將西門子S200可編程控制器應用于礦用隔爆型開關(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)組成和設計思路。該保護器可實時檢測三相隔爆型電動機的參數(shù)。并及時顯示和報警過欠壓、斷相、漏電、過載、短路等故障。

0 引言

　　礦用隔爆型真空磁力啟動器適用于煤礦井下中性點不接地的三相電網(wǎng)中。本文介紹的真空磁力啟動器保護器采用西門子公司的S200 CPU作為核心控制器件?？梢詫崿F(xiàn)過欠壓、漏電閉鎖、過載、短路、相不平衡、斷相等保護功能。有采樣精度高、反應速度快、動作準確可靠的優(yōu)點。通過文本顯示器TD400C可以實時顯示電動機的三相電流、系統(tǒng)電壓、絕緣電阻及真空接觸器狀態(tài)等信息：可方便地設定和監(jiān)測電機運行的各種參數(shù)，如額定電壓、電流、短路倍數(shù)、三相不平衡度等，同時可以對各種保護功能設定打開或關(guān)閉．以滿足不同工況的需要．可以通過更換CPU使該保護器具有聯(lián)機通信的功能。

1 保護器的組成和原理

　　本智能監(jiān)測電機保護器能夠?qū)崿F(xiàn)的基本控制功能為：可以實時檢測并顯示三相電動機的三相電流、相電壓，通過PLC程序處理使保護器具有過壓、欠壓、過載、短路、漏電閉鎖、斷相、不平衡、互感器掉線等保護功能。裝置原理。該保護器的工作原理是：電流電壓變送器檢測=三相電流和電壓．通過模擬量采集模塊EM231將電流和電壓值實時送到CPU222中．和預先給定的動作值進行比較和判斷。當故障發(fā)生時及時動作。防止電機損壞和提醒用戶及時排除故障．通過TD400C文本顯示器可以方便地更改各種參數(shù)設置。該保護器采用一塊西門子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)換時間<250s，具有極高的響應速度。

2 故障類型及判斷方法

　　電動機常見的故障主要有：過載、三相不平衡、過壓、欠壓、短路、漏電、斷相運行等。有的故障需要保護器立即動作，切斷電源，如短路、斷相故障。本保護系統(tǒng)把來自電壓電流變送器的標準電流電壓信號送給A，D采樣模塊EM231進行采樣濾波．EM231將信號送至CPU進行處理。得到實時的三相電流及電壓值。CPU再根據(jù)程序準確地作出判斷和處理，保證任何一種故障出現(xiàn)都會檢測出來。

　　(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．接觸器不能閉合，電動機不能起動。而電機運行時出現(xiàn)漏電故障由開關(guān)進行保護。漏電閉鎖保護采用附加直流電源檢測信號。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。

　　通過式(1)計算，求得Rd值，標準規(guī)定660V電網(wǎng)Rd22 k；1 140 V電網(wǎng)尺d42 k，保護器檢測到絕緣電阻值低于規(guī)定值將閉鎖啟動回路并報警。啟動器不能合閘。TD400C將顯示實際絕緣值。

　　(2)斷相和相不平衡驗

　　斷相及相不平衡采用判據(jù)為P10％是允許的。

　　當10％<P<50％時．保護器判定為不平衡，動作時間1～10s可設定。P50％時。保護器判斷為斷相，接觸器立即動作。

　　(3)過載特性

　　過載采用反時限保護曲線．所用判據(jù)為保護動作時間。

　　(4)短路特性

　　短路特性采用的判據(jù)

　　(5)過欠壓保護

　　當以<85％以時(以為實際電壓；以為額定電壓)，判定為欠壓；當以115％以時，判定為過壓。過壓、欠壓百分比可設定。過欠壓動作時間1～10 s可設定。

3 保護器的軟件設計

　　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，保護子程序，動作子程序，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。該保護器程序由主程序及子程序構(gòu)成。譯梯形圖程序，通過PPI編程電纜將編譯好的程序下子程序構(gòu)成。

4 結(jié)語

　　基于西門子PLC的低壓磁力啟動器保護裝置能實現(xiàn)過欠壓、短路、不平衡、斷相、過載、漏電閉鎖、變送器掉線等功能。具有累計合閘時間統(tǒng)計的功能。該系統(tǒng)運行具有極高的可靠性和可維護性，軟件最大掃描周期為12 ms，變送器響應時間<30 ms，繼電器動作時間小于5 ms。完全可以滿足現(xiàn)場對保護裝置要求的需要。