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浅析ARD3M系列电动机保护器在煤炭行业的实用性

发布时间:2022-07-27   点击次数:96次

 

  摘要:本文分析了我国煤炭行业的生产现状和发展趋势,并概述了煤炭行业中常见的电机类型和运行特点。并结合ARD3M系列智能电动机保护器,介绍了在煤炭行业内使用电动机保护器对电机进行保护、控制及运维记录的重要性。

  0 概述

  煤炭是中国的基础能源,在一次能源构成中占比将近7成。近年来,国内经济稳步发张,中国煤炭工业将在相当长的一段时间里继续保持旺盛的发展趋势,中国煤炭行业的发展前景依旧广阔。但是,在中国煤炭工业取得巨大成就的同时,一些严峻的问题也亟需解决,其中“产能落后,整体技术水平低”和“安全生产形势严峻”这两个问题尤为突出。

  当前,煤炭工业的整体生产技术急需迭代升级,现代化的生产工艺要求自动化程度较高,对电机设备的可靠性和稳定性都提出了更高的要求。同时,煤炭行业中易燃易爆场合较多,一旦发生事故后果不堪设想。基于这两大基本现状,低压智能电动机保护器逐步取代热继电器在煤炭行业大展身手,成为保护电机设备、维持生产稳定的中坚力量。

  在煤炭行业中,低压电动机用量多、分布广,是生产所需的重要的机械动力来源。煤炭企业为了实现自动化生产,提高生产效率,对电机设备实现遥测、遥信、遥控、遥调、故障诊断和集中控制的需求十分强烈。。

  1煤炭行业电机的种类及特点

  以煤炭洗选行业为例,主要的生产动力来源就是交流三相鼠笼式异步电动机,主要的低压电动机负载有:筛子,旋流器,浅槽,跳汰机,离心机,浮选机,压滤机,泵,加压过滤机,浮选柱、犁煤机、破碎机等设备。一般这类电动机都需要具备电流、电压等测量功能以及过载、电流不平衡、断相、短路等通用保护功能,但不同类型的电机,需要的保护、控制功能的侧重点也各有不同。

  (1)、对于煤泥泵、抽水泵等泵类负载,需要杜绝空转的现象发生。因为一旦水泵空转,就容易产生汽蚀,对泵体和过流件产生损害;空转还会导致水泵的密封形式加速磨损,同时转子部件和泵体会发热膨胀导致转子咬死烧坏电机,所以对于泵类负载都需要进行防空转保护或者低水位停机功能。

  (2)、煤炭行业还存在诸如皮带机、研磨机等需要进行重载起动的电机负载,此类电机起动阶段电流通常很大,且起动完成的时间也较长,需要在起动阶段提供完善的保护功能,比如堵转保护、起动超时保护等;

  (3)、煤矿井下,由于巷道狭窄潮湿,电缆和电气设备易发生老化和绝缘材料变质,容易引发漏电事故,而煤炭行业因其环境特殊性,存在大量易燃易爆物质和气体,一旦线路或者设备发生漏电,有可能引发瓦斯或者煤尘爆炸同时造成巨大的生命财产损失,因此煤炭行业对电机回路的漏电保护功能要求严格。

  (4)、煤矿现场还会有许多无人值守的场合,对于控制的可靠性也有严格要求,一旦发生母线电压暂降就有可能造成不必要的停机,影响生产效率,因此此类无人值守的电机大都需要配置“抗晃电”或者失压重启功能,减少人工检修,保证生产的连续性。

  2 ARD3M系列电机保护器的功能和应用

  针对煤炭行业对于电机回路的功能需求,结合在该行业多年的使用维护经验,推荐在煤矿、选煤厂、煤化工等产业中使用ARD3M智能电动机保护器对电机回路进行保护、测量、控制及运维管理。ARD3M系列智能电动机保护器采用分体式结构,适用于额定电压至660V的低压电动机回路,具备电流、电压、功率、电能等完备的测量功能,针对矿井下常用的660V隔爆电机可以直接接入电压,无需加装电压互感器。此外,保护器还提供过载、堵转、断相、电流(电压)不平衡等电参量保护和起动次数限制、运行时间告警等非电参量保护 ,且所有的保护功能都可以自由投退和设置保护阈值,并实时记录已发生的故障参数,方便事故追忆,为检修提供依据。

  ARD3M系列电动机保护器还提供10路可编程的开关量输入和6路可编程的继电器输出,满足现场的各类控制、故障输出需求;并内置了逻辑可编程的功能,可实现特殊且复杂的工艺连锁控制,比如液位控制、消防控制等;装置还标配两路Modbus_RTU通讯,满足现场对电机回路电参量、运行状态、故障信息的采集上传,并能接收后台控制指令进行远程启停、复位等动作,针对特殊的总线通讯需求,还具备额外的1-2路Profibus_DP、Modbus_TCP、Profinet通讯模块以供客户选配。

  针对上文提到的煤炭行业电机回路的需求,装置提供的功能特点如下:

  (1)、欠载保护:泵类负载的使用过程中需要避免空转的发生,否则容易造成电机烧毁。欠载保护功能在起动和运行阶段检测电流,判断当前电流是否低于设定的欠载保护阈值,一旦电流低于保护阈值,且持续时间超过设定的保护延时,装置会输出脱扣信号断开接触器,防止水泵长时间空转。使用此项保护功能时,电机额定电流、欠载保护阈值和保护延时需要正确设置,一般保护阈值设置为额定电流的50%以内,延时时间3-5s。此外,现场如有液位控制器也可接入装置的开关量输入,以实现根据水位进行自动开停机。

  (2)、起动超时保护:电机起动后,首先会进入起动时间,起动时间结束时电流已低于110%的额定电流,则认为是正常起动,反之判断为起动超时,执行脱扣。重载起动的电机尤其需要注意这项保护,常规轻载起动的电机起动时间设置为10s已经足够,而重载起动的电机需视实际情况将保护延时适当延长至15-60s。

  (3)、漏电保护:装置通过专用漏电互感器采集电机回路的漏电流,当漏电流高于设定的漏电保护阈值时(默认300mA),装置在0.5s内脱扣,漏电保护建议通过跳断路器输出直接分断断路器。

  (4)、晃电再起动:装置内置抗晃电模块,在母线电压短时跌落或短时中断时,装置还可以通过内部超级电容供电,维持一段时间的正常工作。装置会先维持原有继电器输出状态,这段时间内电压恢复则接触器自动吸合,电机立即重起;反之装置进入延时再起阶段,此阶段继电器输出恢复至初始化状态,此时电压恢复则执行延时重起,实现电机分批再起动,保障井下电机无人值守状态下的连续运行。

  3 结语

  煤炭行业正处于产业升级、资源整合的关键时期,大量的新建项目和改造工程都迫切需求功能完善、质量可靠的电动机保护器。相比于传统的采用热继电器对电机进行保护,智能电动机保护器在保护、控制、运维和通讯等各方面都更加适合当前向信息化、自动化、集成化发展的煤炭行业。本文介绍的安科瑞ARD3M系列电动机保护器,相比前代电机保护产品,在多个维度都进行了巨大升级,对提高煤炭企业生产运行的稳定性和可靠性提供了保障。

 

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