安科瑞 鮑靜(jìng)君(jūn)

　　摘(zhāi)要：電動機設備(bèi)是水泥(ní)企業中(zhōng)應(yīng)用廣(guǎng)泛(fàn)的(dí)動力裝(zhuāng)置(zhì)，而(ér)水泥生(shēng)產企業屬於(yú)能(néng)耗高，汙染大又需要(yào)設備連(lián)續不間(jiān)斷工作(zuò)的行(háng)業，電(diàn)動機(jī)作為水泥行業設(shè)備(bèi)的動(dòng)力來源，其(qí)安全(quán)，穩(wěn)定可靠的運轉(zhuǎn)對水泥行業的平穩生產起著至(zhì)關(guān)重(zhòng)要(yào)的作用(yòng)，本(běn)文綜合(hé)介紹(shào)安(ān)科瑞ARD2F智能(néng)型(xíng)電動(dòng)機(jī)保護器在某水(shuǐ)泥(ní)廠的實際應用(yòng)，並闡(chǎn)述了ARD2F智能型(xíng)電(diàn)動機(jī)保(bǎo)護器(qì)產(chǎn)品(pǐn)的特(tè)點及其智能化保護(hù)，測量，控製和通(tōng)訊等，供(gōng)工(gōng)程設計中(zhōng)參考

　　  關鍵詞(cí)：水(shuǐ)泥，電(diàn)動機(jī)保護，智能(néng)化(huà)，通訊

　　  一(yī)， 引(yǐn)言

　　  隨著現代化(huà)水泥工業生產規(guī)模擴大(dà)，生產設(shè)備也越來越(yuè)大(dà)型化(huà)，因(yīn)此所(suǒ)需用的拖動電(diàn)動(dòng)機的功(gōng)率也(yě)越來越大(dà)。水(shuǐ)泥廠生(shēng)產工藝(yì)流程(chéng)較(jiào)復雜(zá)，可以總(zǒng)結(jié)水(shuǐ)泥(ní)生產過程為(wéi)生(shēng)料(liào)製備（一磨），熟料煅燒（一(yī)燒），水泥粉磨(mó)（二磨(mó)）。因此(cǐ)，低壓(yā)電動機作(zuò)為水(shuǐ)泥(ní)生產過(guò)程中(zhōng)常用的(dí)機組，數量多(duō)，種(zhǒng)類(lèi)復雜，隨著科學(xué)技術(shù)的不(bù)斷進(jìn)步(bù)和(hé)工(gōng)藝控(kòng)製(zhì)過程的(dí)不斷*，尤其(qí)是(shì)適應自動(dòng)化生產(chǎn)要(yào)求，迫(pò)切需要開發和(hé)*電動(dòng)機的(dí)控製和保護(hù)設備(bèi)，實(shí)現對(duì)整(zhěng)個(gè)自動(dòng)化(huà)生(shēng)產過(guò)程和大型機(jī)械設備的遙控(kòng)，遙測(cè)，遙(yáo)調，故障診(zhěn)斷(duàn)以及集中(zhōng)控(kòng)製(zhì)等功能。

　　  水(shuǐ)泥生(shēng)產是一項較龐大(dà)的工程，生(shēng)產(chǎn)環(huán)境比較(jiào)惡劣(liè)，粉塵(chén)汙染嚴(yán)重，受生(shēng)產(chǎn)工(gōng)藝(yì)的(dí)限(xiàn)製使得其(qí)工作場(cháng)所(suǒ)的(dí)通風(fēng)條件差且環境(jìng)溫度較高，而(ér)且(qiě)需要設定(dìng)大(dà)量(liáng)的(dí)工作站點，包括原料控製站，破碎站，原(yuán)料(liào)粉(fěn)磨站(zhàn)，熟(shú)料(liào)庫控製站，水泥(ní)磨(mó)控製站，水泥(ní)包裝控製站(zhàn)等，然而在這些站(zhàn)點中使用了(liǎo)大量(liáng)低壓電動(dòng)機(jī)來控(kòng)製(zhì)其他(tā)設(shè)備(bèi)的運(yùn)行，運用簡單的(dí)電壓表(biǎo)，電(diàn)流(liú)表，電(diàn)能表和(hé)頻率表等由(yóu)於(yú)受(shòu)到通信功能不夠靈活(huó)，儀表功(gōng)能(néng)單一等多(duō)種(zhǒng)條(tiáo)件(jiàn)的約(yuē)束(shù)，已經無(wú)法(fǎ)滿足電廠(chǎng)設(shè)備(bèi)自動化生(shēng)產的要(yào)求(qiú)。水(shuǐ)泥行業生(shēng)產過(guò)程的特點為長周期運行(háng)，一旦(dàn)開機，在(zài)沒(méi)有特殊情(qíng)況發生的前(qián)提(tí)下，一般(bān)不會停(tíng)機(jī)。現代(dài)化(huà)大(dà)型水泥(ní)企業年運轉(zhuǎn)率很高，這樣就需(xū)要(yào)有(yǒu)高(gāo)質(zhì)量的，高可靠性的電(diàn)氣設(shè)備(bèi)保證其生(shēng)產過(guò)程(chéng)的(dí)連(lián)續不間(jiān)斷(duàn)性，一旦故障停(tíng)機就會造(zào)成巨大(dà)的經(jīng)濟損(sǔn)失。智能(néng)型電動機保護器可(kě)實現重(zhòng)載起(qǐ)動(dòng)，實(shí)現對電(diàn)動(dòng)機(jī)的溫(wēn)度(dù)保護，還提供(gōng)多種測控(kòng)功能(néng)和控製模(mó)式(shì)，能夠滿(mǎn)足(zú)水泥(ní)生產過程對(duì)電(diàn)機(jī)設備(bèi)的整體(tǐ)保(bǎo)護(hù)及其(qí)控製要求，不(bù)僅能提高(gāo)電機(jī)設(shè)備(bèi)的運行能(néng)力，延長(cháng)電(diàn)機設備(bèi)的使(shǐ)用壽(shòu)命(mìng)，同(tóng)時(shí)也(yě)能(néng)提(tí)高(gāo)企(qǐ)業(yè)生產(chǎn)效率(shuài)，節(jié)約能源(yuán)。本文以(yǐ)ARD2F智(zhì)能型(xíng)電(diàn)動機保(bǎo)護器在(zài)水(shuǐ)泥(ní)生(shēng)產中的實(shí)際應用(yòng)進行具(jù)體介紹(shào)。

　　  二(èr)，水(shuǐ)泥生(shēng)產對保護器(qì)的功能要求(qiú)

　　  水(shuǐ)泥(ní)行業(yè)電機(jī)是大容量(liáng)，高負荷連續(xù)運轉的(dí)設備，電動機(jī)長期(qī)承(chéng)受大負(fù)荷，就(jiù)會使繞(rào)組上(shàng)溫度上(shàng)升過(guò)高(gāo)而降低絕緣性(xìng)能(néng)甚至損(sǔn)壞絕(jué)緣，縮(suō)短電動機的使用壽(shòu)命(mìng)，因此，對水泥生產過程(chéng)中(zhōng)電(diàn)機(jī)設備的可靠性，穩定性(xìng)及(jí)功能(néng)要(yào)求(qiú)非(fēi)常高(gāo)。在(zài)生產運行或設(shè)備檢修過程(chéng)中，常見的電動機故障(zhàng)可(kě)分為以下幾種(zhǒng)：

　　  1，機械(xiè)故障(zhàng)

　　  1）掃膛(táng)：由於軸承損(sǔn)壞，軸(zhóu)彎或(huò)者(zhě)檢修人(rén)員裝配(pèi)不當，導致定轉子(zǐ)產(chǎn)生摩(mó)擦
；

　　  2）軸承(chéng)損(sǔn)壞：由(yóu)於軸(zhóu)承(chéng)裝(zhuāng)配不當，定/轉子(zǐ)鐵(tiě)心軸向錯位(wèi)或重(zhòng)新(xīn)對轉軸機加(jiā)工後精(jīng)度(dù)不夠(gòu)，電動(dòng)機本(běn)體(tǐ)運(yùn)行(háng)溫(wēn)升過高等(děng)
；

　　  3）振動：由於(yú)電動機(jī)本身或(huò)傳動(dòng)裝(zhuāng)置(zhì)不(bù)良等(děng)。

　　  2，電(diàn)氣故(gù)障

　　  1）缺(quē)相運(yùn)行(háng)：電(diàn)動機(jī)發生(shēng)堵(dǔ)轉時電流比正常(cháng)工作的(dí)電流(liú)大得多(duō)。在此情(qíng)況下，運行(háng)時(shí)間過(guò)長(cháng)或(huò)過於頻繁(fán)起動(dòng)，將會(huì)導(dǎo)致(zhì)電(diàn)動機(jī)繞組燒毀
；

　　  2）繞組(zǔ)短(duǎn)路或接(jiē)地：匝間短路(lù)的主(zhǔ)要原因是電(diàn)機(jī)溫度異(yì)常(cháng)升高(gāo)而導致的(dí)，而接(jiē)地故(gù)障大(dà)多(duō)是由(yóu)於(yú)繞組(zǔ)絕(jué)緣損(sǔn)壞(huài)
；

　　  3）三(sān)相(xiāng)電流(liú)不平(píng)衡(héng)：由(yóu)於電動機外(wài)部電源電壓不平衡或內(nèi)部(bù)繞組匝(zā)間(jiān)短路或電動(dòng)機維修(xiū)時綫(xiàn)圈匝數錯(cuò)誤(wù)或(huò)接(jiē)綫錯誤(wù)等。

　　  因(yīn)此(cǐ)，對(duì)某(mǒu)水(shuǐ)泥廠(chǎng)電(diàn)機設備進行(háng)合(hé)理(lǐ)的(dí)維護是(shì)很有必要(yào)的，對ARD2F智能型(xíng)電動(dòng)機保(bǎo)護器具(jù)體(tǐ)功(gōng)能(néng)要求如(rú)下：

　　  （1）*的電機保(bǎo)護(hù)功能(néng)

　　  保護器通(tōng)過采集(jí)電(diàn)路(lù)中(zhōng)的三相(xiāng)交流(liú)電流，三相(xiāng)交流電(diàn)壓，剩(shèng)餘(yú)電流，PTC熱電阻阻(zǔ)值，電動(dòng)機(jī)電能(néng)等(děng)電(diàn)力參(cān)數(shù)，以及(jí)電動機運行過(guò)程(chéng)中(zhōng)的各(gè)種運動狀態(tài)等信(xìn)號(hào)，經保護(hù)器(qì)內部處理(lǐ)運(yùn)算，從而(ér)實現對過(guò)載反時限，過載定(dìng)時(shí)限(xiàn)，接(jiē)地，起動超(chāo)時，漏電(diàn)，欠載，斷(duàn)相(xiāng)，堵轉，阻塞，短路，溢出，不(bù)平衡(héng)(電(diàn)流(liú)，電(diàn)壓)，過功率(shuài)，欠功率，過壓，欠壓(yā)，相序，溫(wēn)度，tE時(shí)間(jiān)，外(wài)部故(gù)障，起(qǐ)動次數限製，運行(háng)時間報(bào)警，故(gù)障次數報警等整(zhěng)體綜合保護，進而(ér)保(bǎo)證水泥廠(chǎng)生(shēng)產(chǎn)工(gōng)作的安(ān)全連續運行(háng)。

　　  （2）及時排(pái)除(chú)電動機運(yùn)行故(gù)障(zhàng)功(gōng)能

　　  水(shuǐ)泥(ní)生產(chǎn)現(xiàn)場電(diàn)動(dòng)機運行過程中(zhōng)通(tōng)過(guò)電(diàn)動機保護器(qì)對電機設備進(jìn)行檢(jiǎn)測，當電動機出現狀況時應(yīng)及時發(fā)出(chū)報(bào)警(jǐng)信(xìn)號，並(bìng)記(jì)錄故障信息，方(fāng)便維護人(rén)員(yuán)查(chá)找(zhǎo)故(gù)障原因(yīn)並(bìng)作出(chū)及時的處理，保證故障(zhàng)發(fā)生(shēng)時電(diàn)機(jī)設備動作(zuò)的(dí)可(kě)靠性(xìng)和(hé)靈(líng)敏性。

　　  （3）對現(xiàn)場各設備(bèi)進行遠(yuǎn)程監測功能

　　  水泥生產現(xiàn)場(cháng)環境比較惡(è)劣，保(bǎo)護器不僅(jǐn)要(yào)提(tí)供電機設備的保(bǎo)護功能(néng)，而且(qiě)要求能夠(gòu)帶RS-485通(tōng)訊(xùn)接口，經(jīng)過Modbus-RTU/Profibus-DP通訊協(xié)議與(yǔ)上(shàng)位(wèi)機管理(lǐ)係統進(jìn)行通訊(xùn)連接，實現實時(shí)監測(cè)電(diàn)動(dòng)機的運(yùn)行狀態(tài)以(yǐ)及運行過(guò)程中(zhōng)的(dí)電力參數，保(bǎo)證後台操作人員能讀取(qǔ)，修改水泥(ní)成(chéng)產現場電動(dòng)機保護器(qì)的(dí)各種整(zhěng)定(dìng)參數並通過(guò)後台人(rén)機界麵實時(shí)觀(guān)察(chá)當前(qián)現場電動機控製回路的工作狀態(tài)，供(gōng)電電源(yuán)質(zhì)量(liáng)等，實(shí)現(xiàn)對生產現場(cháng)設(shè)備(bèi)遠程實(shí)時(shí)監控(kòng)。

　　  三(sān)，應(yīng)用案例(lì)

　　  水(shuǐ)泥(ní)生(shēng)產工藝(yì)流程較多(duō)，所(suǒ)以(yǐ)將保護器合(hé)理的應用(yòng)於(yú)電動機保護設備控製(zhì)回路的同時要能夠滿足(zú)水泥廠(chǎng)的(dí)大(dà)型控(kòng)製係(xì)統的要(yào)求。某水泥廠(chǎng)控製(zhì)係統通過(guò)Profibus DP通訊(xùn)接口(kǒu)與PC機(jī)，接觸器(qì)，電動機以及其(qí)他設備構(gòu)成控製係統(tǒng)，工(gōng)程(chéng)師(shī)通過監(jiān)控計算機以及生(shēng)產(chǎn)管理(lǐ)軟件(jiàn)完成(chéng)對(duì)整個係統設備的數據采集，處(chǔ)理(lǐ)，顯(xiǎn)示(shì)和監(jiān)視功(gōng)能(néng)，並(bìng)在滿足權限和邏輯時，通(tōng)過遠程控製軟(ruǎn)件(jiàn)實(shí)現對現(xiàn)場(cháng)相(xiāng)應的(dí)電(diàn)機(jī)設(shè)備等的控(kòng)製。

圖1  現場安裝照片

　　  水泥廠采(cǎi)用保(bǎo)護器用(yòng)於電(diàn)機(jī)保護控製回(huí)路，取(qǔ)代熱繼(jì)電(diàn)器(qì)等作為(wéi)電(diàn)動(dòng)機的過載保護(hù)和控(kòng)製元(yuán)件，而且利(lì)用*通訊(xùn)技術(shù)，實現了水(shuǐ)泥生產中電機設備控製(zhì)的自(zì)動化。通(tōng)過將90L顯示模塊(kuài)嵌(qiàn)入安裝(zhuāng)在開關(guān)抽(chōu)屉的(dí)活(huó)動(dòng)麵板(bǎn)內，來簡(jiǎn)化水(shuǐ)泥(ní)廠控(kòng)製櫃(guì)內接綫，使(shǐ)得配電室內(nèi)設備運行情況及故障狀態(tài)清(qīng)晰(xī)可見，方便工(gōng)程(chéng)師隨時調整係(xì)統，設定參數和顯示(shì)，監(jiān)控(kòng)以及檢(jiǎn)修維護。將(jiāng)ARD2F保(bǎo)護(hù)器(qì)應(yīng)用(yòng)於某水泥(ní)廠生(shēng)產(chǎn)綫(xiàn)電(diàn)機(jī)設備的控製回路，實現(xiàn)水(shuǐ)泥廠對(duì)電機(jī)保護的要(yào)求。如圖2是(shì)ARD2F智能型電(diàn)動(dòng)機(jī)保(bǎo)護器應(yīng)用(yòng)於(yú)某水(shuǐ)泥廠電(diàn)動機設(shè)備控製(zhì)回(huí)路(lù)工作(zuò)原理圖(tú)：

　　圖2  ARD2F智能型電(diàn)動(dòng)機保(bǎo)護器應(yīng)用於(yú)某(mǒu)水泥(ní)廠(chǎng)電動(dòng)機設(shè)備控製(zhì)回路接綫圖(tú)

　　  由於現(xiàn)代水(shuǐ)泥工廠(chǎng)采(cǎi)用(yòng)的大(dà)型電機設(shè)備(bèi)較多，大(dà)於(yú)110KW及(jí)以上(shàng)的(dí)電機，均采用(yòng)在主回路裝(zhuāng)設(shè)電流互(hù)感器(qì)。考慮(lǜ)到水(shuǐ)泥生產工藝(yì)的不同和企業(yè)投(tóu)入(rù)的(dí)資金(jīn)，電動機(jī)需要(yào)不同(tóng)的起(qǐ)動方(fāng)式，ARD2F智(zhì)能型電動機(jī)保護器提供靈活的聯(lián)鎖功能，實現(xiàn)直(zhí)接啟動，雙向啟(qǐ)動(dòng)，星/三(sān)角啟動，自耦(ǒu)變(biàn)壓(yā)器(qì)啟動(dòng)等(děng)，使水(shuǐ)泥廠(chǎng)大型(xíng)設備的(dí)電機得(dé)到了(liǎo)合理保護(hù)和控製[2]。

　　  四(sì)，ARD2F產品介紹(shào)

　　  ARD2F智(zhì)能電動機保護器(qì)適(shì)用(yòng)於額定電壓至(zhì)660V的低壓(yā)電(diàn)動(dòng)機(jī)回路，集(jí)保(bǎo)護，測量，控製，通訊，運(yùn)維於(yú)一體(tǐ)。其*的保(bǎo)護(hù)功(gōng)能確保(bǎo)電動(dòng)機(jī)安全運(yùn)行(háng)，帶有(yǒu)邏(luó)輯可編(biān)程功能(néng)，可(kě)以滿足(zú)多種(zhǒng)控(kòng)製(zhì)方(fāng)式(shì)。可(kě)選配(pèi)不(bù)同(tóng)通訊模(mó)塊(kuài)適應現場(cháng)通(tōng)訊需求。

　　  該(gāi)產(chǎn)品(pǐn)采(cǎi)用(yòng)分體式(shì)結構(gòu)，由主體，顯(xiǎn)示單元(yuán)，互感器組(zǔ)成(chéng)，可適應各種(zhǒng)櫃體的(dí)安(ān)裝。

　　  技術(shù)參數

  功能特點(diǎn)

　　  ■  支(zhī)持(chí)基波(bō)和全(quán)波電力參數測量（U，I，P，Q，S，PF，F，EP，EQ），電流及(jí)電(diàn)流不(bù)平(píng)衡(héng)度，電(diàn)流正(zhèng)序(xù)，負序，零(líng)序分量(liáng)，電(diàn)壓，三相(xiāng)電(diàn)壓(yā)相(xiāng)角，剩餘電(diàn)流。

　　  ■  保護功能包括過載反時限(xiàn)，過載定時限，接地，起(qǐ)動(dòng)超時，漏電(diàn)，欠(qiàn)載，斷(duàn)相(xiāng)，堵轉，阻塞(sāi)，短路，溢(yì)出，不平(píng)衡(電流，電(diàn)壓(yā))，過功(gōng)率，欠功率(shuài)，過壓，欠(qiàn)壓(yā)，相序，溫度，tE時(shí)間(jiān)，外部故障(zhàng)，起動次數限(xiàn)製，運行(háng)時間報(bào)警，故障次(cì)數報警。

　　  ■  9路可(kě)編程(chéng)DI輸入，默認(rèn)采用(yòng)內置DC24V電源(yuán)，也可選擇外部(bù)有源(yuán)濕接(jiē)點。

　　  ■  5路(lù)可(kě)編程(chéng)DO輸(shū)出(chū)，滿足直接起(qǐ)動，星(xīng)—三角起動，自耦變壓器起動(dòng)，等(děng)多(duō)種起(qǐ)動方(fāng)式，可(kě)通(tōng)過通(tōng)訊(xùn)總綫(xiàn)實現主站對電(diàn)動機(jī)的(dí)遙控“起(qǐ)/停"。

　　  ■  可選抗(kàng)晃電(diàn)功(gōng)能：支持晃電(diàn)立(lì)即再(zài)啟(qǐ)動，失(shī)壓重(zhòng)起(qǐ)動。

　　  ■  可選配MODBUS_RTU通訊，PROFIBUS DP通訊，支持(chí)不(bù)超過2路通訊接(jiē)口。

　　  ■  可選配1路DC4-20mA模擬量(liáng)輸出(chū)接口(kǒu)，與(yǔ)DCS係統相接(jiē)，可實現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(cháng)設備的監(jiān)控。

　　  ■  具(jù)有故障(zhàng)記錄，起動記錄，停(tíng)車記(jì)錄(lù)，DI變(biàn)位記(jì)錄和(hé)再起(qǐ)動記錄(lù)等各(gè)類(lèi)事件記錄(lù)。

　　  ■  顯示(shì)界(jiè)麵液晶顯示，支持中/英文切換(huàn)。

　　  五，結束(shù)語(yǔ)

　　  隨(suí)著(zhuó)電子(zǐ)技(jì)術及(jí)通訊(xùn)技術的(dí)不斷(duàn)發展。電(diàn)動(dòng)機(jī)保護器也(yě)在朝(zhāo)著(zhuó)多元化(huà)方向(xiàng)發展，電動機保(bǎo)護(hù)器在水泥(ní)企業(yè)的應用也(yě)越來(lái)越廣泛，合(hé)理(lǐ)選擇(zé)電機設備的(dí)保(bǎo)護功(gōng)能和(hé)保(bǎo)護方(fāng)式(shì)，可提(tí)高設備運(yùn)行(háng)的可(kě)靠性，能夠預防(fáng)並杜(dù)絕電機(jī)燒(shāo)毀(huǐ)，同時(shí)減少了因(yīn)非計(jì)劃(huá)停車(chē)而造(zào)成(chéng)的損(sǔn)失，降低了(liǎo)企業的生產(chǎn)成本(běn)。

　　  參考文獻：

　　  （1）企(qǐ)業微(wēi)電(diàn)網(wǎng)設計與(yǔ)應(yīng)用手冊.2020.6

　　  （2）GB 14048.4-2020 《低(dī)壓開(kāi)關設備和(hé)控製設備第4-1部(bù)分：接觸(chù)器(qì)和電動機起動(dòng)器(qì)機(jī)電(diàn)式接觸器和(hé)電動(dòng)機起動器(含(hán)電動機(jī)保護(hù)器)》

　　  （3）JB/T 10736-2007 《低壓電動機保護(hù)器》