专利名称：螺杆式冷水机组的三相保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及螺杆式冷水机组技术领域，具体讲是一种螺杆式冷水机组的三相保护装置。
背景技术：
螺杆式冷水机组均为三相供电，所以螺杆式冷水机组中的压缩机需要有完善的三相保护，一般应包含动静态缺相、压缩机过载保护等。目前国内通常采用的保护机制需要使用多个检测部件，包括三相检测器、热继电器、压缩机内置保护器，在检测到故障时通过控制器预留的若干开关量通道反馈给控制器，由于螺杆式冷水机组的压缩机的实际负荷往往只有额定功率的60% 70%，在此种情况下缺相，其缺相运行电流往往不会超过热继电器的整定值，导致不能及时保护，而三相检测器往往只能检测供电电源，无法监控机组内部缺相。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是，提供不受电流大小影响、响应速度快、保护更加可靠的螺杆式冷水机组的三相保护装置。为解决上述技术问题，本实用新型提供的螺杆式冷水机组的三相保护装置，包括压缩机主回路、接触器控制回路，它还包括弱电控制回路，弱电控制回路中的电流采样装置采样端分别设于压缩机三相线的任意一相线和对应的供电线，电流采样装置输出端连接控制器输入端，控制器输出端连接继电器KAl的线圈，继电器KAl的触点与接触器控制回路连接。采用以上结构后，本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点电流采样装置采样每组线电流和相电流Ic与Il、Ib与13或Ia与12其中一组的值，传输到控制器，在压缩机启动、运行时，控制器通过对相电流和线电流进行运算分析，判断压缩机是否为缺相启动、缺相运行、过载等情况，并控制继电器KAl通断进行保护，控制器运算分析不受电流大小的影响，并且控制器信息处理能力强、响应速度快。作为改进，所述的电流采样装置为第一电流变送器和第二电流变送器，具有准确度高、集成化程度高、结构简单、优良的温度特性和稳定性等优点。作为进一步改进，所述的控制器输出端还连接继电器KA2的线圈，继电器KA2的触点与警报指示灯连接，继电器KA2控制警报电路通断，当所述的控制器判定压缩机缺相运行、缺相启动或过载时，控制器同时发出指令给继电器KA2，继电器KA2触点闭合，从而启动警报指示灯，实现报警功能。作为更进一步改进，所述的控制器是型号为SC-80HC的PLC，能适应各种恶劣的运行环境，抗干扰能力强，可靠性强。
[0010]图I是本实用新型电路结构示意图。其中，I、压缩机主回路；2、接触器控制回路；3、弱电控制回路；4、第一电流变送器；5、第二电流变送器；6、警报指示灯。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细地说明。由图I所示本实用新型螺杆式冷水机组的三相保护装置电路结构示意图可知，它包括压缩机主回路I、接触器控制回路2，它还包括弱电控制回路3，弱电控制回路3中的电流采样装置采样端分别设于压缩机三相线的任意一相线和对应的供电线，电流采样装置输出端连接控制器输入端，控制器输出端连接继电器KAl的线圈，继电器KAl的触点与接触器控制回路2连接。所述的电流采样装置为第一电流变送器4和第二电流变送器5。所述的控制器输出端还连接继电器KA2的线圈，继电器KA2的触点与警报指示灯 6连接。所述的控制器是型号为SC-80HC的PLC。电流变送器采样每组线电流和相电流Ic与11、Ib与13或Ia与12其中一组的值， 传输到PLC，在压缩机星形接法启动时，当PLC检测到任意一个电流为零或任意一个时间点的任意一个电流大于上一个时间点的电流，判定压缩机为缺相启动，PLC发出指令给继电器 KA1，继电器KAl触点断开，从而断开接触器控制回路，实现压缩机缺相启动保护；并且PLC预设压缩机三角接法线电流与相电流的比值Ic: 11或Ib: 13或Ia: 12为
I.732 (三相压缩机中普遍为大家所熟知的结论，这里不做过多论述)，压缩机三角接法运行时，当PLC检测到Ic: Il或Ib: 13或Ia: 12的值不为I. 732，判定压缩机缺相运行，PLC发出指令给继电器KA1，继电器KAl触点断开，从而断开接触器控制回路，实压缩机三角接法缺相运行保护；PLC预设压缩机正常运行时的线电流值或相电流值，当PLC检测到任意一个线电流超过预设的线电流值或任意一个相电流超过预设的线电流值持续若干分钟，判定压缩机过载，PLC发出指令给继电器KA1，继电器KAl触点断开，从而断开接触器控制回路。实现压缩机过载保护。各项保护的运算过程如下I、压缩机缺相启动保护压缩机正常启动时，启动瞬间电流即为启动电流(一般为额定电流的3 7倍， 采用星形接法降压启动时为直接启动时的1/3)，随着压缩机开始转动，绕组电流迅速下降至正常运行电流。当压缩机缺一相启动时，未缺的二相绕组相当于串接在380V电源中，无法形成旋转磁场，压缩机不能启动，该二相绕组上有短路电流流过。因压缩机无法启动，电流全部用于发热，绕组温度剧烈上升，其阻值迅速下降，此过程中电流持续上升，直至高温将绕组烧断。由上述可知,压缩机正常启动与缺相启动的电流变化趋势是相反的。结合上述分析，压缩机的缺相启动保护方案如下
4[0026]压缩机星形接法启动时间一般为3-7S，在星形接法启动过程中取至少两个时间点，如图5所示，通过电流互感器采集压缩机这几个时间点的线电流Ic和相电流II，当缺 LI相启动时，11=0，Ic变大；当缺L2相启动时，Il和Ic都变大；当缺L3相启动时，Il变大，Ic=O0有上述分析可得，PLC 一旦检测到电流为O或一个时间点的电流大于上一个时间点的电流，也就是电流为O或电流变大时，判定为压缩机缺相启动，PLC发出指令，继电器 KAl触点断开，从而断开接触器控制回路，同时继电器KA2触点闭合，可输出警报。同时当采样的线电流与相电流为Ib与13或Ia与12时，判定方法同上，判定结果也于上述结论一致。2、压缩机缺相运行保护应用压缩机三角接法线电流与相电流的比值为1.732的原理，如图2，IciIl= Ib:I3= Ia:12=1. 732。压缩机三角接法运行时，根据缺相点的不同，其电路会随之变化，具体分析如下I)电源LI相缺相时，绕组Tl、T2串联后与T3并联，两端接380V 单相电源，电路简化如图3所示，电流计算如下Ia=O,根据并联电路工作原理，Ι1=Ι3=Ι2ΧΤ2/(Τ1+Τ3)=0· 512，Ib=Ic=Il+I2=l. 512Ia/I2=0, Ib/I3=3,Ic/Il=3同理可得，当电源L2相缺相时，Ia/I2=3, Ib/I3=0, Ic/Il=3 ;当电源L3相缺相时， Ia/I2=3, Ib/I3=3,Ic/Il=0。由以上计算可知，无论LI、L2、L3哪相电源线缺相时，Ic/Il Φ 1.732。2) Tl相绕组断线(如接触器主触点A点接触不良)时，Tl相电流为0，另两相绕组有相差120°电角度的电流，电路简化如图4所示，电流计算如下11=0，假设 Ι2=Ιχ(Φ=0。), Ι3=Ιχ(Φ=120° )，则Ic=I2+I3=l. 732Ix, Ia=I3=Ix, Ib=I2=IxIa/I2=l, Ib/I3=l, Ic/Il= 00同理可得，当T2相绕组断线时，Ia/I2=①,Ib/I3=l, Ic/Il=l ;当T3相绕组断线时，Ia/I2=l, Ib/I3=①,Ic/Il=l.由以上计算可知，无论T1、T2、T3哪相绕组断线时，Ic/Il I. 732结合上述分析，压缩机的缺相运行保护方案如下通过电流互感器采集压缩机的线电流与相电流(如图2，可以是Ic与II、Ib与13 或Ia与12)，压缩机三角接法运行过程中，PLC—旦检测到Ic/Il Φ I. 732，判定压缩机缺相运行，PLC发出指令，继电器KAl触点断开，从而断开接触器控制回路，同时继电器KA2触点闭合，可输出警报。同时当采样的线电流与相电流为Ib与13或Ia与12时，判定方法同上，判定结果也于上述结论一致。3、压缩机过载保护通过电流互感器采集电流，同样可以监控压缩机的过载情况，保护方案如下PLC预设压缩机正常运行时的线电流值或相电流值(正常运行时的线电流和相电流根据压缩机功率不同视具体情况而设)，电流互感器采集线电流和相电流，当PLC检测到任意一个线电流超过预设的线电流值或任意一个相电流超过预设的线电流值T分钟(T可以自己设定，比如设为1)，判定压缩机过载，PLC发出指令，继电器KAl触点断开，从而断开接触器控制回路，同时继电器KA2触点闭合，可输出警报。
权利要求1.一种螺杆式冷水机组的三相保护装置，包括压缩机主回路(I)、接触器控制回路(2)，其特征在于它还包括弱电控制回路(3)，弱电控制回路(3)中的电流采样装置采样端分别设于压缩机三相线的任意一相线和对应的供电线，电流采样装置输出端连接控制器输入端，控制器输出端连接继电器KAl的线圈，继电器KAl的触点与接触器控制回路(2)连接。
2.根据权利要求I所述的螺杆式冷水机组的三相保护装置，其特征在于所述的电流采样装置为第一电流变送器(4)和第二电流变送器(5)。
3.根据权利要求I所述的螺杆式冷水机组的三相保护装置，其特征在于所述的控制器输出端还连接继电器KA2的线圈，继电器KA2的触点与警报指示灯(6)连接。
4.根据权利要求I所述的螺杆式冷水机组的三相保护装置，其特征在于所述的控制器是型号为SC-80HC的PLC。
专利摘要本实用新型公开了一种螺杆式冷水机组的三相保护装置，包括压缩机主回路(1)、接触器控制回路(2)，其特征在于它还包括弱电控制回路(3)，弱电控制回路(3)中的电流采样装置采样端分别设于压缩机三相线的任意一相线和对应的供电线，电流采样装置输出端连接控制器输入端，控制器输出端连接继电器KA1的线圈，继电器KA1的触点与接触器控制回路(2)连接。本实用新型不受电流大小影响、响应速度快、保护更加可靠。
文档编号H02H3/08GK202353179SQ20112054859
公开日2012年7月25日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年12月26日
发明者曹丹辉, 朱甬, 王丰华 申请人:埃美圣龙(宁波)机械有限公司