浅谈低压马达保护器3UF50的应用

浅谈低压马达保护器3UF50的应用

摘要：石化企业是连续型生产企业，电动机是石化企业最主要的动力来源，其安全稳定运行对石化企业的平稳生产至关重要的作用，低压电动机为某厂最常用的机组，数量多、种类繁杂，为保证低压电动机的正常平稳运行，某厂特引进西门子低压电动机保护继电器，即低压3UF50继电器，文章主要对低压3UF50继电器的应用进行分析。关键词：3UF50继电器；过载；堵转；不平衡；接地保护电动机是石化企业的主要动力来源，故电动机的稳定运行就显得尤为重要，某厂低压电动机大约有3 000台，采用集中控制，整体保护采用西门子的3UF50来实现，其主要保护有过载、低载、不平衡、堵转、接地故障，文章主要介绍3UF50的基本使用功能及实际应用。1 基本功能介绍西门子3UF50是带有PROFIBUS-DP 接口的电机保护及控制设备。它具有过载、堵转、三相不平衡、接地故障、电流检测、运行时间及次数统计等功能，并且具有通讯功能，可以对电机的运行电流、运行时间、起动次数、报警和故障信息等进行监视，通过PROFIBUS通讯，还可以在远方对电动机进行监控。

1.1 过载保护功能过载保护功能它主要通过内置的电流互感器，对电流进行监测，当实际运行电流大于设定过载电流时候，走相应的过载曲线，超过额定电流越大，跳闸时间越短，并且过载保护动作后，5 min内自动锁定复位功能，不能复位。图1为3UF50过载曲线图。从图1可以看出，电机启动过程中，根据不同的过载曲线，所给的启动时间不同。CLASS等级共有6个等级，CLASS5、CLASS10、CLASS15、CLASS20、CLASS25、CLASS30。过载保护在程序中的应用，图2为3UF50过载程序，其中可以看到过载曲线选取为CLASS5，负荷类型为三相设备，复位方式为手动。

1.2 堵转保护功能堵转保护同样是通过内置电流互感器进行监控的,堵转电流根据电机允许过载倍数设定（设置范围为20％～1000％Ie），当达到设定的电流值，输出接触器关断，当电流恢复正常时，恢复输出。通常设定为300%，也就是在三倍额定电流的情况下直接跳闸，无延时，图3为堵转功能在程序中的应用。Cooling Time：冷却时间是为单元过载脱扣设置的允许复位时间，冷却时间的最小设置为5 min。Idle time：卸载时间是一个为电机的冷却特性指定的时间间隔，当热记忆积累到一定程度，电机会在正常运行时被关断，而并不是过载脱扣。SIMOCODE-DP的热记忆在设定的时间过后被消除，之后可以进行冷起动、变频启动等。根据电机允许的起动时间间隔设置Idle time，可以防止因热记忆积累造成停机，也可以保护电机因频繁起动受到损害。

1.3三相不平衡保护不平衡保护通过借助于集成电流互感器，基本单元可以检测到三相

电流。基本单元可以检测到约40%以上的三相电流不平衡，当任何两相电流数值上差异在40%以上的，直接跳闸。图4signal Matching3为不平衡保护单元，其复位方式为BU input3 按钮复位

用西门子3uf50实现电动机事故音响及联锁输出

一、前言

在很多工矿企业，控制室一般都安装有重要电动机事故音响装置，在电动机事故跳闸时发出声光报警信号，以提醒操作人员及时处理故障；有的电动机之间还设计有联锁起动回路，当运行中电动机跳闸时立即起动备用电动机，以提高系统的稳定性。一般情况下，电动机事故音响及联锁起动功能由继电器或dcs组态实现，但对于没有dcs （集散控制系统）控制系统的企业，采用siemens3uf50电动机智能控制器作为核心元件的电动机控制回路，如何实现控制室的电动机事故音响及电动机之间的联锁功能？本文将从由继电器组成的电动机控制原理入手进行分析，通过软、硬件结合方式来阐述用siemens 3uf50实现控制室电动机事故音响及电动机之间联锁功能的方法和步骤。

二、siemens 3uf50电动机智能控制器介绍

siemens 3uf50是西门子新智能产品simocode-dp (siemens motor protection and control device -decentralized periphery)电动机保护及控制系统基本单元，带有由4个光耦合输入、4个继电器输出单元和内部集成的控制单元，提供profibus-dp和simocode-dp系统rs232接口，可独立实现电动机控制、监视及信号处理功能。保护功能齐全（过载、过电流、断相、堵转、接地保护等），精确度高，不需要另外增加热继电器、电流互感器、模数转换等，也不需要进行控制回路接线。起、停开关直接接到3uf50的输

入单元，接触器线圈通过3uf50的输出单元控制，不需要互锁的辅助触点。通过安装有3uf50专业软件win-simocode-dp的pc经rs232接口对其进行参数化、操作、诊断、监控，并可通过软件设置实现直接起动、y-△启动、可逆起动、软起动等9种控制方式及动力电源消失再来电电动机自起动功能等特殊功能。

3uf50按输出特性分类可分为单稳态(monostable)和双稳态(bistable)类型。单稳态的3uf50在控制电鋈票差墨复位输出，如果电动机运行时控制电源消失，电动机将立即停止运行，电源恢复后电动机也不再启动。双稳态的3uf50在控制电源消失后保持输出，电动机保持控制电源消失前的运行状态，故障排除后自动恢复到正常状态。

三、由继电器组成的电动机控制原理分析

在原理图（见图1）中我们可以看出，要实现电动机的事故音响、联锁起动功能必需满足以下两个条件：

图1 电动机事故音响及联锁输出原理图

1)电动机起动后，控制继电器保持在合闸状态（swj1、bsj在电动机合闸后保持合闸位置）。

2)电动机事故跳闸（km常闭触点返回）。

从逻辑原理上分析，只有当1）、2）两个条件均满足时输出信号，否则不输出信号。两者为与门关系（见图2）。

图2 电动机事故音响及联锁输出逻辑框图

通过上述分析我们可得出一个结论：电动机的事故跳闸音响及联锁输出控制回路虽然采用的丹式不一样，但在原理上都是一致的，因此可以将这两个功能通过一个硬件输出实现。

四、电动机事故音响及联锁输出功能实现

1．硬件回路上

在硬件上，将3uf50单独连接的输出单元out4与km的常闭触点串联，构成与门电路，兰两个条件均满足时，驱动中间继电器zj 合闸，从而实现控制室电动机事故音响及联锁输出功能。

工作原理为：正常情况下，当3uf50接收到合闸指令，out1闭合，接触器km励磁，电动机运转，km常闭触点打开，同时out4也接收到合闸指令，out4闭合，与门电路开路，中间继电器zj不励磁，不输出事故跳闸音响及联锁信号。当3uf50接收到停止指令，ou丁1断开，接触器km失磁，电动机停止，km常闭触点闭合，同时out4也接收到停止指令，out4断开，与门电路开路，中间继电器zj不励磁，也不输出事故跳闸音响及联锁信号。

如发生动力电源消失、事故按钮跳闸、过载、过电流、堵转、断相保护动作等非正常情况，电动机跳闸，km常闭触点返回，因3uf50