dòng)作時(shí)間1～10 s可設(shè)定。

3 保護(hù)器的軟件設(shè)計(jì)

　　采用西門子step7 V4.0 sp6軟件可以方便地編序，模擬昆處理子程序，保護(hù)子程序，動(dòng)作子程序，試主程序完成程序的初始化．子程序主要由采樣子程如果載到CPU中。該保護(hù)器程序由主程序及子程序構(gòu)成。譯梯形圖程序，通過(guò)PPI編程電纜將編譯好的程序下子程序構(gòu)成。

4 結(jié)語(yǔ)

　　基于西門子PLC的低壓磁力啟動(dòng)器保護(hù)裝置能實(shí)現(xiàn)過(guò)欠壓、短路、不平衡、斷相、過(guò)載、漏電閉鎖、變送器掉線等功能。具有累計(jì)合閘時(shí)間統(tǒng)計(jì)的功能。該系統(tǒng)運(yùn)行具有極高的可靠性和可維護(hù)性，軟件最大掃描周期為12 ms，變送器響應(yīng)時(shí)間<30 ms，繼電器動(dòng)作時(shí)間小于5 ms。完全可以滿足現(xiàn)場(chǎng)對(duì)保護(hù)裝置要求的需要。