基于PLC的電機反時限過流保護方案

　　電機保護系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分。

　　硬件主要包括主控計算機、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、控制接觸器和模擬信號提取等部分。主控計算機由主控制器PLC(西門子公司的可編程邏輯控制器PLC)、鍵盤、鼠標、顯示器構(gòu)成，控制接觸器由中間繼電器和主接觸器構(gòu)成，模擬信號提取由電流互感和變送器構(gòu)成，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊由外部擴展數(shù)字量輸出模塊DO、數(shù)字量輸入模塊DI和模擬量輸入模塊AI等構(gòu)成。硬件設(shè)計框圖如圖2所示。

　　圖2 硬件設(shè)計框圖

　　軟件部分采用STEP7軟件的STL語言編程。

　　設(shè)計思路：一是測當前的電流值;二是根據(jù)電流過載倍數(shù)分段;三是計算出隨實時電流變化的保護時間(根據(jù)電流過載倍數(shù));四是按固定時間延時保護。

　　設(shè)計缺點：這是一個時間的累積過程，只能估計熱量的變化，不能反映電機熱量的實時變化(忽略了電流上升的升溫過程)，需經(jīng)反復(fù)實驗得程序流程圖如圖3.

　　圖3 軟件流程圖

　　4實驗結(jié)果

　　電流恒定實驗：設(shè)為實際恒定電流值，當n=4.87倍時，保護時間14 s.

　　可見，由計算公式得出的保護時間與程序運行時的保護時間完全吻合。

　　電流波動實驗：電流由額定值以下電流從小到大逐漸變化為7倍的額定值，持續(xù)2 s后，迅速回落為2.72倍，保護時間28s.

　　可見，電流動態(tài)變化時的保護時間小于計算公式算出的保護時間，電流波動時能較好的保護，體現(xiàn)了電機反時限過流保護程序的積分效應(yīng)。

　　抗干擾實驗：超2倍額定值時，50 s不保護，突然加以干擾時，超額定電流6倍時，電機停2 s后回到額定電流值正常工作，按時間累加立即跳閘，抗干擾實驗成功。

　　5結(jié)束語

　　根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，結(jié)合工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)實際情況，從軟硬件角度提出了基于PLC的電機反時限過流保護方案，核心部分是反時限過流數(shù)學(xué)模型的建立。該電機保護系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景，已應(yīng)用于實際生產(chǎn)，保護電機效果很好。