安科瑞ARD3M系列電動機保護器在煤炭行業(yè)的實用性分析

1.前言
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，低壓智能電動機保護器逐步取代熱繼電器在煤炭行業(yè)大展身手，成為保護電機設(shè)備、維持生產(chǎn)穩(wěn)定的中堅力量。
在煤炭行業(yè)中，低壓電動機用量多、分布廣，是生產(chǎn)所需的重要的機械動力來源。煤炭企業(yè)為了實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，對電機設(shè)備實現(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烈。

2.煤炭行業(yè)電機的種類及特點
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，主要的低壓電動機負(fù)載有：篩子，旋流器，淺槽，跳汰機，離心機，浮選機，壓濾機，泵，加壓過濾機，浮選柱、犁煤機、破碎機等設(shè)備。一般這類電動機都需要具備電流、電壓等測量功能以及過載、電流不平衡、斷相、短路等通用保護功能，但不同類型的電機，需要的保護、控制功能的側(cè)重點也各有不同。
（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，所以對于泵類負(fù)載都需要進行防空轉(zhuǎn)保護或者低水位停機功能。
（2）、煤炭行業(yè)還存在諸如皮帶機、研磨機等需要進行重載起動的電機負(fù)載，此類電機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功能，比如堵轉(zhuǎn)保護、起動超時保護等；
（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)對電機回路的漏電保護功能要求嚴(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，影響生產(chǎn)效率，因此此類無人值守的電機大都需要配置“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。

3.安科瑞ARD3M系列電機保護器

3.1概述

ARD3M 智能電動機保護器（以下簡稱保護器）適用于額定電壓至 660V 的低壓電動機 回路，集保護、測量、控制、通訊、運維于一體。其完善的保護功能確保電動機安全運行，帶有邏輯可編程功能，可以滿足多種控制方式。可選配不同通訊模塊適應(yīng)現(xiàn)場通訊需求。 該產(chǎn)品采用分體式結(jié)構(gòu)，由主體、顯示單元、互感器和選配的通訊模塊組成，可適應(yīng)各種柜體的安裝。
產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：
——GB 14048.4-2020 低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第 4-1 部分：接觸器和電動機起動器機電式 接觸器和電動機起動器(含電動機保護器)；
——JBT 10736-2007 低壓電動機保護器。

3.2特點

■ 輔助電源類型可選，AC220V 電源模塊支持電源范圍 AC85-265V/DC100-300V，AC380V 電源模塊支持電源范圍 AC/DC100-415V。
■ 支持基波和全波電力參數(shù)測量（U、I、P、Q、S、PF、F、EP、EQ），電壓及電流不平 衡度，電壓、電流正序、負(fù)序、零序分量，三相電壓相角，剩余電流，電壓、電流 2-63 次 分次諧波測量，分次諧波含有率及總諧波畸變率。
■ 保護功能包括過載反時限、過載定時限、接地、起動超時、漏電、欠載、斷相、堵轉(zhuǎn)、 阻塞、短路、溢出、不平衡(電流、電壓)、過功率、欠功率、過壓、欠壓、相序、溫度、tE 時間、外部故障、起動次數(shù)限制、運行時間報警、故障次數(shù)報警。
■ 10 路可編程 DI 輸入，默認(rèn)采用內(nèi)置 DC24V 電源，也可選擇外部有源濕接點（詳見選型
表格）。
■ 6 路可編程 DO 輸出，滿足直接起動，星—三角起動，自耦變壓器起動，等多種起動方 式，可通過通訊總線實現(xiàn)主站對電動機的遙控“起/停”。
■ 可選抗晃電功能：支持晃電立即再啟動、失壓重起動。
■ 標(biāo)配 2 路 MODBUS_RTU 通訊，有 PROFIBUS DPV1、以太網(wǎng)、PROFINET 通訊模塊供 選配。
■ 可選配 2 路 DC4-20mA 模擬量輸出接口，與 DCS 系統(tǒng)相接，可實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控。 ■ 具有故障記錄、起動記錄、停車記錄、DI 變位記錄和再起動記錄等各類事件記錄，可查 看多項電機運維信息，同時可記錄電機運行 1-5 小時運行記錄。
■ 顯示界面支持中/英文顯示。
■ 支持 U 盤導(dǎo)出波形記錄與事件記錄數(shù)據(jù)，可使用 EXCEL 打開導(dǎo)出事件記錄文件。
■ 選配彩色液晶顯示時可加配 WIFI 功能，通過手機或電腦連接該 WIFI 查看、設(shè)置電機保護器相關(guān)數(shù)據(jù)。

3.3參數(shù)

3.4選型

4.ARD3M系列電機保護器的應(yīng)用

針對煤炭行業(yè)對于電機回路的功能需求，結(jié)合在該行業(yè)多年的使用維護經(jīng)驗，推薦在煤礦、選煤廠、煤化工等產(chǎn)業(yè)中使用ARD3M智能電動機保護器對電機回路進行保護、測量、控制及運維管理。ARD3M系列智能電動機保護器采用分體式結(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隔爆電機可以直接接入電壓，無需加裝電壓互感器。此外，保護器還提供過載、堵轉(zhuǎn)、斷相、電流（電壓）不平衡等電參量保護和起動次數(shù)限制、運行時間告警等非電參量保護 ，且所有的保護功能都可以自由投退和設(shè)置保護閾值，并實時記錄已發(fā)生的故障參數(shù)，方便事故追憶，為檢修提供依據(jù)。
ARD3M系列電動機保護器還提供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)場對電機回路電參量、運行狀態(tài)、故障信息的采集上傳，并能接收后臺控制指令進行遠程啟停、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。聯(lián)系熱線：172-6975-8633

5.應(yīng)用及資質(zhì)

6.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)量可靠的電動機保護器。相比于傳統(tǒng)的采用熱繼電器對電機進行保護，智能電動機保護器在保護、控制、運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系列電動機保護器，相比前代電機保護產(chǎn)品，在多個維度都進行了巨大升級，對提高煤炭企業(yè)生產(chǎn)運行的穩(wěn)定性和可靠性提供了保障。

審核編輯 黃宇