SRE型智能速度继电器在旋转机械转速监控和保护中的应用

鲍曙光，乔恒新，刘璇



SRE型智能速度继电器在旋转机械转速监控和保护中的应用

鲍曙光，乔恒新，刘璇

（武汉船用电力推进装置研究所，武汉 430064）

介绍了智能速度继电器的功能和特点，以及在旋转机械转速监控和保护中的应用，对旋转机械的安全运行和工业生产有一定的现实意义。

智能速度继电器 旋转机械 监控和保护

0 引言

船舶、火车上的大中型内燃机、燃气轮机、电机需要运行在安全的转速范围内，电厂、石油、化工等单位的转动机械的转速必须保持在理想的确定范围内，冶金、造纸、纺织等行业的转动机械的转速过高或过低都会影响产品的质量。因此这些旋转机械的转速必须得到稳定、精确的监测，SRE型智能速度继电器的功能能够满足这些要求。

SRE型智能速度继电器应用微处理器对转速信号进行处理，测量准确、性能稳定，能根据用户的需要进行扩展。该继电器具有转速测量、转速监控、三级报警、超速保护、显示设定的超速临界值等功能。

1 SRE型智能速度继电器简介

1.1 功能和特点

a）输入信号类型为PNP或者NPN脉冲方波、正弦波；

b）具有瞬时速度测量和显示功能，最大测速9999 rpm，四位数码管数字显示；

c）双排显示器，可同时显示所设定的最高报警转速值，方便查看设置是否正确；

d）具有快速及高级两种编程模式，适合不同人员操作需求；

e）报警功能：可同时设定三个报警数值，并相应有三个继电器报警输出接点。当所测转速超过任一路报警设定值，相应报警指示灯亮，相关继电器触点输出开关量信号，保护被监控设备；

f）用于失速监测功能时，使用启动延时开关输入接口，同时支持开关和延时两种启动控制方式；

g）可通过轻触式按键直接现场设置参数，操作简单直观，无需重新拆装，无需连接电脑；

h）快捷键设计，方便查看参数设置是否合理；

i）可记忆及显示累计运转时间；

j）可记忆及显示历史最高转速及最高报警继电器号，方便事后核查；

k）屏保设计，可关闭显示器，减少电流消耗，提高长期无人值守运行的可靠性；

l ) 传感器线路异常监测与报警功能；

m) 完全电隔离。

1.2 性能参数

SRE型智能速度继电器性能参数如表1。

1.3 设定参数

SRE型智能速度继电器参数根据实际使用场合如表2设定。

2 应用实例

下面的实例是基于SRE型智能速度继电器在某直流推进系统中的应用。

直流推进系统的励磁电源、励磁装置故障，或操作者操作不当导致励磁电流迅速减小，致使直流电动机转速快速上升超过其承受值，必然出现严重的后果。特别是在空载状态，电枢电流较小，靠检测电枢电流来判断系统故障已经失效。因此通过检测直流电动机转速是否超过其安全转速来决定是否停车是保证推进系统安全的有效途径。

2.1 直流电动机超速保护方案设计

直流电动机超速保护方案组成如图1。齿轮码盘装在电动机转子轴端，齿轮齿传感器的感应端面与齿顶间隙为1～2mm。速度继电器装在控制系统操作面板上，作转速显示和超速保护用。

2.2 直流电动机超速保护电路设计

直流电动机超速保护电路设计如图2。

注：SR—齿轮齿传感器； KV—速度继电器；H—报警指示灯；HA—报警蜂鸣器；K—中间继电器；QFMY—电枢断路器脱扣线圈。

速度继电器接收到齿轮齿传感器传来的信号，经过处理和计算，换算为转速信号，一方面显示在面板上，同时与超速设置阀值比较，超过阀值即报警输出。指示灯H作光报警，蜂鸣器HA作声报警，中间继电器K接通电枢断路器脱扣线圈，断路器跳闸，电动机即时停机，保证了电动机的安全。

2.3 超速保护电路接线注意事项

超速保护电路作为二次回路，其保护功能的实现与正确的布线密不可分。主要有以下注意事项：

a）选用与使用环境相适应的电线、电缆、接头等；

b）信号测量回路是弱电信号，为防止受到干扰，应采用屏蔽电缆，电缆应尽量地短，屏蔽层可靠接地；

c）传感器的红、白、黑三色线对应速度继电器的“+” 、“0” 、“-”信号端子，不可交叉接错。

2.4 直流电动机超速保护波形图

图3为某直流电动机空载运行超速保护时的波形图。

注：Ch13—电枢电压（电枢反电势）；Ch14—电枢电流（空载）；Ch15—励磁电流。试验模拟误操状态，快速减小励磁电流，随后电动机转速快速上升，至超速设置阀值时，速度继电器准确报警输出，控制系统跳闸，电动机停机。

3 结束语

SRE型智能速度继电器体积小、重量轻、安装简便，其精确的测量、稳定的性能能够实时监测旋转机械的转速，为旋转机械的安全运行提供了可靠的保护。其应用到某直流推进系统中后，获得了用户的好评。

[1] 李浚源等. 电力拖动基础. 武汉：华中科技大学出版社，2002.

[2] 刘迎春等. 传感器原理、设计与应用. 长沙：国防科技大学出版社，1997.

[3] 蔡仁钢. 电磁兼容原理、设计和预测技术. 北京：北京航空航天大学出版社，1997.

Applications of SRE Programmable Speed Relay to Monitoring and Protection Rev of Rotating Engines

Bao Shuguang, Qiao Henxin, Liu Xuan

(Wuhan Institute of Marine Electric Propulsion, Wuhan 430064, China)

TM581

A

1003-4862（2014）09-0001-03

2014-07-15

国家科技支撑计划项目（2012BAG03B01）

鲍曙光（1975-），男，高级工程师。研究方向：电力系统和电力传动。