ARD智能型电动机保护器与热继电器相比有哪些优势

1、智能型电动机保护器与热继电器相比有什么好处？

相同点：

功能：两者都有过载保护、堵转保护、缺相保护。

不同点：

1）保护的全面性：

热继电器：除以上功能外没有其他保护。

智能型电动机保护器：过流保护（堵转保护）、三相电流不平衡、接地/漏电保护、启动超时保护、欠载、欠压、过压保护、欠功率保护、温度保护、外部故障保护、相序保护、抗晃电、失压重启功能。

2）过载保护的区别：

热继电器：只能做成跳闸功能，不能实现报警。

智能型电动机保护器：既可做成跳闸功能，也可以做成报警。

3）大电流承受能力：

热继电器：本身是双金属片，所以需要承受大电流的负载能力。

智能型电动机保护器：本身是互感器，所以不需要承受大电流的负载能力。

4）触点的独立性：

热继电器：很难进行独立触点的输出。

智能型电动机保护器：可以进行独立触点的输出。

5）其他功能的对比：

智能型电动机保护器具有热继电器所不具备的控制功能、测量功能（三相电流、电压、功率、功率因数、电能、频率、热容量、电流不平衡率、漏电流值等）、故障记录功能（当前运行时间、当前停车时间、累计运行时间、启动电流、启动时间、操作次数、输入输出状态、8次故障记录、运行状态指示）、4-20mA输出功能、通讯功能、状态量检测功能。

2、ARD智能型电动机保护器的实现原理

三相电流采样原理：

电动机主回路三相电流经三个互感器感应出二次电流，经过三个采样电阻把电流信号转成电压信号，经运放跟随AD采样电路转换成数字信号进入微处理器，微处理器把数字信号用微积分算法得到三相电流的有效值，用于显示与保护判断，超过设定值，微处理器发出电平信号驱动继电器动作。其余的模拟量输入（如电压、零序电流、AI模拟量输入）原理与其相同。

开关量输入工作原理：

微处理器随时检测开关量的输入状态，通过微处理器的IO口检测电平信号，按照设置好的驱动逻辑驱动继电器。

4-20mA输出功能：

将4-20mA设置成相应的变送输出，如A相电流。微处理器通过三相互感器检测AD采样运算最后得到有效值，按以下公式，将结果经DA转换成模拟量输出。

AO=(Ia/Ie)*16+4mA其中Ia为当前A相电流，Ie为电动机额定电流。

3、保护功能举例

热继电器：

堵转、过载保护都是通过金属片发热层度，使金属片弯曲来断开主回路交流接触器的线圈，最终达到保护的目的。

ARD智能型电动机保护器

1）过载保护

通过数学公式模拟电动机的发热特性，通过对电动机发热特性的分析进行过载。我司产品采用的发热计算公式为：Q=KΔI².t。此公式来源于金属发热模型。

2）不平衡保护

举个实例来说明ARD电动机保护器的不平衡保护，当IA=30A，IB=75A，IC=75A，Iav=60A，Ie=100A计算得不平衡率为75%，不平衡率达到保护设定值30%，保护器按照设定值通过内部继电器节点（95.96）断开主回路接触器线圈来实现保护电动机的目的。

三相不平衡率计算公式为：|I-Iav|/IX，Iav为三相电流平均值，当Iav小于Ie时，分母IX=Ie；当Iav大于Ie时，分母IX=Iav。

3）阻塞保护（运行过程中）

阻塞保护适用于电动机运行过程中发生卡死。如保护器测得当前运行电流Imax=300%，电流达到动作设定值250%时，保护器按照设定值通过内部继电器节点（95.96）断开主回路接触器线圈来实现保护电动机的目的，避免电机烧毁。

4）堵转保护（启动过程中）

电动机在起动过程中，如保护器测得起动电流为210%，大于设定的堵转保护设定值200%，保护器按照设定值通过内部继电器节点（95.96）断开主回路接触器线圈来实现保护电动机的目的，避免电机烧毁。

5）起动过程

上电后，保护继电器（95.96）闭合，按下SS1，KM线圈得电闭合，接触器KM的辅助触点闭合构成自锁回路，电动机开始工作，当按下SF1时，线圈失电释放，电动机停止工作。一旦电动机发生任何故障，保护器断开保护继电器（95.96），最终保护了电动机。

4、经济效益

热继电器要实现电动机保护、控制、监控、测量需要增加如下附件：

1）热继保护器。

2）监控需要增加I/O模块。

3）测量需增加合分闸指示灯、测量电流需增加电流表，现场显示还需增加电流表互感器，DCS系统查看电流需要变送器。

4）要监控电源是否消失需增加电压继电器。

5）电动机故障传输到DCS系统需增加中间继电器。

6）电动机发生故障后，热继电器不知道何时发生的何种故障。

7）热继电器参数设定后灵敏度不高。

ARD电动机保护器完全可不增加其它设备的情况下完成以上功能。

5、热继电器与电动机智能保护器实现电动机保护的材料及价格对比

热继电器组成电动机回路：

塑壳开关、交流接触器、电流表（外加互感器）、起动指示灯、停车指示灯、故障指示灯、热继电器、变送器、零序互感器（带接地保护）、电动机。

注：电压测量还需要增加电压表和电压互感器，现场传到DCS系统还需要很多硬接线。

价格：塑壳开关（T4N250）+交流接触器（A9-30-10）+电流表（外加互感器）+指示灯（CP1-10R-10）+热继电器（TA110DU90）+变送器+带接地保护（LNG355A）

1506+99+100+14.8*3+581+400+646=3376.4

电动机保护器组成电动机回路：

塑壳开关、交流接触器、电动机保护器（包括电流测量显示、电压测量显示、功率测量、起动停车指示灯、变送器、接地保护、抗晃电功能）、电动机。

注：电压测量不需要增加互感器、要上传所有状态量、模块量、故障原因、故障时间、累计停车时间只要增加通讯功能就可以。

价格：塑壳开关+交流接触器+智能电动机保护器（ARD2F-100/U+90FL）

1506+99+1280=2885

6、ARD电动机保护器选型

ARD2F型号如下所示：

1.ARD2F型号如下所示：

参考文献：《ST500电动机控制器与热继电器相比有哪些的好处和价格比较》

吴海英，女，本科，从事低压配电系统集成工作