罗克韦尔E3过载继电器的应用

河南理工大学电气学院 代守乐

中国铝业公司中州分公司 党君鹏

中平能化集团 李 萍

罗克韦尔E3过载继电器的应用

河南理工大学电气学院 代守乐

中国铝业公司中州分公司 党君鹏

中平能化集团 李 萍

在电力系统中，当发生故障或出现非正常运行状态时，为了预防事故和缩小事故范围，提高电力系统运行的可靠性，最大限度地保障用电设备连续供电，必须安装专门的继电保护装置。罗克韦尔E3系列过载继电器是电力系统中常用的过载继电器，它是一种基于微处理器的固态多功能电子式过载继电器，E3系列过载继电器有2个版本，即E3和E3PLUS。本文，笔者主要对E3进行讨论。

一、E3过载继电器的功能

1. 保护功能和报警功能。E3过载继电器能实现非正常运行状态的脱扣保护功能，主要包括过载、缺项、失速、堵转、欠载、电流不平衡、接地故障、启动次数（仅限于报警）、运行时间（仅限于报警）和通信故障等。每一项脱扣保护均是在满足各自的脱扣条件下实现的，脱扣条件的参数设置由用户根据实际需要自行设定。同时，E3过载继电器对于过载、接地故障、堵转、欠载、过热、电流不平衡、通信故障等非正常运行状态具有报警功能，报警功能在设备故障形成的过程中实现，可以有效地降低故障的影响，保证生产的连续性。用户可以根据实际情况设置报警参数。

2. 参数实时监测。E3过载继电器允许用户通过DeviceNet网络对每个I/O端子状态进行监测。另外，还可以通过DeviceNet网络的一个输出组合对象，对I/O端子进行控制，具体监测参数包括每相电流、每相电流与电机满载电流的百分比、平均电流、平均电流与电机满载电流的百分比、已用电机热容量百分比、电流不平衡百分比、接地故障等。

3. 参数实时诊断。E3过载继电器具有远程监测及控制功能，允许用户通过DeviceNet网络对电机的各项诊断信息进行监测，如设备状态、脱扣状态、报警状态、最近的5次脱扣和报警原因记录等。在诊断参数图中可以通过网络清晰地看到E3过载继电器发生故障脱扣和报警的原因及E3现在的状态显示。通过网络传输可以对E3的各项参数及脱扣报警进行设定及控制。

4. 状态显示与复位。E3过载继电器面板上有5个LED状态指示灯，可以显示继电器的运行状态。每个指示灯的含义如下。

（1）网络状态（NETWORKSTATUS）。该LED指示灯有红、绿两种颜色，用于显示网络的连接状态。绿色灯亮表示设备未联网，红色灯亮表示设备已连网。

（2）脱扣/报警（TRIP/WARN）。该指示灯有红、黄两种颜色，黄色闪烁时，表示出现报警情况；红色闪烁时，表示已经脱扣。可以通过颜色和闪烁次数时间间隔来读出报警或脱扣信息代码（代码可查阅产品信息说明书）。

（3）输出（OUTA）。该端子的触点闭合时，对应的LED灯显示为黄色。

（4）输入端子1，2。该端子用户所连接的设备触点闭合时，对应的LED灯显示为黄色。

（5）测试/复位按钮。当发生脱扣后，如果脱扣条件已不复存在，按下此按钮可复位，恢复正常状态。

5. 脱扣级别。脱扣级别用于定义当电机运行电流超过额定电流6倍时，过载继电器产生的最长脱扣时间（以s为单位）。E3过载继电器提供5～30倍范围内可调整的脱扣级别。

二、E3过载继电器的应用实例

E3能够精确地测量连接电机每相线路的真实均方根电流。基于最大电流测量值、额定满载电流设定值、脱扣级别和电机热模型，E3过载继电器可以精确计算出电机的发热升温，并通过容量百分比的形式将其显示出来。另外，用户还可以通过DeviceNet网络读取该参数。

图1是E3过载继电器在中平能化集团的使用示意图。图中显示，E3的主触头串联在电机的主回路中，辅助常闭触点95，96串联在电机的控制回路中，在满足一定条件时，E3过载继电器会因过载而脱扣。当前状态没有发生脱扣，已用热容量百分比达到100%；此时，E3过载继电器常闭触点95、96会根据脱扣等级判断脱扣时间，达到脱扣时间则会使此常闭触点断开，接触器掉电，电机主回路断电，从而使电机断电。

图1 E3过载继电器监测过载线路部分

三、结论

智能继电器的最大缺陷就是价格昂贵，一些场合不能完全利用其功能，这使得其利用率下降，从而被一些简单产品代替。但是，随着工业电气要求的提高和智能继电器价格的下降，智能继电器将会得到广泛的应用。