摘要：近年來，隨(suí)著電(diàn)子(zǐ)技術，計算(suàn)機技術(shù)，總綫技術(shù)的(dí)迅速發展，智能馬(mǎ)達保護(hù)器(qì)以其越(yuè)的性能逐漸替代(dài)傳統的熱(rè)繼電器(qì)成為(wéi)電(diàn)動(dòng)機保護(hù)及綜(zōng)合控製的發展趨勢(shì)
。礦(kuàng)山電機(jī)係(xì)統(tǒng)中存在大量(liáng)的(dí)大(dà)功率(shuài)交流(liú)異步電機(jī)，其運行(háng)工(gōng)況(kuàng)對電機控製及(jí)保護係(xì)統(tǒng)提出(chū)了較高的(dí)要求(qiú)
。在介紹(shào)了(liǎo)智能(néng)馬(mǎ)達保護器原理功(gōng)能和選型的(dí)基(jī)礎(chǔ)上(shàng)，深入探(tàn)討了智能(néng)馬達(dá)保護器在(zài)礦山電(diàn)機控製(zhì)係(xì)統的綜(zōng)合(hé)應用及(jí)其不(bù)可(kě)取代(dài)的技術和(hé)經(jīng)濟勢
。
 
關鍵詞：智(zhì)能(néng)型(xíng)異步電動機(jī)；保(bǎo)護(hù)器；選擇；應(yīng)用；經驗(yàn)

    山東黃(huáng)金三(sān)山島金(jīn)礦8000t／d選(xuǎn)礦工(gōng)程是山(shān)東黃(huáng)金(jīn)集團的項目，項目組經(jīng)過(guò)反復實(shí)踐(jiàn)和技(jì)術選(xuǎn)型，確定整(zhěng)個工程(chéng)中(zhōng)的電機保護采用(yòng)先(xiān)進的智能馬達保護(hù)器，取代傳(chuán)統(tǒng)的熱繼(jì)電器(qì)，並利用先進的(dí)總(zǒng)綫通訊(xùn)技(jì)術，*擺脫原始(shǐ)的“硬(yìng)接綫”控(kòng)製方式，實現(xiàn)電機保(bǎo)護及(jí)控(kòng)製的自動化(huà)，根據現場實際應(yīng)用情(qíng)況來(lái)看(kàn)，已取得(dé)了顯著(zhù)的(dí)經濟效(xiào)益(yì)
。

1工作原(yuán)理(lǐ)與係(xì)統功能(néng)
    電機(jī)往(wǎng)往因電性原因出(chū)現過負(fù)荷，缺相，層間短路(lù)及綫(xiàn)間(jiān)短路(lù)，綫圈的接地漏(lòu)電，瞬間過電(diàn)壓的(dí)流入(rù)等造成(chéng)損(sǔn)壞
。對於因(yīn)電性(xìng)原因(yīn)出現(xiàn)的(dí)故障(zhàng)，無(wú)論是過電(diàn)流還是過(guò)電壓(yā)，主(zhǔ)要是(shì)因為(wéi)電流瞬(shùn)間放大，超(chāo)過(guò)了(liǎo)電(diàn)機(jī)的負載電(diàn)流值而(ér)造成損(sǔn)壞
。馬(mǎ)達保(bǎo)護器(qì)根據這一(yī)原(yuán)理，通(tōng)過(guò)監測電(diàn)機(jī)的(dí)兩相(三相(xiāng))綫路的(dí)電(diàn)流值和相(xiāng)電壓的變(biàn)化(huà)，進行電(diàn)機的保護
。
    智(zhì)能馬達(dá)保護(hù)器通常(cháng)由電流傳(chuán)感器(qì)，比(bǐ)較(jiào)電(diàn)路(lù)，單(dān)片機，出口(kǒu)繼(jì)電器等(děng)幾部分組成，傳感(gǎn)器將電動(dòng)機的電流變化(huà)綫(xiàn)性(xìng)地反映至保(bǎo)護(hù)器(qì)的采樣(yàng)端口，經過(guò)整(zhěng)流，濾波等(děng)環節後(hòu)，轉換成與(yǔ)電動(dòng)機電流(liú)成正(zhèng)比的直流(liú)電壓信號，送到(dào)相(xiāng)應部(bù)分與(yǔ)給定(dìng)的(dí)保護參數(shù)進(jìn)行(háng)比(bǐ)較(jiào)處理(lǐ)，再經單(dān)片機回路處(chǔ)理(lǐ)，推動(dòng)功率回(huí)路(lù)，使繼電(diàn)器動作
。當(dāng)電(diàn)機(jī)由(yóu)於(yú)驅(qū)動(dòng)部(bù)分(fēn)過(guò)載(zǎi)導致電流(liú)放大(dà)時(shí)，從(cóng)電流傳(chuán)感器取得的(dí)電(diàn)壓信(xìn)號將(jiāng)放(fàng)大(dà)，此電(diàn)壓(yā)值大(dà)於(yú)保(bǎo)護器的(dí)整定(dìng)值時(shí)，過(guò)載回路工(gōng)作，RC延時電(diàn)路經(jīng)過一定的(dí)(可調(tiáo))延時(shí)，驅動(dòng)出(chū)口繼(jì)電器動作(zuò)，使接(jiē)觸器(qì)切斷(duàn)主(zhǔ)回路
。欠(qiàn)壓(yā)及(jí)缺相保護(hù)等功能(néng)的工作(zuò)原(yuán)理基(jī)本(běn)相同(tóng)”
。
    *的馬達保護是對(duì)馬(mǎ)達運行過程(chéng)中(zhōng)的各種(zhǒng)運行(háng)狀(zhuàng)況的詳細信息(xī)進(jìn)行(háng)采集(jí)跟(gēn)蹤，通過(guò)對故(gù)障(zhàng)報(bào)警，保(bǎo)護動作(zuò)(保護脫扣)以及動(dòng)作(zuò)延(yán)時(shí)時間的(dí)設定(dìng)來實現及(jí)時(shí)準(zhǔn)確的保護(hù)，保證生產(chǎn)的(dí)順利
。利用(yòng)總綫通訊(xùn)，可(kě)以(yǐ)在(zài)上(shàng)位機(jī)上(shàng)對馬達運行狀(zhuàng)況(kuàng)的詳(xiáng)細信息(xī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監測(cè)，並經計(jì)算(suàn)機數(shù)據(jù)處理提供管(guǎn)理(lǐ)信息(xī)
。在設(shè)備(bèi)可能(néng)產生(shēng)重大故(gù)障，越限報(bào)警可(kě)及(jí)時提(tí)醒(xǐng)管理人(rén)員進行(háng)處理，避免(miǎn)了不(bù)必要(yào)的停(tíng)機(jī)而(ér)對正常生產(chǎn)造(zào)成影響，保證(zhèng)設備運(yùn)行的(dí)有效性
。當馬(mǎ)達運行參數達到預置(zhì)的(dí)報(bào)警值時，保護裝置僅進行報警，不(bù)觸發脫扣；但當越(yuè)限(xiàn)值(zhí)達(dá)到預置的(dí)脫(tuō)扣(kòu)值(zhí)時(shí)，保護裝置進入脫扣觸發(fā)延(yán)時(shí)
。在預(yù)置(zhì)脫扣延(yán)時(shí)時間內若設備恢(huī)復正(zhèng)常(cháng)運(yùn)行，則取(qǔ)消脫扣執行(háng)；而如(rú)果超(chāo)過延時時(shí)限(xiàn)，則(zé)保護(hù)裝(zhuāng)置發(fā)出脫(tuō)扣(kòu)信號(hào)，驅動(dòng)執行(háng)元件(jiàn)動作，停(tíng)止電(diàn)機(jī)運行(háng)
。在(zài)馬達控製(zhì)裝置實現(xiàn)各項(xiàng)保(bǎo)護功能的(dí)同時，各種保護信息也由(yóu)裝置生成，並(bìng)經(jīng)通信(xìn)接口(kǒu)上(shàng)送至計(jì)算機(jī)管理係統
。

2設備選型
    三山(shān)島(dǎo)金礦(kuàng)通(tōng)過多方論證，並經過嚴格的電氣設備(bèi)招投標(biāo)後，工程(chéng)選擇了(liǎo)性(xìng)能(néng)價格(gé)好的ABB公司(sī)產品M102一P，M102一(yī)P智能馬達(dá)保(bǎo)護器(qì)采用(yòng)現(xiàn)場總(zǒng)綫(xiàn)技術，具(jù)有(yǒu)*的電動機控(kòng)製(zhì)和(hé)保護(hù)功(gōng)能及(jí)參(cān)數測量(liáng)與顯示功能
。控製功能(néng)包(bāo)括直接起(qǐ)動，正(zhèng)反轉(zhuǎn)，雙(shuāng)速(sù)，星三角(jiǎo)，閥(fá)門(mén)控製等；保(bǎo)護功能覆蓋了(liǎo)過(guò)載保護(hù)，欠壓(yā)保護，堵轉(zhuǎn)保護(hù)，三(sān)相(xiāng)不平(píng)衡(héng)與(yǔ)斷相(xiāng)保(bǎo)護(hù)，漏電保護(hù)，電(diàn)動機(jī)熱(rè)保護(hù)等；可測(cè)量(liáng)與顯(xiǎn)示(shì)三相電(diàn)流，三(sān)相(xiāng)電(diàn)壓，有(yǒu)功功率，無功(gōng)功率(shuài)，功率(shuài)因(yīn)素(sù)，電(diàn)度量及報告故障類型(xíng)，電動機運(yùn)行(háng)維護信(xìn)息等
。
M102一(yī)P額(é)定(dìng)工作電壓為DC24V，按(àn)開(kāi)關量外部輸入電源劃(huá)分(fēn)，可分為(wéi)AC240V，DC24V兩(liǎng)種(zhǒng)，者(zhě)有9點(diǎn)開(kāi)關量輸入，後者(zhě)有(yǒu)13點(diǎn)開(kāi)關量輸入
。考慮(lǜ)到8000t／d選礦廠(chǎng)皮帶(dài)輸(shū)送機(jī)都(dū)安裝(zhuāng)有(yǒu)打(dǎ)滑開關(guān)，撕裂開(kāi)關(guān)，拉(lā)繩(shéng)開關(guān)，一二級跑(pǎo)偏開(kāi)關，所需開(kāi)關(guān)量輸入較多(duō)，故為所(suǒ)有(yǒu)皮帶(dài)輸(shū)送機配置(zhì)了開(kāi)關(guān)量輸入電源為DC24V的(dí)M102一P，其他風(fēng)機(jī)泵類(lèi)設備均(jūn)配置了開(kāi)關(guān)量(liáng)輸入電(diàn)源為AC240V的(dí)M102一P
。M102一P采(cǎi)用電(diàn)流互感器直接(jiē)輸(shū)入，輸(shū)入(rù)信(xìn)號(hào)不(bù)需變送(sòng)器(qì)變換，M102一(yī)P內置了一次側輸入(rù)電流(liú)為0．5～63A的(dí)電(diàn)流互感器，由於(yú)8000Vd選礦(kuàng)廠大(dà)型電(diàn)機(jī)較(jiào)多，為(wéi)方(fāng)便互(hù)換及減少備(bèi)件的種類，對於一次(cì)額(é)定電流60A以(yǐ)上的電(diàn)機，我(wǒ)們采用(yòng)在主回路裝設外(wài)接電流(liú)互感器(qì)的方式，將(jiāng)一(yī)次電(diàn)流(liú)變(biàn)為小(xiǎo)於(yú)5安培的二次電(diàn)流，再(zài)接人量(liáng)程(chéng)為(wéi)5安培的馬達(dá)保護器，使大型(xíng)設備也得到(dào)了有(yǒu)效(xiào)的控製和保(bǎo)護
。
    三山島(dǎo)金礦(kuàng)8000t／d選礦工(gōng)程(chéng)為(wéi)M102一P配置了(liǎo)MD2型(xíng)操作麵(miàn)板(bǎn)，操(cāo)作(zuò)麵(miàn)板集(jí)成(chéng)了儀(yí)表，指(zhǐ)示(shì)燈(dēng)，按鈕的(dí)功(gōng)能及故障檢測(cè)功能，通過(guò)操(cāo)作(zuò)麵(miàn)板提供的調(tiáo)試接口，用筆記本(běn)電腦(nǎo)就(jiù)可很方便地(dì)對M102一(yī)P進(jìn)行現場設(shè)置及在(zài)綫(xiàn)編程
。8000t／d選礦廠低壓(yā)配(pèi)電係(xì)統(tǒng)采(cǎi)用了新(xīn)型的(dí)MNS係(xì)列(liè)低壓(yā)抽屉式開關櫃(guì)，因(yīn)而可(kě)以將MD2安裝(zhuāng)在(zài)開關抽屉(tì)的(dí)活(huó)動(dòng)麵(miàn)板內，這樣既簡化了櫃(guì)內(nèi)接綫又保(bǎo)持了櫃(guì)麵的(dí)統(tǒng)一性(xìng)和(hé)美觀性；使得(dé)配電室內(nèi)的(dí)設(shè)備運行(háng)情況(kuàng)及故(gù)障(zhàng)狀態一(yī)目(mù)了然，方便(biàn)了係(xì)統巡查(chá)和檢修(xiū)維護
。在8000t／d選礦廠(chǎng)工程設(shè)計上，由於(yú)係(xì)統的自(zì)動(dòng)化控(kòng)製(zhì)要求較高，所以(yǐ)我們提出(chū)了(liǎo)對(duì)馬(mǎ)達保(bǎo)護器的通訊要求(qiú)
。M102一(yī)P智能馬達(dá)保護器(qì)采用(yòng)現場總綫技(jì)術，通過RS485接(jiē)口，采用ProfibusDP通訊(xùn)協(xié)議與(yǔ)上(shàng)層(céng)通訊(xùn)係(xì)統(tǒng)進行通(tōng)訊，使(shǐ)用PLC作為(wéi)ProfibusDP主站，M102一P作為從站
。8000Vd選(xuǎn)礦廠共(gòng)有(yǒu)15個低(dī)壓配電室，每個配(pèi)電室均有PLC站，各配(pèi)電(diàn)室的M102一(yī)P通過(guò)總綫型(xíng)連接(jiē)方式掛到網絡(luò)上，為(wéi)保證(zhèng)通訊傳輸(shū)速率(shuài)，每個總(zǒng)綫(xiàn)上不超(chāo)過20個節(jié)點，各配(pèi)電室(shì)PLC站通過光(guāng)纖與(yǔ)控製(zhì)室主(zhǔ)PLC構(gòu)成環網(wǎng)，將(jiāng)M102一P數據上(shàng)傳至上位機(jī)，快速(sù)響應(yīng)上(shàng)位機的(dí)實時(shí)查詢(xún)等要求並執(zhí)行(háng)相應(yīng)操作，為(wéi)電(diàn)氣操作(zuò)及工藝控(kòng)製人員通過(guò)計(jì)算(suàn)機瀏(liú)覽生(shēng)產(chǎn)負荷(hé)和(hé)生產過(guò)程的情況(kuàng)，及時(shí)調(tiáo)整(zhěng)生(shēng)產(chǎn)進(jìn)度(dù)，預(yù)防和處(chǔ)理突(tū)發事(shì)故(gù)
。
3效益分析(xī)
    三(sān)山島(dǎo)金(jīn)礦(kuàng)8000Vd選礦廠(chǎng)於2013年達產(chǎn)，試車(chē)期間(jiān)電力係統(tǒng)運行平(píng)穩，為(wéi)達產(chǎn)做出了(liǎo)重要保證
。馬達保護器(qì)期投資大，但(dàn)後期收(shōu)益可(kě)觀
。其經濟(jì)效益主(zhǔ)要(yào)體現在能大(dà)幅降(jiàng)低後期(qī)維護(hù)費用(yòng)，減(jiǎn)員(yuán)增(zēng)效，創造良好(hǎo)的社會效益(yì)等方麵
。
(1)硬件(jiàn)投(tóu)資
    設備(bèi)及零部(bù)件使用分析：項目共采(cǎi)購160台M102一(yī)P馬達(dá)保護(hù)器及配(pèi)件，投資120萬元；增(zēng)加了(liǎo)馬達保護器(qì)後，可(kě)節省160個熱繼(jì)電器
。現場(cháng)總綫係統的(dí)智能設備(bèi)分散在各配電室(shì)，能直接(jiē)執行(háng)控製(zhì)和(hé)計算功能，可減(jiǎn)少大量(liáng)的變送器及調(tiáo)節(jié)器，計算(suàn)單(dān)元(yuán)等，也(yě)不(bù)再(zài)需(xū)要(yào)DCS係(xì)統的(dí)信號傳(chuán)輸處(chǔ)理單(dān)元及其大量(liáng)復(fù)雜的(dí)硬綫(xiàn)連接(jiē)，與采用(yòng)硬(yìng)接綫(xiàn)連接相(xiāng)比，PLC係(xì)統可(kě)減少23個(gè)32點DI模塊，1O個32點DO模(mó)塊，1O個(gè)16點AI模(mó)塊，還(huán)可節(jié)省160個品(pǐn)牌電(diàn)流變送器
。按照以(yǐ)上設(shè)備(bèi)招標價格(gé)計(jì)算，除去馬(mǎ)達(dá)保(bǎo)護器，設備投(tóu)資(zī)可節(jié)省22萬(wàn)元
。
    電纜使用及(jí)安(ān)裝(zhuāng)費(fèi)用分(fēn)析(xī)：按(àn)照配電櫃(guì)離儀(yí)控(kòng)櫃(guì)之間(jiān)的距(jù)離15m計(jì)算，如果(guǒ)采用硬接綫方式，每(měi)個節(jié)點(diǎn)需敷設(shè)KW14$1．5電纜和(hé)DJYPVP121．5電(diàn)纜(lǎn)，如(rú)果(guǒ)安(ān)裝(zhuāng)馬達保護器(qì)則每(měi)個配電(diàn)室平(píng)均敷設(shè)20mDP電纜即(jí)可
。現(xiàn)場總(zǒng)綫係統的接綫十分(fēn)簡(jiǎn)單(dān)，一條(tiáo)通(tōng)信(xìn)總綫(xiàn)上可掛(guà)接幾個(gè)甚(shèn)至(zhì)上百個(gè)設備，節(jié)省(shěng)安(ān)裝附(fù)件，安裝工作(zuò)量大大(dà)減(jiǎn)少(shǎo)，設計及接綫(xiàn)校對的工作量也(yě)大大(dà)減(jiǎn)少(shǎo)
。資(zī)料(liào)顯示，與DCS相(xiāng)比(bǐ)，現(xiàn)場(cháng)總(zǒng)綫(xiàn)係統的(dí)安裝費(fèi)用(yòng)可節省60％以上
。按照(zhào)電(diàn)纜(lǎn)招標價格及(jí)安裝(zhuāng)工(gōng)程(chéng)定額計算(suàn)，此(cǐ)項可節(jié)省投(tóu)資4萬元
。
從硬件投資(zī)來看(kàn)，從傳(chuán)統的(dí)熱繼(jì)電器(qì)換(huàn)為智能(néng)馬(mǎ)達保護器需一(yī)次(cì)性投(tóu)資(zī)94萬元(yuán)
。
(2)減少(shǎo)維護維修(xiū)費用(yòng)，達(dá)到(dào)減員增效的(dí)目的(dí)
    由於馬(mǎ)達保(bǎo)護器(qì)具有(yǒu)自診斷(duàn)及一定的故障處(chǔ)理能(néng)力，可(kě)以(yǐ)早期分析與排(pái)除(chú)故障(zhàng)，短維護停工(gōng)時間(jiān)
。同時，由於(yú)係(xì)統結構簡化(huà)，接(jiē)綫簡單(dān)，減(jiǎn)少(shǎo)了維(wéi)護工作量(liáng)
。加裝(zhuāng)馬達(dá)保護器後，每年(nián)可減少電動(dòng)機燒毀事故(gù)，總容量在(zài)500kW左(zuǒ)右(yòu)，每(měi)年可節(jié)約(yuē)電機(jī)換或維(wéi)修費(fèi)用(yòng)約15萬(wàn)元；換(huàn)裝(zhuāng)智能(néng)馬(mǎ)達保護器(qì)後，8000Vd選礦廠電(diàn)氣維(wéi)護(hù)人員(yuán)可(kě)比原來(lái)減(jiǎn)少4人，4人(rén)年工(gōng)資共計(jì)25萬；由於(yú)馬達保護器(qì)保護(hù)的都是重要(yào)電(diàn)機設(shè)備，換(huàn)裝智(zhì)能馬達保(bǎo)護器後，選(xuǎn)廠(chǎng)設備故障(zhàng)停機(jī)率可由(yóu)3％o降(jiàng)低到2‰，即每年可(kě)減(jiǎn)少停(tíng)車(chē)時間(jiān)7．92小時(shí)，按照(zhào)含金(jīn)量為2克／噸，回(huí)收(shōu)率為(wéi)0．95，金價為(wéi)280元／克計算，由(yóu)此產(chǎn)生(shēng)的(dí)經(jīng)濟(jì)效(xiào)益(yì)為57萬元
。
   綜上(shàng)所述(shù)，8000t／d選(xuǎn)礦廠(chǎng)項目對智(zhì)能馬達保護器(qì)需(xū)一次性投(tóu)資94萬(wàn)元(yuán)，在(zài)達產運行後，每年可產生(shēng)的經濟效(xiào)益(yì)為97萬(wàn)元
。
 
4安科瑞(ruì)ARD係(xì)列智(zhì)能(néng)電動機保護(hù)器(qì)介(jiè)紹與綜(zōng)合選(xuǎn)型
4.1產品(pǐn)簡(jiǎn)介
    ARD該係列(liè)低壓電(diàn)動(dòng)機保護器，具(jù)有(yǒu)過載(zǎi)，斷相，不平衡(héng)，欠(qiàn)載(zǎi)，接地(dì)/漏電(diàn)，堵轉等保護功能
。可與(yǔ)接觸器，電(diàn)動機(jī)起(qǐ)動(dòng)器等(děng)電(diàn)器(qì)元(yuán)件(jiàn)構(gòu)成電(diàn)動(dòng)機(jī)控製保(bǎo)護(hù)單(dān)元，具(jù)有遠程自(zì)動(dòng)控製，現(xiàn)場直接(jiē)控(kòng)製，麵板指(zhǐ)示(shì)，信號報(bào)警，現場總綫(xiàn)通(tōng)信等功能(néng)
。應(yīng)用(yòng)範圍：可廣泛應(yīng)用(yòng)於(yú)煤(méi)礦(kuàng)，石(shí)化，冶煉(liàn)，電(diàn)力，建築(zhù)等行(háng)業(yè)的(dí)配(pèi)電領(lǐng)域
。
4.2產品(pǐn)選型
 

 
5結束語(yǔ)
    智能(néng)馬達保護器性(xìng)能先進(jìn)，能(néng)對低(dī)壓(yā)電機提(tí)供一(yī)整(zhěng)套專(zhuān)業(yè)化的集(jí)控(kòng)製(zhì)，保護與監(jiān)測於一體的(dí)智(zhì)能(néng)化管理模式(shì)，是(shì)過程控(kòng)製係統電(diàn)動機智能化(huà)管理的(dí)理(lǐ)想(xiǎng)選(xuǎn)擇，為8000Vd選(xuǎn)礦(kuàng)廠(chǎng)產(chǎn)生(shēng)了(liǎo)良(liáng)好的經濟(jì)效益
。因(yīn)此(cǐ)，廣(guǎng)泛采(cǎi)用智(zhì)能馬達保護器(qì)，不但(dàn)可(kě)以提(tí)高(gāo)選礦(kuàng)廠工(gōng)藝(yì)控(kòng)製(zhì)的(dí)準確(què)性(xìng)，科學(xué)性(xìng)，降(jiàng)低(dī)事故率(shuài)，而且(qiě)對於提高三山(shān)島金礦(kuàng)選(xuǎn)礦(kuàng)廠電氣控製係統的自(zì)動(dòng)化水(shuǐ)平起(qǐ)到推動作用
。
 
【參(cān)考(kǎo)文獻(xiàn)】 
【1】高文東,李(lǐ)錦昕(xīn),宋運偉,淺(qiǎn)談電動(dòng)機(jī)智(zhì)能保護(hù)器的(dí)工程應(yīng)用(yòng)[J].氯(lǜ)鹼工業(yè),2004(2):41—43
【2】李(lǐ)濤(tāo),蘆新濤(tāo),段銀聯(lián),智(zhì)能馬達保(bǎo)護器在礦山電機(jī)控製係(xì)統中(zhōng)的應用
【3】安科瑞企業微(wēi)電網(wǎng)設(shè)計與(yǔ)應用手(shǒu)冊(cè)，2019.11版(bǎn)