智能型電動(dòng)機(jī)控制器在某鐵路的應(yīng)用

　　1、引言

　　在推進(jìn)社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，鐵路一直處于重要位置，自鐵路運(yùn)行以來(lái)，我國(guó)鐵路系統(tǒng)中重要部分主要體現(xiàn)在道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備上，因此對(duì)鐵路道岔轉(zhuǎn)轍電機(jī)的可靠性提出了更高的要求，進(jìn)而對(duì)轉(zhuǎn)轍電機(jī)實(shí)現(xiàn)控制保護(hù)顯得尤為重要。

　　同時(shí)，隨著我國(guó)鐵路運(yùn)輸量的不斷增長(zhǎng)，火車(chē)通過(guò)岔道的速度逐步提高，加之開(kāi)通了重載火車(chē)及采用了重型鋼軌道岔，使得道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備的工作狀況發(fā)生了顯著變化，轉(zhuǎn)轍電機(jī)由小功率逐漸向大功率發(fā)展，因而轉(zhuǎn)轍電機(jī)的任何故障，都將影響鐵路運(yùn)行的正常秩序，給生命、財(cái)產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p失［1］，為了盡可能的避免事故的產(chǎn)生，對(duì)鐵路轉(zhuǎn)轍電機(jī)采用智能型電動(dòng)機(jī)控制器控制，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通訊技術(shù)，能夠完成對(duì)轉(zhuǎn)轍電機(jī)所需的各項(xiàng)控制、監(jiān)視和記錄功能，可以通過(guò)編程將投入的保護(hù)和控制功能分配至輸出繼電器上，利用控制器面板上的LED指示燈、液晶顯示屏或鍵盤(pán)，獲取鐵路轉(zhuǎn)轍電機(jī)各序電流、發(fā)熱狀態(tài)、運(yùn)行時(shí)間等各種數(shù)據(jù)，并可通過(guò)按鍵來(lái)控制電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、停車(chē)、復(fù)位、設(shè)置參數(shù)等，連接控制器的RS485通訊端子，遠(yuǎn)方運(yùn)行人員也可以通過(guò)人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)在保護(hù)裝置中數(shù)據(jù)的讀取、分配給各個(gè)輸出繼電器不同的功能、數(shù)據(jù)的設(shè)置和修改、事件記錄及故障波形顯示，本文主要對(duì)安科瑞ARD3控制器的功能及其在某鐵路的典型工程應(yīng)用進(jìn)行具體介紹。

　　2、鐵路對(duì)電動(dòng)機(jī)控制器功能要求

　　鐵路系統(tǒng)轉(zhuǎn)轍電機(jī)是鐵路運(yùn)行中一種重要的電氣設(shè)備，它對(duì)提高鐵路運(yùn)輸效率和保證火車(chē)安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，因而對(duì)其可靠性、穩(wěn)定性及功能要求極高，某鐵路系統(tǒng)轉(zhuǎn)轍電機(jī)對(duì)ARD3控制器具體功能要求為：

　?。?）控制功能：實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵路轉(zhuǎn)轍電機(jī)過(guò)載、斷相、不平衡、剩余電流、堵轉(zhuǎn)、阻塞、欠載、欠壓、起動(dòng)超時(shí)、相序、溫度等現(xiàn)象控制、保護(hù)；

　　（2）故障判斷及記錄功能：當(dāng)ARD3檢測(cè)到外部故障輸入信號(hào)，外部故障開(kāi)關(guān)量閉合，保護(hù)器在脫扣設(shè)定時(shí)間內(nèi)脫扣，即按照設(shè)定要求保護(hù)，確保轉(zhuǎn)轍電機(jī)設(shè)備安全運(yùn)行；

　?。?）顯示功能：通過(guò)顯示模塊對(duì)鐵路轉(zhuǎn)轍電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中三相電流、電壓、有功功率、視在功率、功率因數(shù)等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；

　　（4）通訊功能：具有標(biāo)準(zhǔn)的RS-485通訊接口，采用Modbus-RTU、Profibus-DP通訊協(xié)議，

　　控制室操作人員通過(guò)控制器通訊，在后臺(tái)人機(jī)界面上完成鐵路轉(zhuǎn)轍電機(jī)控制器各種參數(shù)讀取、設(shè)置，同時(shí)在線監(jiān)測(cè)電機(jī)運(yùn)行故障，為保證工藝系統(tǒng)安全生產(chǎn)、減少事故停車(chē)，提供了可靠依據(jù)。

　　3、智能型電動(dòng)機(jī)控制器概述

　　安科瑞ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器，適用于額定電壓至AC690V、額定電流至AC800A、額定頻率50/60Hz的電動(dòng)機(jī)，產(chǎn)品體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，在低壓控制終端柜和1/4模數(shù)及以上各種抽屜柜中可直接安裝使用，提高了控制回路的可靠性和自動(dòng)化水平。

　　ARD3采用模塊化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式，包括主體控制模塊、互感器模塊和遠(yuǎn)程顯示模塊，并可根據(jù)需要選配ARD3的其他功能模塊或附件，與接觸器、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器等電器元件構(gòu)成電動(dòng)機(jī)控制保護(hù)單元，有遠(yuǎn)程自動(dòng)控制、現(xiàn)場(chǎng)直接控制、面板指示、信號(hào)報(bào)警、現(xiàn)場(chǎng)總線通信等功能，同時(shí)具有過(guò)載、堵轉(zhuǎn)、阻塞、欠載、斷相、不平衡、剩余電流（接地/漏電）、溫度、外部故障、相序、過(guò)壓、欠壓、欠功率、tE時(shí)間等全面的電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)功能［2］，滿足鐵路系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)機(jī)控制器的需求。

　　圖1250A、800A的ARD3產(chǎn)品組成框圖

　　主體控制模塊：完成測(cè)量、保護(hù)和控制等功能，通過(guò)增加溫度、電壓、剩余電流、模擬量輸出等功能來(lái)完成整個(gè)測(cè)量與保護(hù)功能；

　　互感器模塊：當(dāng)電動(dòng)機(jī)額定電流在100A及以下時(shí)，保護(hù)器配用小型專(zhuān)用電流互感器檢測(cè)模塊，小型專(zhuān)用電流互感器檢測(cè)模塊可以檢測(cè)10倍以?xún)?nèi)的過(guò)載電流，對(duì)輸入電流信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，二次側(cè)信號(hào)接入主體控制模塊；當(dāng)電動(dòng)機(jī)額定電流大于250A時(shí)，配用外置電流互感器；

　　顯示模塊：通過(guò)顯示模塊，實(shí)時(shí)的顯示當(dāng)前鐵路道岔轉(zhuǎn)轍電機(jī)的運(yùn)行情況和三相電流、電壓、功率、電動(dòng)機(jī)的電能等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)控功能；一旦電機(jī)發(fā)生故障，保護(hù)裝置延時(shí)后控制主接觸器線圈失電，控制電動(dòng)機(jī)準(zhǔn)確停車(chē)。

　　4、工程應(yīng)用典型案例

　　電動(dòng)機(jī)控制器是鐵路運(yùn)行系統(tǒng)的重要器件，廣泛的采用電機(jī)控制器，不但可以提高工藝控制的準(zhǔn)確性、科學(xué)性，降低事故率，而且對(duì)于提高鐵路電氣控制系統(tǒng)的自動(dòng)化水平和發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)起著積極的推動(dòng)作用，下面以安科瑞ARD3智能型電動(dòng)機(jī)控制器在某鐵路運(yùn)行系統(tǒng)及轉(zhuǎn)轍電機(jī)控制回路應(yīng)用為例進(jìn)行具體分析、介紹。

　　圖2是ARD3控制器在某鐵路系統(tǒng)改造項(xiàng)目中的典型電氣原理圖，圖中轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA2實(shí)現(xiàn)鐵路系統(tǒng)的就地/遠(yuǎn)程控制，通過(guò)ARD3的14、15開(kāi)關(guān)量輸入端子實(shí)現(xiàn)，ARD3的19、20端子控制按鈕1SB、1SBS，實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵路系統(tǒng)就地起動(dòng)、停止控制，面板控制回路實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程起動(dòng)、停止控制，當(dāng)電機(jī)處于正常狀態(tài)，KM線圈與ARD3的7、8串聯(lián)，合上斷路器QM，控制器的7、8起動(dòng)輸出端子閉合，電機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行，ARD3的95、96及97、98實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)故障指示、控制，當(dāng)電機(jī)出現(xiàn)故障，95、96端子斷開(kāi)，KM線圈失電，電機(jī)停止，同時(shí)97、98端子閉合，故障指示燈亮，ARD3的17、22端子實(shí)現(xiàn)斷路器、接觸器狀態(tài)控制，整個(gè)系統(tǒng)對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，同時(shí)對(duì)故障進(jìn)行報(bào)警指示，保證了鐵路系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

圖2ARD3在某鐵路系統(tǒng)的應(yīng)用