提高水泥生產效率的電動機保護解決方案

摘要：電機設備廣泛應用於(yu) 水泥企業(ye) ，水泥生產(chan) 企業(ye) 能耗高、汙染大，需要設備連續工作，電機作為(wei) 水泥行業(ye) 設備的動力來源，其安全、穩定可靠的運行對水泥行業(ye) 的穩定生產(chan) 起著至關(guan) 重要的作用，本文綜合介紹了ARD2F智能電機保護器在水泥廠的實際應用，闡述了ARD2F智能電機保護器產(chan) 品的特點及其智能保護、測量、控製和通信，供工程設計參考。

關(guan) 鍵詞：水泥、電機保護、智能通信

一、引言

隨著現代水泥工業(ye) 生產(chan) 規模的擴大，生產(chan) 設備的規模也越來越大，所需的拖動電機的功率也越來越大。水泥廠的生產(chan) 工藝比較複雜，可以總結為(wei) 原料製備（一磨）、熟料煆燒(一燒)、水泥研磨（二次研磨）。因此，低壓電機作為(wei) 水泥生產(chan) 過程中常用的機組，數量多、種類複雜。隨著科技的不斷進步和工藝控製過程的不斷完善，特別是為(wei) 了滿足自動化生產(chan) 的要求，迫切需要開發和完善電機的控製和保護設備，實現整個(ge) 自動化生產(chan) 過程和大型機械設備的遙控、遙控、遙控、故障診斷和集中控製功能。

水泥生產(chan) 是一項龐大的工程，生產(chan) 環境惡劣，粉塵汙染嚴(yan) 重。由於(yu) 生產(chan) 工藝的限製，工作場所通風條件差，環境溫度高。此外，還需要設置大量的工作站，包括原材料控製站、破碎站、原材料研磨站、熟料庫控製站、水泥研磨控製站、水泥包裝控製站等。然而，在這些站點，大量的低壓電機被用來控製其他設備的運行。由於(yu) 通信功能不靈活、儀(yi) 表功能單一等條件的限製，簡單的電壓表、電流表、電能表、頻率表無法滿足電廠設備自動化生產(chan) 的要求。水泥工業(ye) 生產(chan) 過程的特點是長周期運行，一旦啟動，在無特殊情況的前提下，一般不會(hui) 停機。現代大型水泥企業(ye) 的年經營率很高，需要高質量、高可靠性的電氣設備，以確保其生產(chan) 過程的連續性，一旦故障停止，將造成巨大的經濟損失。智能電機保護器可實現重載啟動，實現電機溫度保護，還提供各種測控功能和控製模式，能滿足水泥生產(chan) 過程中電機設備的保護和控製要求，不僅(jin) 能提高電機設備的運行能力，延長電機設備的使用壽命，還能提高企業(ye) 生產(chan) 效率，節約能源。本文介紹了ARD2F智能電機保護器在水泥生產(chan) 中的實際應用。

二、水泥生產(chan) 對保護器的功能要求

水泥工業(ye) 電機是一種大容量、高負荷連續運行的設備。如果電機長期承受大負荷，繞組上的溫度會(hui) 升高，降低絕緣性能，甚至損壞絕緣，縮短電機的使用壽命。因此，電機設備在水泥生產(chan) 過程中的可靠性、穩定性和功能要求非常高。在生產(chan) 、運行或設備維護過程中，常見的電機故障可分為(wei) 以下幾種：

1、機械故障

1)掃膛：由於(yu) 軸承損壞、軸彎或維修人員裝配不當，導致定轉子摩擦；

2)軸承損壞:由於(yu) 軸承裝配不當、定/轉子鐵心軸向錯位或轉軸機再加工後精度不足，電機本體(ti) 運行溫升過高；

3)振動：由於(yu) 電機本身或傳(chuan) 動裝置不良等原因。

2、電氣故障

1）缺相運行：電機堵塞時，電流遠大於(yu) 正常工作電流。在這種情況下，運行時間過長或啟動過於(yu) 頻繁，會(hui) 導致電機繞組燒毀；

2）繞組短路或接地：匝間短路是由電機溫度異常升高引起的，接地故障主要是由繞組絕緣損壞引起的；

3)三相電流不平衡：由於(yu) 電機外部電源電壓不平衡或內(nei) 繞組匝間短路或電機維修時線圈匝數錯誤或接線錯誤。

因此，有必要對水泥廠的電機設備進行有效的維護。ARD2F智能電機保護器的具體(ti) 功能要求如下：

（1）完善的電機保護功能

保護器通過采集電路中的三相交流電流、三相交流電壓、剩餘(yu) 電流、PTC熱電阻值、電機電能等電力參數，以及電機運行過程中的各種運動狀態，實現過載反時限、過載時限、接地、啟動加時、漏電、欠載、斷相、堵塞、阻塞、短路、溢出、不平衡（電流、電壓）、綜合保護過功率、欠功率、過壓、欠壓、相序、溫度、TE時間、外部故障、啟動次數限製、運行時間報警、故障次數報警，確保水泥廠生產(chan) 工作的安全連續運行。

(2)及時排除電機運行故障功能

在水泥生產(chan) 現場電機運行過程中，電機設備通過電機保護器進行檢測。電機出現情況時，應及時發出報警信號，並記錄故障信息，方便維修人員查找故障原因並及時處理，確保電機設備在故障發生時運行的可靠性和靈敏度。

(3)現場各設備的遠程監測功能

水泥生產(chan) 現場環境惡劣。保護器不僅(jin) 需要提供電機設備的保護功能，還需要通過Modbus帶RS-485通信接口-RTU/Profibus-DP通信協議與(yu) 上位機管理係統通信連接，實現對電機運行狀態和電力參數的實時監控，確保後台操作人員能夠讀取和修改水泥生產(chan) 現場電機保護器的各種整定參數，通過後台人機界麵實時觀察當前現場電機控製電路的工作狀態和供電質量，實現對生產(chan) 現場設備的遠程實時監控。

三、安科瑞電機保護器在水泥廠的應用案例

水泥生產(chan) 過程較多，有效應用於(yu) 電機保護設備控製電路，滿足水泥廠大型控製係統的要求。水泥廠控製係統通過ProfibusDP通信接口和PC、接觸器、電機等設備，工程師通過監控計算機和生產(chan) 管理軟件完成整個(ge) 係統設備的數據采集、處理、顯示和監控功能，滿足權限和邏輯，通過遠程控製軟件實現相應的電機設備。

圖1現場安裝照片

水泥廠采用電機保護控製電路保護器，取代熱繼電器作為(wei) 電機過載保護控製元件，采用先進的通信技術，實現水泥生產(chan) 中電機設備控製的自動化。90L顯示模塊嵌入開關(guan) 抽屜活動麵板，簡化水泥廠控製櫃接線，使配電室內(nei) 設備運行和故障狀態清晰可見，方便工程師隨時調整係統、設置參數、顯示、監控、維護。ARD2F保護器應用於(yu) 水泥廠生產(chan) 線電機設備的控製電路，滿足水泥廠對電機保護的要求。圖2為(wei) ARD2F智能電機保護器應用於(yu) 水泥廠電機設備控製電路的工作原理圖：

圖2ARD2F智能電機保護器應用於(yu) 某水泥廠電機設備控製電路接線圖

由於(yu) 現代水泥廠使用的大型電機設備較多，110kW以上的電機均安裝在主回路上。考慮到不同的水泥生產(chan) 工藝和企業(ye) 投入的資金，電機需要不同的啟動方式。ARD2F智能電機保護器提供靈活的聯鎖功能，實現直接啟動、雙向啟動、星/三角啟動、自耦變壓器啟動等，有效保護和控製水泥廠大型設備的電機[2]。

四、ARD2F產(chan) 品介紹

ARD2F智能電機保護器適用於(yu) 額定電壓至660V的低壓電機電路，集保護、測量、控製、通信、運行和維護於(yu) 一體(ti) 。其完善的保護功能保證了電機的安全運行，具有邏輯可編程功能，可以滿足各種控製方法。可選擇不同的通信模塊來滿足現場通信的需求。

本產(chan) 品采用分體(ti) 式結構，由主體(ti) 、顯示單元、互感器組成，可適應各種櫃體(ti) 的安裝。

技術參數

功能特點

■支持基波和全波電力參數測量（U、I、P、Q、S、PF、F、EP、EQ），電流與(yu) 電流不平衡、電流正序、負序、零序分量、電壓、三相電壓相角、剩餘(yu) 電流。

■保護功能包括過載反時限、過載定時限、接地、啟動加時、漏電、欠載、斷相、堵塞、堵塞、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、啟動次數限製、運行時間報警、故障次數報警。

■9路可編程DI輸入，默認采用內(nei) 置DC24V電源，也可選擇外部有源濕接點。

■5路可編程DO輸出，滿足直接啟動、星三角啟動、自耦變壓器啟動等多種啟動方式。通過通信總線，可以實現主站對電機的遙控“啟停"。

■可選抗震功能：支持搖電立即重啟，失壓重啟。

■可選MODBUS_RTU通信、PROFIBUSDP通信，支持2路通信接口。

■可選擇1路DC4-20ma模擬輸出接口，與(yu) DCS係統相連，實現對現場設備的監控。

■有故障記錄、起動記錄、停車記錄、DI變位記錄、再起動記錄等各種事件記錄。

■顯示界麵液晶顯示，支持中英文切換。

五、結束語

隨著電子技術和通信技術的不斷發展。電機保護器也在朝著多元化的方向發展，電機保護器在水泥企業(ye) 中的應用越來越廣泛。合理選擇電機設備的保護功能和方法，可以提高設備運行的可靠性，防止和消除電機燒毀，減少非計劃停車造成的損失，降低企業(ye) 的生產(chan) 成本。

安科瑞侯文莉