[发明专利]低压电动机主辅回路带电同步的监视方法

说明书

技术领域

本发明属于工业配电技术领域。尤其是针对采用断路器、接触器及马达保护控制器协同控制模式的低压电动机，为提高低压电动机控制回路的安全性，在其马达保护控制器中加入监视主辅回路带电的一致性的功能，以减少现场的安全隐患。

背景技术

发电厂和广大工业企业中的低压电动机广泛采用断路器、接触器及马达保护控制器协同控制模式，如图1所示。主回路和辅助回路集中安装于MCC(Motor Control Center)，就近置于电动机负荷处，以实现电动机故障的切除和多种控制方式。

传统设计方案中，装置电源和控制电源一般取自本段主母线，既是因为方便就近取电，又是为了保证主、辅回路的同时通断。若本段母线失压后，由于交流接触器的低压释放特性，自然辅助回路也就失电，所有的元件均恢复到初始态。主、辅回路带电保持同步，对于保证现场的设备安全具有重大的意义。然而在某些情况下，可能会出现主辅回路带电不一致的情况，具体分析如下。

由于断路器会安装过流速断脱扣器，如果故障使速断保护动作，则断路器分闸，主回路失电，辅助回路仍然带电，接触器保持闭合。此时，若有人误将抽屉柜上的断路器合上，如果故障未解除，电动机会误合于故障；如果故障已解除，电动机会误启动。针对这种情况，比较好的设计回路会将辅助电源取自断路器之后的电源，或者将断路器位置信号串入辅助回路中，这样断路器断开后必然造成辅助回路失电。然而，我们所面对的外部回路未必就是很严谨的。为避免上述情况可能的发生，我们提出在马达保护控制器中加入监视主辅回路一致性的功能，在检测到主回路已失电时，必须及时断开辅助回路。

电压陷落在工业企业供配电中时有发生。有些电压陷落持续的时间很短，例如小于1S，俗称晃电。辅助回路会因为接触器的低压释放而断开，电动机因此而停机，电压恢复时电动机将重新启动。为避免母线瞬时失压造成不必要的停车和重启动，回路设计常常会将辅助回路的电源取自UPS，或双母互投，甚至其他脱离主回路的电源。虽然在瞬时断电可以起到抗晃电的作用。由于辅助电源未失电，接触器保持闭合，电动机会随着电压恢复自动投入。在短时断电时，电动机重启动时，所有的运行电动机将会同时启动，许多启动电流叠加在一起，会造成母线电压下降，导致启动失败。在长期断电或正常停电的情况下电源恢复供电时，导致电动机的意外投入，有可能造成人员伤亡和设备损坏。要避免上述情况的发生，可以在辅助电源回路中加入低压继电器和时间继电器，以实现辅助回路在主回路断电后的延时断电。低电压继电器动作启动时间继电器，时间继电器接点整定延时断开，在系统恢复正常后低电压继电器、时间继电器复位。然而，二次回路接线将因此而复杂，对于改造项目和成本敏感的项目，这并不是最好的方案。

由以上两种情况分析可知，主辅回路带电不一致存在的可能性及其危害。因此，需要通过马达保护控制器新增检查主、辅回路带电一致性的功能，在有必要时，断开接触器。

发明内容

本发明的目的是解决的现有技术存在的问题：正确辨识主辅回路带电不同步的发生，不能遗漏或误判；在识别到主辅回路不一致后，选取合适的时机断开辅助回路，不影响马达保护控制器正常的失压重启功能。本发明目的还在于：提出在马达保护控制器中加入监视主辅回路带电一致性的功能，在检测到主回路已失电时，必须及时断开辅助回路即断开接触器。

本发明对以断路器与接触器协同控制的低压电动机的控制回路进行安全监视。具体方案是：监视检测判别电动机控制的主辅回路带电的一致性，判别主辅回路带电的一致性是否被破坏有三个依据：1)断路器断开且接触器仍闭合，2)母线电压失压且接触器仍闭合，3)发电机是停机态且接触器仍闭合；为实现以上三个条件的判断，电动机保护控制回路接入接触器位置信号、断路器位置信号、电动机电流和母线电压，以实现相应的逻辑判断；当以上三个条件之一满足时，将认为主辅回路带电不一致；在识别到主辅回路带电不一致后，针对以上的不同情况，要选择合适的时机分接触器。

条件1)满足时，要延时一段时间才能分开接触器，以保证此段时间内断路器能够完全断开，延时时间可以根据具体情况而设置；

条件2)满足时，同样要延时一段时间才能分接触器，此时的处理要避免影响正常的失压重启动功能；延时时间的设置要保证不影响瞬时断电发生时，电动机不至于停车的抗晃电措施；同时也要保证在母线短时断电，电压恢复前电动机能够可靠断开，以实现分批启动；如果长期断电或正常停电时，要保证接触器可靠断开。