GDH-30型数显智能化电动机保护器
在无人给水站的应用
摘要：无人给水站均位于邯长线偏远站区，遇有潜水电动机故障，需要及时判断故障原因，尽快进行故障处理；并能实现一定的自动恢复功能。

而GDH-30型数显智能化保护器，是数显式、智能化电动机保护器，摆脱传统电机保护器单一保护，实现故障预报警功能，准确显示故障类别，提供给维修人员故障原因，减少前往现场次数，达到缩短故障处理时间的目的。

同时，对于一些暂时性干扰因素引起的故障，能够实现自动恢复，保证了无人给水站设备运行质量，降低了设备运行成本。

关键词：智能化电动机保护器无人给水站
电动机保护器在整个控制系统中举足轻重，是对整套设备控制最关键的，也是最后一个环节。

如果它失去功效，电动机就会发生烧毁，直接影响整个站区的供水，从而影响铁路运输。

下面，通过与传统电动机保护器的对比，来阐述推广使用GDH-30型数显智能化保护器的必要性。

同时，结合工作实际，完善该设备的设定值，更加科学、合理地使用，使用其发挥真正意义上的保护电动机的功能。

一、传统电动机保护器
2004年1月，在邯长线进行给水站配电柜安装时，采用的电动机保护器是热继电器，其原理是由流入热元件的电流产生热量，使有不同膨胀系数的双金属片发生形变，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而使接触器失电，主电路断开，实现电动机的过载保护。

热继电器作为电动机的过载保护元件，曾经以其体积小，结构简单、成本低等优点得到了广泛应用。

但经过六年的运行，发现它存在以下缺点：
1、保护项目单一。

它只能进行过流保护，当电动机发生故障时，超过设定的热继值时，断开控制回路来保护电动机。

而当井下水位下降时，电动机发生欠流，则不会动作。

如果运行时间较长，可能烧损电机。

邯长线近几年，发展钢铁业较快，造成许多站区井下水位下降。

经统计，每年有6～7处出现电动机因欠流故障而被烧损。

2、受环境因素较大。

无人给水站均位于高处无遮荫地区，夏季炎热时，室内温度达到42℃。

热继电器因天气温度较高时，有时会自己断开。

经常是接到停水故障报告，到现场测试电动机绝缘符合要求，只要按一下热继器的恢复键，就能使电动机正常运行，浪费了大量的人力、财力。

3、故障源敏感。

无人给水站，没有人值守，只有维修人员按周期进行中修时，才对其进行检修。

而有时发生暂时电源故障，相序继电器没有及时反应时，热继电器就会自动
断开，导致控制中断。

邯长线，有些站区使用农电，经常性停、送电，使得热继电器时有断开，致使站区停水。

统计工区的综合故障率，因电动机保护器原因引起的故障率达到30%。

因此，从2010年1月起，陆续在20个无人给水站安装使用了新型电动机保护器--GDH-30型数显智能化电动机保护器，来解决存在的问题。

二、GDH-30型数显智能化电动机保护器
GDH-30型数显智能化电动机保护器，通过自身的电流互感器对电动机的工作状态实时跟踪采样，动态的监测电动机的运行状况，及时有效的实施保护措施。

1、特点
显示直观。

正常运行时所显示的信息，用于监视电动机的运行状态，包括三相电流、峰值电流、当前三相电流不平衡度及启动时间。

发生故障时，两个窗口分别显示故障代码和显示参数，包括三相的缺相、不平衡度超出设定值、欠流、三相堵转电流及三相过流，可以清楚判断出电动机的故障原因。

站区停水后，一般是水道工区先到达现场，排除管道故障后，仍不能供水，则要通知检修工区。

检修工区离站区较远，经过询问水道工区故障现象后，很容易判断故障原因，能够更快、更准地备齐料具，前往故障地点，进行应急抢修。

控制精度高。

采用数字化控制，设定时间精确到秒，设定各种功能电流精确到个位数，从而保证了各个显示及保护
的精度。

保护功能齐全。

启动时间保护、堵转保护、过电流保护、欠电流保护、三相不平衡保护、缺相保护、故障预报警及定时恢复保护功能达到八项，从外部电源质量到电动机运行状态进行实时监控与控制。

性能可能。

只要可靠接地，就能避免被雷击而损坏。

经过四年的使用，在工区所辖20个无人给水站未发生因GDH-30型数显智能化电动机保护器原因而引起烧损电动机的故障。

2、连接方式
该电动机保护器在工区所辖无人给水站的应用，根据控制继电器种类不同，采用两种连接方式。

控制继电器为JZ7-44型继电器时，需要把该保护器的常闭接点串入控制电路中。

当有故障时，它的常闭接点断开，主控电路断开，起到保护电动机的作用。

控制继电器为EASY-618型继电器时，需要把该保护器的常开接点并入控制继电器输入端。

当有故障时，该保护器的常开接点闭合，控制继电器输入故障，输出端控制交流接触器的线圈断开，起到保护电动机的作用。

3、功能设定
结合实际运用，制定了适合现场的设定数值，与其厂家规定有些差异，主要体现在过流与欠流的设定值。

厂家规定过流设定值为额定电流的100%～110%，欠流设定值为额定电
流的30%～50%。

而实际运用中，按规定值设定容易造成电机保护器不能发挥作用。

下面以徘徊北给水站功率为5.5KW的潜水电动机（额定电流为13.7 A）为例，详细说明其各参数设定值。

（1）、CT一次电流
即是电流互感器的一次电流，使用电流表为30A,电流互感器为30/5，因此此处设定值为30。

（2）、过流时间、欠流时间、堵转时间和启动时间
实际运行中所有的无人给水站均把这些参数设定为10秒，一方面能够满足设备的正常使用，另一方面给作业人员统一设定值，保证同型号设备的统一性，方便维修。

（3）堵转电流
厂家规定为额定电流的3～5倍，实际设定为额定电流的5倍。

设定的原因为，无人给水站所选用的潜水电动机多为15KW以下，若设定过小，就会产生实际堵转电流超出设定值而发生故障。

因此，此台电动机的堵转电流设定为68A。

（4）、欠电流
按规定宜设为4～6A，采用这个范围值后，发现电动机很难达到这个范围，除非电动机出现故障。

所以，实际设定要比运行电流小5个电流，实际运行中电流为12A，则它的欠电流设定值为7A。

曾经在2012年7月4日，该给水站发生这样的故障，由于水位下降，电动机运行功率降低，运行
电流最低达到7A,电动机保器启用欠电流保护功能，及时切断主电路，显示窗口显示代码为17，故障内容为欠流。

工区及时进行了加管，即延长吸水深度，设备恢复正常使用，真正保护了电动机。

（5）过电流
按规定宜设为13～15A。

实际运行中电流已经达到12A,峰值电流达到13A超出了规定值，就启用保护功能，中断设备运行。

实际运用中设定值要比运行电流大5A，因此设定值为17A。

（6）自动恢复
通常，有可能因电源的问题，而出现暂时的故障，并非电动机本身故障。

这时就需要一定的自动恢复功能，以避免无人值守而不能恢复所带来的故障。

一般，把自动恢复时间设定为3600秒，在这个时间范围内，即使进行倒闸，也能自动恢复。

2011年9月15日，东阳关给水站由于使用农电，电压不稳，站区人员汇报是否进行故障处理，工区根据保护器的功能设定，告知站区人员，一小时后设备就能恢复使用。

后经确认，该站区未发生停水故障。

4、使用后的效果
在20个无人给水站使用智能化电动机保护器四年以来，电动机方面故障率降低至5%，降低了25个百分点，有效保护了电动机，真正成为了无人给水站电动机的“保护者”。

5、使用注意事项
无人给水站多处于空旷地区，夏天容易被雷击。

在安装使用智能化电动机保护器时，必须安装良好的接地线。

2011年8月27日，在义井给水站该设备被雷击，但由于电动机保护器外部损坏时，会把故障信号传给控制继电器，电动机电源被切断。

后来，安装接地线后，未再发生类似故障。

三、结论
智能化电动机保护器无论从缩短故障处理时间，还是从保护电动机来说，都发挥了其保护作用，是值得推广应用的。

随着铁路的大发展，智能化、自动化进程会越来越快，智能化电动机保护器给我们提供了学习的基础，成为应用的典范、推广的理由。

我将继续学习，掌握更多的知识，来为铁路建设做出自己的贡献。

作者：刘海军。