Penyelesaian Terpadu Komprehensif bagi Ralat Perlindungan Berdasarkan Mikropemproses untuk Motor Industri

1. Latar Belakang Projek dan Cabaran Utama​

Dalam pengeluaran industri moden, motor berfungsi sebagai peralatan kuasa utama, di mana kebolehpercayaan operasionalnya secara langsung mempengaruhi kesinambungan lini pengeluaran, keselamatan, dan kecekapan ekonomi. Walau bagaimanapun, motor menghadapi beberapa cabaran serius semasa operasi:

• ​Kondisi Operasi Abnormal: Masalah seperti terhenti semasa permulaan atau operasi, kehilangan fasa, dan ketidakseimbangan arus tiga fasa boleh dengan cepat menyebabkan kerosakan peralatan jika tidak ditangani dengan segera.
• ​Risiko Panasan Berlebihan: Overload, pendinginan yang buruk, atau suhu sekitar yang tinggi boleh menyebabkan panasan berlebihan pada lilitan, yang merupakan penyebab utama penuaan isolasi dan pembakaran motor.
• ​Kelemahan Perlindungan: Peranti perlindungan tradisional (contohnya, relai termal) menderita kekurangan bawaan seperti ketepatan trip rendah (±15% ralat), fungsi terbatas, dan kurangnya kemampuan amaran awal, menjadikannya tidak mencukupi untuk pemeliharaan pintar dan pengeluaran berkebolehpercayaan tinggi.

Untuk menangani cabaran-cabaran ini, kami memperkenalkan generasi baru relai perlindungan berdasarkan mikroprosesor yang mengintegrasikan teknologi pengesan canggih, algoritma gabungan multi-parameter, dan platform IoT.

​II. Komponen Utama Penyelesaian​

Penyelesaian ini berpusat pada relai perlindungan berdasarkan mikroprosesor berprestasi tinggi, memberikan perlindungan komprehensif dan prediktif melalui integrasi perangkat keras dan perangkat lunak yang mendalam.

1. ​Teknologi Perlindungan Gabungan Multi-Parameter​
   Mengatasi perlindungan overcurrent tradisional, teknologi ini menggunakan analisis data multidimensi untuk mencapai tripping dan amaran yang tepat.
• ​Perlindungan Overcurrent Inverse-Time Berketepatan Tinggi: Menggunakan algoritma mikroprosesor untuk mensimulasikan ciri-ciri termal motor dengan tepat, mengatasi nilai tripping yang tidak konsisten pada relai termal tradisional. Ini memastikan kurva perlindungan yang tepat dan mengelakkan tripping palsu atau gagal beroperasi.
• ​Perlindungan Ketidakseimbangan Arus Negatif-Sequence: Memantau keseimbangan arus tiga fasa secara real-time. Apabila ketidakseimbangan melebihi ambang yang ditetapkan (contohnya, 15%), sistem secara automatik mendeteksi kehilangan fasa atau ketidakseimbangan yang serius dan memicu amaran atau tindakan perlindungan untuk mencegah panasan berlebihan rotor dan fluktuasi tork.
• ​Analisis Spektrum Getaran (Opsional)​: Sensor getaran yang terintegrasi menganalisis ciri spektral bantalan motor dan mekanisme transmisi, mengenal pasti dengan berkesan kerusakan mekanikal awal seperti aus bantalan, mur longgar, dan ketidakselari. Ini memungkinkan perlindungan elektrik dan mekanikal yang digabungkan.

​Keputusan Aplikasi: Di sebuah kilang petrokimia utama di China, penyelesaian ini mengurangkan kegagalan motor yang disebabkan oleh isu-isu elektrik dan mekanikal sebanyak 67% dan kos pemeliharaan berkaitan sebanyak 42%.

1. ​Sistem Prediksi Kenaikan Suhu Pintar dan Amaran Awal​
   Menggunakan model algoritmi canggih untuk mencegah risiko panasan berlebihan secara proaktif, beralih dari "penyelenggaraan reaktif" ke "pencegahan proaktif."
• ​Prinsip Kerja: Model termal setara motor yang terbina secara dinamik menghitung kenaikan suhu lilitan real-time dan penggunaan kapasiti termal dengan mengintegrasikan arus beban, data operasi historis, dan input suhu sekitar dari sensor.
• ​Amaran Awal: Jika trend suhu lilitan yang diprediksi mendekati had penarafan isolasi, sistem mengeluarkan isyarat amaran awal 10 minit lebih awal, memberikan masa yang cukup untuk operator untuk campur tangan, jadualkan penutupan yang tertib, atau sesuaikan beban.

​Keputusan Aplikasi: Di sebuah kilang besi besar, fungsi ini berjaya mencegah pelbagai pembakaran motor yang disebabkan oleh kegagalan sistem pendinginan dan overload tiba-tiba. Ketepatan prediksi suhu mencapai 91% dalam praktik.

1. ​Pemantauan IoT Nirkabel dan Diagnosis Platform Cloud​
   Memungkinkan pemeliharaan jarak jauh dan pengurusan digital, meningkatkan kecekapan operasional secara signifikan.
• ​Transmisi Data Nirkabel: Peranti perlindungan mengintegrasikan modul komunikasi jaringan luas daya rendah (LPWAN) (contohnya, LoRa) untuk mentransmisikan data operasional motor yang komprehensif (arus, voltan, suhu, amaran, status) ke platform cloud tanpa perlu kabel yang rumit.
• ​Diagnosis dan Pemeliharaan Jarak Jauh: Jurutera dan pengurus dapat mengakses platform cloud melalui PC atau aplikasi mudah alih untuk memantau status kesihatan semua motor secara real-time, menerima amaran dan maklumat kerusakan, serta melakukan diagnosis dan analisis jarak jauh.
• ​Penggalian Nilai Data: Data historis yang terakumulasi pada platform dapat digunakan untuk menganalisis trend penurunan prestasi peralatan, mengoptimumkan siklus pemeliharaan, dan melaksanakan pemeliharaan prediktif, memberikan sokongan berdasarkan data untuk keputusan pengeluaran.

​Keputusan Aplikasi: Di sebuah kilang simen, masa purata tindak balas terhadap kerusakan berkurang dari 2 jam menjadi kurang dari 15 minit setelah penerapan sistem pemantauan IoT. Operator dapat segera mengakses maklumat kerusakan dan penyebab potensial, mengurangi masa pemecahan masalah secara drastis dan mengurangi waktu henti tidak terancang sebanyak 58%.

​III. Ringkasan Kelebihan Penyelesaian​

• ​Lebih Tepat: Algoritma mikroprosesor menggantikan struktur mekanikal, memastikan perlindungan yang tepat tanpa tripping palsu atau gagal beroperasi.
• ​Lebih Komprehensif: Mengintegrasikan perlindungan elektrik, termal, dan mekanikal untuk menutupi pelbagai jenis kerusakan.
• ​Lebih Proaktif: Amaran prediktif berdasarkan model mencegah kejadian sebelum berlaku, bukan bertindak balas selepas fakta.
• ​Lebih Pintar: Arsitektur IoT memungkinkan interkoneksi peranti, menyokong pemantauan jarak jauh dan analisis big data, dan menjadi asas untuk pengeluaran pintar dan kilang digital.