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淺析ARD3M系列電動(dòng)機(jī)保護(hù)器在煤炭行業(yè)的實(shí)用性

發(fā)布時(shí)間: 2022-08-06  點(diǎn)擊次數(shù): 491次

安科瑞 繆凱倫

摘要:本文分析了我國(guó)煤炭行業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),并概述了煤炭行業(yè)中常見(jiàn)的電機(jī)類(lèi)型和運(yùn)行特點(diǎn)。并結(jié)合ARD3M系列智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器,介紹了在煤炭行業(yè)內(nèi)使用電動(dòng)機(jī)保護(hù)器對(duì)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)、控制及運(yùn)維記錄的重要性。

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

0 概述

煤炭是中國(guó)的基礎(chǔ)能源,在一次能源構(gòu)成中占比將近7成。近年來(lái),國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)張,中國(guó)煤炭工業(yè)將在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里繼續(xù)保持旺盛的發(fā)展趨勢(shì),中國(guó)煤炭行業(yè)的發(fā)展前景依舊廣闊。但是,在中國(guó)煤炭工業(yè)取得巨大成就的同時(shí),一些嚴(yán)峻的問(wèn)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(shì)嚴(yán)峻"這兩個(gè)問(wèn)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(jí),現(xiàn)代化的生產(chǎn)工藝要求自動(dòng)化程度較高,對(duì)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(shí),煤炭行業(yè)中易燃易爆場(chǎng)合較多,一旦發(fā)生事故后果不堪設(shè)想?;谶@兩大基本現(xiàn)狀,低壓智能電動(dòng)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(jiān)力量。

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

1煤炭行業(yè)電機(jī)的種類(lèi)及特點(diǎn)

以煤炭洗選行業(yè)為例,主要的生產(chǎn)動(dòng)力來(lái)源就是交流三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī),主要的低壓電動(dòng)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(guò)濾機(jī),浮選柱、犁煤機(jī)、破碎機(jī)等設(shè)備。一般這類(lèi)電動(dòng)機(jī)都需要具備電流、電壓等測(cè)量功能以及過(guò)載、電流不平衡、斷相、短路等通用保護(hù)功能,但不同類(lèi)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(duì)于煤泥泵、抽水泵等泵類(lèi)負(fù)載,需要杜絕空轉(zhuǎn)的現(xiàn)象發(fā)生。因?yàn)橐坏┧每辙D(zhuǎn),就容易產(chǎn)生汽蝕,對(duì)泵體和過(guò)流件產(chǎn)生損害;空轉(zhuǎn)還會(huì)導(dǎo)致水泵的密封形式加速磨損,同時(shí)轉(zhuǎn)子部件和泵體會(huì)發(fā)熱膨脹導(dǎo)致轉(zhuǎn)子咬死燒壞電機(jī),所以對(duì)于泵類(lèi)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(dòng)的電機(jī)負(fù)載,此類(lèi)電機(jī)起動(dòng)階段電流通常很大,且起動(dòng)完成的時(shí)間也較長(zhǎng),需要在起動(dòng)階段提供完善的保護(hù)功能,比如堵轉(zhuǎn)保護(hù)、起動(dòng)超時(shí)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(shí)造成巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失,因此煤炭行業(yè)對(duì)電機(jī)回路的漏電保護(hù)功能要求嚴(yán)格。

4)、煤礦現(xiàn)場(chǎng)還會(huì)有許多無(wú)人值守的場(chǎng)合,對(duì)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(lèi)無(wú)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(duì)煤炭行業(yè)對(duì)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(yàn),推薦在煤礦、選煤廠、煤化工等產(chǎn)業(yè)中使用ARD3M智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器對(duì)電機(jī)回路進(jìn)行保護(hù)、測(cè)量、控制及運(yùn)維管理。ARD3M系列智能電動(dòng)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(dòng)機(jī)回路,具備電流、電壓、功率、電能等完備的測(cè)量功能,針對(duì)礦井下常用的660V隔爆電機(jī)可以直接接入電壓,無(wú)需加裝電壓互感器。此外,保護(hù)器還提供過(guò)載、堵轉(zhuǎn)、斷相、電流(電壓)不平衡等電參量保護(hù)和起動(dòng)次數(shù)限制、運(yùn)行時(shí)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(shí)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(dòng)機(jī)保護(hù)器還提供10路可編程的開(kāi)關(guān)量輸入和6路可編程的繼電器輸出,滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)的各類(lèi)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(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)對(duì)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(tái)控制指令進(jìn)行遠(yuǎn)程啟停、復(fù)位等動(dòng)作,針對(duì)特殊的總線通訊需求,還具備額外的1-2Profibus_DP、Modbus_TCP、Profinet通訊模塊以供客戶(hù)選配。

針對(duì)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(lèi)負(fù)載的使用過(guò)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(dòng)和運(yùn)行階段檢測(cè)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(shí)間超過(guò)設(shè)定的保護(hù)延時(shí),裝置會(huì)輸出脫扣信號(hào)斷開(kāi)接觸器,防止水泵長(zhǎng)時(shí)間空轉(zhuǎn)。使用此項(xiàng)保護(hù)功能時(shí),電機(jī)額定電流、欠載保護(hù)閾值和保護(hù)延時(shí)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?xún)?nèi),延時(shí)時(shí)間3-5s。此外,現(xiàn)場(chǎng)如有液位控制器也可接入裝置的開(kāi)關(guān)量輸入,以實(shí)現(xiàn)根據(jù)水位進(jìn)行自動(dòng)開(kāi)停機(jī)。

2)、起動(dòng)超時(shí)保護(hù):電機(jī)起動(dòng)后,首先會(huì)進(jìn)入起動(dòng)時(shí)間,起動(dòng)時(shí)間結(jié)束時(shí)電流已低于110%的額定電流,則認(rèn)為是正常起動(dòng),反之判斷為起動(dòng)超時(shí),執(zhí)行脫扣。重載起動(dòng)的電機(jī)尤其需要注意這項(xiàng)保護(hù),常規(guī)輕載起動(dòng)的電機(jī)起動(dòng)時(shí)間設(shè)置為10s已經(jīng)足夠,而重載起動(dòng)的電機(jī)需視實(shí)際情況將保護(hù)延時(shí)適當(dāng)延長(zhǎng)至15-60s。

3)、漏電保護(hù):裝置通過(guò)專(zhuān)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(shí)(默認(rèn)300mA),裝置在0.5s內(nèi)脫扣,漏電保護(hù)建議通過(guò)跳斷路器輸出直接分?jǐn)鄶嗦菲鳌?/span>

4)、晃電再起動(dòng):裝置內(nèi)置抗晃電模塊,在母線電壓短時(shí)跌落或短時(shí)中斷時(shí),裝置還可以通過(guò)內(nèi)部超級(jí)電容供電,維持一段時(shí)間的正常工作。裝置會(huì)先維持原有繼電器輸出狀態(tài),這段時(shí)間內(nèi)電壓恢復(fù)則接觸器自動(dòng)吸合,電機(jī)立即重起;反之裝置進(jìn)入延時(shí)再起階段,此階段繼電器輸出恢復(fù)至初始化狀態(tài),此時(shí)電壓恢復(fù)則執(zhí)行延時(shí)重起,實(shí)現(xiàn)電機(jī)分批再起動(dòng),保障井下電機(jī)無(wú)人值守狀態(tài)下的連續(xù)運(yùn)行。

3 結(jié)語(yǔ)

煤炭行業(yè)正處于產(chǎn)業(yè)升級(jí)、資源整合的關(guān)鍵時(shí)期,大量的新建項(xiàng)目和改造工程都迫切需求功能完善、質(zhì)量可靠的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器。相比于傳統(tǒng)的采用熱繼電器對(duì)電機(jī)進(jìn)行保護(hù),智能電動(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)保護(hù)器,相比前代電機(jī)保護(hù)產(chǎn)品,在多個(gè)維度都進(jìn)行了巨大升級(jí),對(duì)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型智能電機(jī)保護(hù)與歐姆龍 61FG1 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) : 6971

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