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ARD3M系列電動機(jī)保護(hù)器在煤炭行業(yè)的應(yīng)用

 更新日期:2022-07-14 點(diǎn)擊量:353

 王蘭

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

 

摘要:在煤炭行業(yè)中,低壓電動機(jī)用量多、分布廣,是生產(chǎn)所需的重要的機(jī)械動力來源。煤炭企業(yè)為了實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn),提高生產(chǎn)效率,對電機(jī)設(shè)備實(shí)現(xiàn)遙測、遙信、遙控、遙調(diào)、故障診斷和集中控制的需求十分強(qiáng)烈。


關(guān)鍵詞:煤炭;馬達(dá)保護(hù);電動機(jī)保護(hù)器

 

0 概述
       煤炭是中國的基礎(chǔ)能源,在一次能源構(gòu)成中占比將近7成。近年來,國內(nèi)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)張,中國煤炭工業(yè)將在相當(dāng)長的一段時間里繼續(xù)保持旺盛的發(fā)展趨勢,中國煤炭行業(yè)的發(fā)展前景依舊廣闊。但是,在中國煤炭工業(yè)取得巨大成就的同時,一些嚴(yán)峻的問題也亟需解決,其中“產(chǎn)能落后,整體技術(shù)水平低"和“安全生產(chǎn)形勢嚴(yán)峻"這兩個問題尤為突出。
       當(dāng)前,煤炭工業(yè)的整體生產(chǎn)技術(shù)急需迭代升級,現(xiàn)代化的生產(chǎn)工藝要求自動化程度較高,對電機(jī)設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性都提出了更高的要求。同時,煤炭行業(yè)中易燃易爆場合較多,一旦發(fā)生事故后果不堪設(shè)想。基于這兩大基本現(xiàn)狀,低壓智能電動機(jī)保護(hù)器逐步取代熱繼電器在煤炭行業(yè)大展身手,成為保護(hù)電機(jī)設(shè)備、維持生產(chǎn)穩(wěn)定的中堅力量。

       

1煤炭行業(yè)電機(jī)的種類及特點(diǎn)
       以煤炭洗選行業(yè)為例,主要的生產(chǎn)動力來源就是交流三相鼠籠式異步電動機(jī),主要的低壓電動機(jī)負(fù)載有:篩子,旋流器,淺槽,跳汰機(jī),離心機(jī),浮選機(jī),壓濾機(jī),泵,加壓過濾機(jī),浮選柱、犁煤機(jī)、破碎機(jī)等設(shè)備。一般這類電動機(jī)都需要具備電流、電壓等測量功能以及過載、電流不平衡、斷相、短路等通用保護(hù)功能,但不同類型的電機(jī),需要的保護(hù)、控制功能的側(cè)重點(diǎn)也各有不同。
(1)、對于煤泥泵、抽水泵等泵類負(fù)載,需要杜絕空轉(zhuǎn)的現(xiàn)象發(fā)生。因為一旦水泵空轉(zhuǎn),就容易產(chǎn)生汽蝕,對泵體和過流件產(chǎn)生損害;空轉(zhuǎn)還會導(dǎo)致水泵的密封形式加速磨損,同時轉(zhuǎn)子部件和泵體會發(fā)熱膨脹導(dǎo)致轉(zhuǎn)子咬死燒壞電機(jī),所以對于泵類負(fù)載都需要進(jìn)行防空轉(zhuǎn)保護(hù)或者低水位停機(jī)功能。
(2)、煤炭行業(yè)還存在諸如皮帶機(jī)、研磨機(jī)等需要進(jìn)行重載起動的電機(jī)負(fù)載,此類電機(jī)起動階段電流通常很大,且起動完成的時間也較長,需要在起動階段提供完善的保護(hù)功能,比如堵轉(zhuǎn)保護(hù)、起動超時保護(hù)等;
(3)、煤礦井下,由于巷道狹窄潮濕,電纜和電氣設(shè)備易發(fā)生老化和絕緣材料變質(zhì),容易引發(fā)漏電事故,而煤炭行業(yè)因其環(huán)境特殊性,存在大量易燃易爆物質(zhì)和氣體,一旦線路或者設(shè)備發(fā)生漏電,有可能引發(fā)瓦斯或者煤塵爆炸同時造成巨大的生命財產(chǎn)損失,因此煤炭行業(yè)對電機(jī)回路的漏電保護(hù)功能要求嚴(yán)格。
(4)、煤礦現(xiàn)場還會有許多無人值守的場合,對于控制的可靠性也有嚴(yán)格要求,一旦發(fā)生母線電壓暫降就有可能造成不必要的停機(jī),影響生產(chǎn)效率,因此此類無人值守的電機(jī)大都需要配置“抗晃電"或者失壓重啟功能,減少人工檢修,保證生產(chǎn)的連續(xù)性。
2 ARD3M系列電機(jī)保護(hù)器的功能和應(yīng)用
       針對煤炭行業(yè)對于電機(jī)回路的功能需求,結(jié)合在該行業(yè)多年的使用維護(hù)經(jīng)驗,推薦在煤礦、選煤廠、煤化工等產(chǎn)業(yè)中使用ARD3M智能電動機(jī)保護(hù)器對電機(jī)回路進(jìn)行保護(hù)、測量、控制及運(yùn)維管理。ARD3M系列智能電動機(jī)保護(hù)器采用分體式結(jié)構(gòu),適用于額定電壓至660V的低壓電動機(jī)回路,具備電流、電壓、功率、電能等完備的測量功能,針對礦井下常用的660V隔爆電機(jī)可以直接接入電壓,無需加裝電壓互感器。此外,保護(hù)器還提供過載、堵轉(zhuǎn)、斷相、電流(電壓)不平衡等電參量保護(hù)和起動次數(shù)限制、運(yùn)行時間告警等非電參量保護(hù) ,且所有的保護(hù)功能都可以自由投退和設(shè)置保護(hù)閾值,并實(shí)時記錄已發(fā)生的故障參數(shù),方便事故追憶,為檢修提供依據(jù)。
       ARD3M系列電動機(jī)保護(hù)器還提供10路可編程的開關(guān)量輸入和6路可編程的繼電器輸出,滿足現(xiàn)場的各類控制、故障輸出需求;并內(nèi)置了邏輯可編程的功能,可實(shí)現(xiàn)特殊且復(fù)雜的工藝連鎖控制,比如液位控制、消防控制等;裝置還標(biāo)配兩路Modbus_RTU通訊,滿足現(xiàn)場對電機(jī)回路電參量、運(yùn)行狀態(tài)、故障信息的采集上傳,并能接收后臺控制指令進(jìn)行遠(yuǎn)程啟停、復(fù)位等動作,針對特殊的總線通訊需求,還具備額外的1-2路Profibus_DP、Modbus_TCP、Profinet通訊模塊以供客戶選配。
       針對上文提到的煤炭行業(yè)電機(jī)回路的需求,裝置提供的功能特點(diǎn)如下:
(1)、欠載保護(hù):泵類負(fù)載的使用過程中需要避免空轉(zhuǎn)的發(fā)生,否則容易造成電機(jī)燒毀。欠載保護(hù)功能在起動和運(yùn)行階段檢測電流,判斷當(dāng)前電流是否低于設(shè)定的欠載保護(hù)閾值,一旦電流低于保護(hù)閾值,且持續(xù)時間超過設(shè)定的保護(hù)延時,裝置會輸出脫扣信號斷開接觸器,防止水泵長時間空轉(zhuǎn)。使用此項保護(hù)功能時,電機(jī)額定電流、欠載保護(hù)閾值和保護(hù)延時需要正確設(shè)置,一般保護(hù)閾值設(shè)置為額定電流的50%以內(nèi),延時時間3-5s。此外,現(xiàn)場如有液位控制器也可接入裝置的開關(guān)量輸入,以實(shí)現(xiàn)根據(jù)水位進(jìn)行自動開停機(jī)。
(2)、起動超時保護(hù):電機(jī)起動后,首先會進(jìn)入起動時間,起動時間結(jié)束時電流已低于110%的額定電流,則認(rèn)為是正常起動,反之判斷為起動超時,執(zhí)行脫扣。重載起動的電機(jī)尤其需要注意這項保護(hù),常規(guī)輕載起動的電機(jī)起動時間設(shè)置為10s已經(jīng)足夠,而重載起動的電機(jī)需視實(shí)際情況將保護(hù)延時適當(dāng)延長至15-60s。
(3)、漏電保護(hù):裝置通過專用漏電互感器采集電機(jī)回路的漏電流,當(dāng)漏電流高于設(shè)定的漏電保護(hù)閾值時(默認(rèn)300mA),裝置在0.5s內(nèi)脫扣,漏電保護(hù)建議通過跳斷路器輸出直接分?jǐn)鄶嗦菲鳌?/div>
(4)、晃電再起動:裝置內(nèi)置抗晃電模塊,在母線電壓短時跌落或短時中斷時,裝置還可以通過內(nèi)部超級電容供電,維持一段時間的正常工作。裝置會先維持原有繼電器輸出狀態(tài),這段時間內(nèi)電壓恢復(fù)則接觸器自動吸合,電機(jī)立即重起;反之裝置進(jìn)入延時再起階段,此階段繼電器輸出恢復(fù)至初始化狀態(tài),此時電壓恢復(fù)則執(zhí)行延時重起,實(shí)現(xiàn)電機(jī)分批再起動,保障井下電機(jī)無人值守狀態(tài)下的連續(xù)運(yùn)行。

 

3 結(jié)語
       煤炭行業(yè)正處于產(chǎn)業(yè)升級、資源整合的關(guān)鍵時期,大量的新建項目和改造工程都迫切需求功能完善、質(zhì)量可靠的電動機(jī)保護(hù)器。相比于傳統(tǒng)的采用熱繼電器對電機(jī)進(jìn)行保護(hù),智能電動機(jī)保護(hù)器在保護(hù)、控制、運(yùn)維和通訊等各方面都更加適合當(dāng)前向信息化、自動化、集成化發(fā)展的煤炭行業(yè)。本文介紹的安科瑞ARD3M系列電動機(jī)保護(hù)器,相比前代電機(jī)保護(hù)產(chǎn)品,在多個維度都進(jìn)行了巨大升級,對提高煤炭企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性提供了保障。

 

參考文獻(xiàn):
[1]劉喜.DZJ-Ⅲ型智能電機(jī)保護(hù)與歐姆龍 61F-G1 液位控制器在選煤廠的應(yīng)用實(shí)踐 [J].煤炭加工與綜合利用,2019( 2) : 69- 71.
[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022.01版