Algemene Geïntegreerde Oplossing van Intelligente Mikroprosessor-gebaseerde Beskermingsrelais vir Industriële Motors

1. Projekagtergrond en Kernuitdagings​

In moderne industriële produksie dien motore as kerelekrigtoerusting, waarvan die operasionele betroubaarheid direk impak het op die voortdurende vervaardiging, veiligheid en ekonomiese doeltreffendheid. Tog staar motore tans voor verskeie ernstige uitdagings tydens hul operasie:

• ​Afwyking van normale bedryfstoestande: Probleme soos stokking tydens opstart of bedryf, faseverlies en onbalans in driefase-stroom kan vinnig lei tot toerustingbeskadiging indien dit nie spoedig aangespreek word nie.
• ​Risiko van oorverhitting: Oorbelasting, swak afkoeling of hoë omgewingstemperature kan lei tot oprolingsoorverhitting, wat die primêre oorsaak is van isolasieveroudering en motorbrand.
• ​Beskermings tekortkominge: Tradisionele beskermtoerusting (bv. termiese relais) het inherent nadeel soos lae tripakkuraatheid (±15% fout), beperkte funksionaliteit en 'n gebrek aan vroeë waarskuwingvermoë, wat dit onvoldoende maak vir intelligente instandhouding en hoë-betroubare vervaardiging.

Om hierdie uitdagings te aanspreek, stel ons 'n nuwe generasie mikroprosessor-gebaseerde beskermrelais voor wat geïntegreerde geavanceerde sensor tegnologie, multi-parameter fusiealgoritmes en IoT-platforms insluit.

​II. Kernkomponente van die Oplossing​

Hierdie oplossing fokus op hoëprestasie mikroprosessor-gebaseerde beskermrelais, wat deur diep hardeware en sagteware integrasie omvattende en voorspellende beskerming lewer.

1. ​Multi-Parameter Fusie Beskermingstegnologie​
   Gaan verder as tradisionele oorstroombeskerming, gebruik hierdie tegnologie multidimensionele data analise om presiese trips en waarskuwings te bereik.
• ​Hoëakkuraatheid inverse-tyd oorstroombeskerming: Gebruik mikroprosessor algoritmes om die motor se termiese eienskappe akkuraat te simuleer, oorkom die inkonsekwente tripwaardes van tradisionele termiese relais. Dit verseker akkurate beskermingkurwes en vermy vals trips of falings om te werk.
• ​Negatiewe-sekwensiekurrenbalance beskerming: Moniteer drie-fase stroombalans in real-time. Wanneer die onbalans die ingestelde drempel (bv. 15%) oorskry, detecteer die stelsel outomaties faseverlies of ernstige onbalans en aktiveer waarskuwings of beskermingsaksies om rotoroorverhitting en koppelingfluktuasies te verhoed.
• ​Vibrasiespektrum Analise (Opsioneel)​: Geïntegreerde vibrassensore analiseer die spektrale kenmerke van motorlagere en oordragmekanisme, identifiseer effektief vroee meganiese foute soos lagerval, los skruwe en mislyning. Dit maak gekombineerde elektriese en meganiese beskerming moontlik.

​Toepassing Resultate: By 'n groot petrokemiese anleg in China het hierdie oplossing die motorfoute veroorsaak deur elektriese en meganiese probleme met 67% verminder en verwante instandhoudingskoste met 42%.

1. ​Intelligente Temperatuurstyg Voorspelling en Vroeë Waarskuwing Stelsel​
   Gebruik gevorderde algoritmiese modelle om proaktief oorverhittingsrisiko's te verhoed, skuif van "reaktiewe herstel" na "proaktiewe voorkoming."
• ​Werkprinsip: Die ingeboude motor ekwivalente termiese model bereken dinamies die real-time wondeltemperatuurstyg en termiese kapasiteit gebruik deur laststroom, historiese bedryfsdata en omgewingstemperatuur insette van sensore te integreer.
• ​Vroeë Waarskuwing: Indien die voorspelde wondeltemperatuur trend die isolasie-gradering limiet nader, gee die stelsel 'n vroeë waarskuwing-signal 10 minute vooraf, wat genoeg tyd gee vir operateurs om te interveeneer, geordende afsluitings te plan of belastings aan te pas.

​Toepassing Resultate: By 'n groot staalanleg het hierdie funksie suksesvol meermalte motorbrande veroorsaak deur afkoelsisteme foute en plotselinge oorbelasting verhoed. Die temperatuurvoorspellingsakkuraatheid het in praktyk 91% bereik.

1. ​Wirelose IoT Monitoring en Wolkeplatform Diagnose​
   Maak afstandlike instandhouding en digitale bestuur moontlik, verbeter bedryfsdoeltreffendheid aansienlik.
• ​Wirelose Data Oordrag: Die beskermtoestel integreer lae-vermoe LPWAN kommunikasie modules (bv. LoRa) om komprehensiewe motorbedryfsdata (stroom, spanning, temperatuur, waarskuwings, status) sonder komplekse drading na die wolkeplatform te oordra.
• ​Afstandlike Diagnose en Instandhouding: Ingenieurs en bestuurspersoneel kan via PC of mobiele apps toegang tot die wolkeplatform verkry om die gesondheidsstatus van alle motore in real-time te moniteer, waarskuwings en foutinligting te ontvang, en afstandlike diagnose en analise uit te voer.
• ​Data Waarde Ontginning: Gesamentlike data op die platform kan gebruik word om toerusting prestasie-degradasie tendense te analiseer, instandhoudingsiklusse te optimiseer, en voorspellende instandhouding te implementeer, bied data-gedrewe ondersteuning vir produksiebesluite.

​Toepassing Resultate: By 'n sementanleg is die gemiddelde reaksietyd op foute van 2 ure na minder as 15 minute verminder nadat die IoT monitoringstelsel geïmplementeer is. Operateurs kon onmiddellik foutinligting en potensiële oorsake toegang, vermindering van foutopsporingstyd aansienlik en ongeplande neerstyd met 58% verminder.

​III. Opsomming van Oplossingsvoordele​

• ​Presieser: Mikroprosessor algoritmes vervang meganiese strukture, verseker akkurate beskerming sonder vals trips of werkingsonderbreking.
• ​Kompleter: Integreer elektriese, termiese en meganiese beskerming om 'n wyde verskeidenheid fouttipes te dek.
• ​Proaktiwer: Model-gebaseerde voorspellende waarskuwings verhoed ongelukke voordat dit plaasvind, eerder as reaksie na die feit.
• ​Slimmer: Die IoT-argitektuur maak toerusting-interkonnektiwiteit moontlik, ondersteun afstandlike monitering en grootdata-analise, en dien as grondslag vir slim vervaardiging en digitale fabriek.