摘要(yào)：電(diàn)動機設備是(shì)水(shuǐ)泥企業(yè)中應用*泛的動力裝置，而水(shuǐ)泥(ní)生產企業屬於能(néng)耗高(gāo)，汙染(rǎn)大又需要設備連(lián)續不(bù)間斷(duàn)工作的(dí)行(háng)業，電動機(jī)作為(wéi)水(shuǐ)泥行(háng)業(yè)設(shè)備的動力來(lái)源，其安(ān)全，穩(wěn)定(dìng)可(kě)靠(kào)的運轉對水泥行(háng)業的(dí)平(píng)穩生(shēng)產起著(zhuó)至(zhì)關重要的作(zuò)用，本(běn)文綜(zōng)合(hé)介紹安(ān)科(kē)瑞ARD2F智(zhì)能型(xíng)電動機(jī)保(bǎo)護(hù)器在(zài)某水泥(ní)廠(chǎng)的實際應(yīng)用(yòng)，並(bìng)闡述(shù)了ARD2F智(zhì)能型電動機(jī)保護(hù)器產品的特(tè)點及(jí)其(qí)智能化保(bǎo)護(hù)，測量(liáng)，控製(zhì)和通(tōng)訊等，供(gōng)工程設計中參(cān)考

關(guān)鍵詞：水泥(ní)，電動機保護(hù)，智(zhì)能(néng)化(huà)，通訊(xùn)

一(yī)， 引言

隨著(zhuó)現代化水泥(ní)工(gōng)業(yè)生(shēng)產規(guī)模增大，生產(chǎn)設(shè)備(bèi)也越來(lái)越(yuè)大型(xíng)化(huà)，因此所需(xū)用的(dí)拖(tuō)動電(diàn)動(dòng)機的(dí)功率也(yě)越(yuè)來(lái)越大(dà)。水(shuǐ)泥(ní)廠生產(chǎn)工(gōng)藝(yì)流(liú)程較復(fù)雜(zá)，可以(yǐ)總(zǒng)結(jié)水泥生(shēng)產過(guò)程(chéng)為生料(liào)製備(bèi)（一磨），熟料煅(duàn)燒(shāo)（一燒(shāo)），水(shuǐ)泥粉磨(mó)（二(èr)磨）。因此，低壓電動機作為水泥生產過(guò)程中常用(yòng)的機組，數量多(duō)，種(zhǒng)類(lèi)復(fù)雜，隨(suí)著科學(xué)技(jì)術的(dí)不斷(duàn)進步(bù)和工(gōng)藝控製(zhì)過(guò)程的(dí)不斷*，尤(yóu)其(qí)是(shì)適(shì)應自(zì)動化(huà)生(shēng)產要求(qiú)，迫(pò)切需(xū)要開發和*電動(dòng)機的(dí)控(kòng)製和保(bǎo)護(hù)設(shè)備(bèi)，實現(xiàn)對整個自(zì)動(dòng)化生(shēng)產(chǎn)過程和大型(xíng)機械設(shè)備(bèi)的(dí)遙(yáo)控，遙測，遙調，故障診(zhěn)斷以及(jí)集中控(kòng)製等功(gōng)能。

水(shuǐ)泥生產(chǎn)是一項較龐大的(dí)工(gōng)程，生產環境比(bǐ)較惡劣，粉塵(chén)汙染嚴重，受(shòu)生產工藝的(dí)限製(zhì)使(shǐ)得(dé)其(qí)工作(zuò)場(cháng)所(suǒ)的通(tōng)風(fēng)條件差且環境(jìng)溫(wēn)度較(jiào)高，而且(qiě)需(xū)要設定大量的工(gōng)作(zuò)站點(diǎn)，包括(kuò)原(yuán)料控製站(zhàn)，破碎站，原料粉磨站，熟料庫控(kòng)製站(zhàn)，水泥(ní)磨控製(zhì)站，水(shuǐ)泥包裝控(kòng)製站(zhàn)等，然(rán)而在(zài)這(zhè)些站(zhàn)點(diǎn)中使用了大(dà)量(liáng)低(dī)壓電動(dòng)機來(lái)控製(zhì)其他(tā)設備(bèi)的(dí)運行，運(yùn)用(yòng)簡(jiǎn)單的電壓表(biǎo)，電流(liú)表，電(diàn)能(néng)表和頻(pín)率表等(děng)由(yóu)於受到(dào)通(tōng)信(xìn)功能(néng)不夠(gòu)靈(líng)活(huó)，儀表(biǎo)功能單一(yī)等(děng)多種(zhǒng)條件的(dí)約(yuē)束，已經無(wú)法滿(mǎn)足(zú)電廠(chǎng)設(shè)備自(zì)動化(huà)生產(chǎn)的(dí)要求。水泥行(háng)業(yè)生產過(guò)程的特(tè)點為長周期運行，一旦開(kāi)機，在(zài)沒有特殊情(qíng)況(kuàng)發生(shēng)的(dí)前提(tí)下，一般不(bù)會停機。現代化大型(xíng)水(shuǐ)泥企(qǐ)業年運(yùn)轉率很高(gāo)，這樣(yàng)就必須有高質(zhì)量的，高(gāo)可靠性的電氣(qì)設備保證其(qí)生產(chǎn)過程(chéng)的連(lián)續不(bù)間(jiān)斷性(xìng)，一(yī)旦(dàn)故(gù)障(zhàng)停機(jī)就(jiù)會造(zào)成巨大的(dí)經濟損失(shī)。智能(néng)型(xíng)電動(dòng)機(jī)保護(hù)器可(kě)實現重載(zǎi)起(qǐ)動，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動機的溫度保(bǎo)護，還提(tí)供(gōng)多(duō)種(zhǒng)測控功能和(hé)控製模式，能夠滿足水(shuǐ)泥(ní)生產(chǎn)過程(chéng)對(duì)電機(jī)設備(bèi)的(dí)全麵保(bǎo)護(hù)及(jí)其控(kòng)製要求，不(bù)僅能(néng)提高電機設備的(dí)運行能(néng)力(lì)，延長電機設(shè)備的使用壽命，同時也能提(tí)高企業生(shēng)產效率，節(jié)約(yuē)能源(yuán)。本(běn)文以(yǐ)ARD2F智(zhì)能型(xíng)電動機(jī)保護器在水泥生(shēng)產中的實際(jì)應用進行(háng)具體介紹。

二(èr)，水泥生產對保護器(qì)的功能要(yào)求

水(shuǐ)泥(ní)行業電機是(shì)大(dà)容量，高(gāo)負荷連(lián)續運轉的(dí)設備(bèi)，電(diàn)動機長期承(chéng)受(shòu)大負(fù)荷(hé)，就會使(shǐ)繞組上溫度上(shàng)升過(guò)高(gāo)而降低(dī)絕緣性(xìng)能(néng)甚(shèn)至損壞絕緣(yuán)，最終縮(suō)短電動機的(dí)使(shǐ)用壽(shòu)命，因(yīn)此(cǐ)，對(duì)水泥(ní)生(shēng)產過程中電機(jī)設備的(dí)可靠(kào)性，穩定(dìng)性(xìng)及功(gōng)能要(yào)求(qiú)非常高(gāo)。在生產(chǎn)運行(háng)或(huò)設備檢(jiǎn)修(xiū)過(guò)程(chéng)中，常(cháng)見(jiàn)的電(diàn)動(dòng)機故障可分(fēn)為(wéi)以(yǐ)下幾(jī)種(zhǒng)：

1，機(jī)械故障

1）掃(sǎo)膛：由(yóu)於(yú)軸(zhóu)承損壞，軸彎或者檢修(xiū)人員(yuán)裝(zhuāng)配(pèi)不當(dāng)，導致定轉子(zǐ)產生(shēng)摩擦
；

2）軸承損(sǔn)壞：由於軸(zhóu)承(chéng)裝(zhuāng)配不當，定/轉子(zǐ)鐵心(xīn)軸向錯(cuò)位或重(zhòng)新(xīn)對轉軸(zhóu)機(jī)加(jiā)工(gōng)後精度不夠，電動(dòng)機本體(tǐ)運行(háng)溫升過高(gāo)等
；

3）振(zhèn)動(dòng)：由(yóu)於電(diàn)動機本(běn)身或(huò)傳(chuán)動(dòng)裝置不良(liáng)等。

2，電氣故(gù)障

1）缺相運行(háng)：電(diàn)動(dòng)機發生堵(dǔ)轉時電(diàn)流(liú)比正(zhèng)常工作的(dí)電(diàn)流大得(dé)多(duō)。在(zài)此(cǐ)情況(kuàng)下(xià)，運行時(shí)間(jiān)過長(cháng)或過於頻繁起(qǐ)動，將(jiāng)會(huì)導致電動(dòng)機(jī)繞組(zǔ)燒毀
；

2）繞(rào)組(zǔ)短(duǎn)路或接地(dì)：匝間短(duǎn)路(lù)的最大(dà)原因(yīn)是(shì)電(diàn)機溫(wēn)度異常(cháng)升高(gāo)而(ér)導(dǎo)致(zhì)的(dí)，而接(jiē)地故障大(dà)多是(shì)由於繞組絕(jué)緣損壞
；

3）三(sān)相(xiāng)電(diàn)流(liú)不平(píng)衡(héng)：由於電動機(jī)外(wài)部(bù)電源電(diàn)壓不平衡或內(nèi)部(bù)繞組匝間短(duǎn)路(lù)或(huò)電(diàn)動機維修(xiū)時(shí)綫圈匝數錯(cuò)誤或接綫錯誤等。

因此，對某(mǒu)水(shuǐ)泥(ní)廠電(diàn)機設備進(jìn)行有(yǒu)效(xiào)的(dí)維(wéi)護(hù)是(shì)很有(yǒu)必(bì)要(yào)的(dí)，對ARD2F智能型電(diàn)動機(jī)保(bǎo)護(hù)器具體功能要求(qiú)如(rú)下(xià)：

（1）*的(dí)電機(jī)保(bǎo)護(hù)功能

保(bǎo)護(hù)器(qì)通過(guò)采集電路中的三(sān)相交(jiāo)流電流，三相交(jiāo)流電(diàn)壓，剩餘電流(liú)，PTC熱電阻阻(zǔ)值，電動機(jī)電能(néng)等電力參數，以(yǐ)及電動(dòng)機運(yùn)行過程中(zhōng)的各(gè)種(zhǒng)運動(dòng)狀(zhuàng)態等(děng)信(xìn)號(hào)，經保護器內部(bù)處理(lǐ)運(yùn)算(suàn)，從(cóng)而實現對過載反(fǎn)時限，過載定時限，接地(dì)，起動超(chāo)時(shí)，漏(lòu)電，欠載(zǎi)，斷(duàn)相(xiāng)，堵(dǔ)轉，阻塞，短路，溢出，不(bù)平衡(電(diàn)流(liú)，電壓(yā))，過(guò)功率(shuài)，欠(qiàn)功(gōng)率，過壓，欠(qiàn)壓，相(xiāng)序，溫度(dù)，tE時間，外部故障(zhàng)，起動次(cì)數(shù)限製，運行(háng)時間報(bào)警，故障次數報警等(děng)全麵綜合保護(hù)，進而保(bǎo)證(zhèng)水泥廠生(shēng)產工(gōng)作的(dí)安全(quán)連續(xù)運行。

（2）及時排除電(diàn)動(dòng)機(jī)運(yùn)行故(gù)障功(gōng)能(néng)

水泥(ní)生(shēng)產現場電動(dòng)機運行過(guò)程(chéng)中通(tōng)過(guò)電動機保(bǎo)護器對電機設備進行檢(jiǎn)測，當電動機出現狀況時應及時(shí)發出報警(jǐng)信(xìn)號，並(bìng)記錄故(gù)障(zhàng)信息，方便(biàn)維護人員(yuán)查(chá)找故障原因並(bìng)作(zuò)出及時的(dí)處(chǔ)理(lǐ)，保證故障(zhàng)發(fā)生(shēng)時(shí)電(diàn)機(jī)設(shè)備動作(zuò)的可(kě)靠性(xìng)和(hé)靈敏(mǐn)性。

（3）對(duì)現(xiàn)場各設備進行(háng)遠程監測功(gōng)能

水泥(ní)生產現(xiàn)場(cháng)環境(jìng)比較(jiào)惡劣(liè)，保(bǎo)護器(qì)不(bù)僅要(yào)提供(gōng)電機設備的保護功(gōng)能，而(ér)且要(yào)求(qiú)能(néng)夠(gòu)帶RS-485通訊(xùn)接口(kǒu)，經過Modbus-RTU/Profibus-DP通訊(xùn)協(xié)議與(yǔ)上(shàng)位(wèi)機管(guǎn)理係統進行通訊(xùn)連(lián)接，實現(xiàn)實(shí)時監測電動機的運(yùn)行(háng)狀(zhuàng)態以及運行過(guò)程(chéng)中的(dí)電力參數(shù)，保證後台操作(zuò)人(rén)員能(néng)讀取，修改水泥(ní)成產現(xiàn)場(cháng)電(diàn)動(dòng)機(jī)保護器的各(gè)種(zhǒng)整(zhěng)定(dìng)參數並通(tōng)過(guò)後台人機界(jiè)麵(miàn)實時(shí)觀察當前現場電動(dòng)機控(kòng)製回路的(dí)工作(zuò)狀態(tài)，供電電源質量等，實現(xiàn)對生產現場設備遠(yuǎn)程(chéng)實時監(jiān)控。

三，應(yīng)用案例

水泥生產工(gōng)藝流程較多，所以將保護器有效(xiào)的應用於電動(dòng)機保護設(shè)備控製(zhì)回(huí)路的同(tóng)時(shí)要能夠(gòu)滿足水泥廠的(dí)大型(xíng)控製係(xì)統(tǒng)的要(yào)求。某水(shuǐ)泥廠控(kòng)製(zhì)係(xì)統(tǒng)通(tōng)過Profibus DP通訊(xùn)接(jiē)口與PC機(jī)，接觸器，電動機以(yǐ)及(jí)其他(tā)設備構(gòu)成(chéng)控製(zhì)係(xì)統(tǒng)，工程師通過監控計算機以及(jí)生(shēng)產(chǎn)管理(lǐ)軟件完(wán)成對整個(gè)係(xì)統(tǒng)設備的數據(jù)采(cǎi)集，處理(lǐ)，顯示和監(jiān)視功(gōng)能，並在(zài)滿足權限(xiàn)和邏(luó)輯(jí)時(shí)，通(tōng)過(guò)遠程控製(zhì)軟件(jiàn)實現(xiàn)對現(xiàn)場相應的電機(jī)設備等的控(kòng)製(zhì)。

圖1  現(xiàn)場安裝(zhuāng)照片(piàn)

水(shuǐ)泥(ní)廠采(cǎi)用(yòng)保護器(qì)用(yòng)於(yú)電機(jī)保護(hù)控製回路，取(qǔ)代(dài)熱繼電器(qì)等作為電(diàn)動機的過載保護和控製(zhì)元件，而(ér)且利用先進的(dí)通訊(xùn)技術，實(shí)現了(liǎo)水(shuǐ)泥(ní)生產(chǎn)中電(diàn)機(jī)設備控(kòng)製(zhì)的(dí)自動化。通過將(jiāng)90L顯(xiǎn)示模塊(kuài)嵌入(rù)安裝在開(kāi)關抽屉的活動(dòng)麵板內，來(lái)簡化(huà)水泥廠控製(zhì)櫃(guì)內(nèi)接綫(xiàn)，使得配電室(shì)內(nèi)設備運(yùn)行情況及故障狀(zhuàng)態清晰可見(jiàn)，方便工(gōng)程師(shī)隨時調整係(xì)統，設(shè)定(dìng)參(cān)數和顯示(shì)，監控(kòng)以(yǐ)及(jí)檢修維護。將(jiāng)ARD2F保(bǎo)護(hù)器應用(yòng)於(yú)某(mǒu)水(shuǐ)泥廠(chǎng)生(shēng)產(chǎn)綫(xiàn)電機設(shè)備(bèi)的(dí)控製(zhì)回(huí)路(lù)，實(shí)現(xiàn)水(shuǐ)泥廠對電(diàn)機保護的要(yào)求(qiú)。如(rú)圖2是(shì)ARD2F智能(néng)型(xíng)電(diàn)動(dòng)機保(bǎo)護(hù)器(qì)應(yīng)用於(yú)某(mǒu)水(shuǐ)泥廠(chǎng)電動機設備控(kòng)製(zhì)回路(lù)工作(zuò)原理(lǐ)圖：

圖(tú)2  ARD2F智能(néng)型電動機保護器(qì)應用(yòng)於某水泥廠電(diàn)動機(jī)設(shè)備控(kòng)製(zhì)回(huí)路接(jiē)綫(xiàn)圖

由於(yú)現代水泥工(gōng)廠采用的大型電(diàn)機設備較多，大於110KW及以(yǐ)上(shàng)的(dí)電機(jī)，均采用在(zài)主回路(lù)裝(zhuāng)設(shè)電流互感器。考(kǎo)慮(lǜ)到水泥(ní)生產(chǎn)工藝(yì)的不同(tóng)和企(qǐ)業(yè)投(tóu)入的資金，電(diàn)動(dòng)機(jī)需(xū)要不(bù)同(tóng)的起動方式(shì)，ARD2F智能型(xíng)電動機(jī)保護(hù)器(qì)提供(gōng)靈(líng)活的(dí)聯(lián)鎖功能(néng)，實(shí)現(xiàn)直接啟(qǐ)動(dòng)，雙(shuāng)向(xiàng)啟動(dòng)，星(xīng)/三角啟(qǐ)動(dòng)，自耦(ǒu)變壓(yā)器啟動等，使水泥(ní)廠大型設(shè)備(bèi)的電(diàn)機(jī)得到了有效保(bǎo)護(hù)和控製^[2]。

四，ARD2F產品介紹

ARD2F智能電(diàn)動(dòng)機保護器(qì)適(shì)用於(yú)額(é)定電壓至660V的低壓電動(dòng)機回路，集(jí)保(bǎo)護(hù)，測量(liáng)，控製，通(tōng)訊(xùn)，運維於一(yī)體(tǐ)。其*的(dí)保護功(gōng)能確保電動機安全運行(háng)，帶(dài)有(yǒu)邏輯可(kě)編(biān)程(chéng)功能，可以(yǐ)滿(mǎn)足(zú)多種控製(zhì)方式。可(kě)選配不同通訊模(mó)塊(kuài)適應(yīng)現場(cháng)通訊(xùn)需求(qiú)。

該產(chǎn)品(pǐn)采用(yòng)分體式(shì)結(jié)構，由主體，顯(xiǎn)示單元，互感(gǎn)器組成(chéng)，可(kě)適應(yīng)各種櫃體(tǐ)的安(ān)裝。

技(jì)術參數

功能特(tè)點(diǎn)

■  支持基波和(hé)全(quán)波電力參(cān)數測(cè)量（U，I，P，Q，S，PF，F，EP，EQ），電流及電流不平(píng)衡度(dù)，電流正序，負(fù)序，零(líng)序(xù)分(fēn)量(liáng)，電壓，三(sān)相電壓相(xiāng)角，剩(shèng)餘(yú)電(diàn)流(liú)。 

■  保護功能包括過載(zǎi)反時限(xiàn)，過(guò)載(zǎi)定時(shí)限(xiàn)，接地，起動超(chāo)時，漏電，欠(qiàn)載，斷相，堵(dǔ)轉(zhuǎn)，阻(zǔ)塞(sāi)，短路(lù)，溢出，不平衡(héng)(電流(liú)，電(diàn)壓)，過功率(shuài)，欠功率，過(guò)壓，欠(qiàn)壓，相序(xù)，溫度，tE時(shí)間(jiān)，外部故障，起(qǐ)動(dòng)次數限製，運(yùn)行時(shí)間報(bào)警(jǐng)，故障次(cì)數報(bào)警。

■  9路(lù)可編(biān)程DI輸(shū)入(rù)，默(mò)認采用內置(zhì)DC24V電(diàn)源，也(yě)可選(xuǎn)擇(zé)外(wài)部有源濕(shī)接點。

■  5路可(kě)編(biān)程DO輸(shū)出，滿(mǎn)足(zú)直(zhí)接(jiē)起動，星(xīng)—三(sān)角起動，自耦變壓器起動，等(děng)多種起動方式(shì)，可(kě)通(tōng)過通訊總綫(xiàn)實現(xiàn)主(zhǔ)站對電動機(jī)的(dí)遙控(kòng)“起/停"。

■  可(kě)選抗(kàng)晃電(diàn)功能：支持(chí)晃電立(lì)即再啟(qǐ)動，失(shī)壓(yā)重(zhòng)起(qǐ)動。

■  可(kě)選(xuǎn)配(pèi)MODBUS_RTU通訊(xùn)，PROFIBUS DP通訊(xùn)，支持(chí)最多(duō)2路通訊接口(kǒu)。

■  可選配1路DC4-20mA模擬(nǐ)量輸出接口，與DCS係統相(xiāng)接(jiē)，可(kě)實(shí)現對(duì)現場(cháng)設(shè)備(bèi)的監控(kòng)。

■  具有故障記(jì)錄(lù)，起動記(jì)錄，停(tíng)車記錄(lù)，DI變位(wèi)記(jì)錄和(hé)再(zài)起動(dòng)記錄(lù)等各(gè)類事(shì)件(jiàn)記(jì)錄(lù)。

■  顯示界麵液晶顯(xiǎn)示，支持(chí)中(zhōng)/英文(wén)切換。

五，結(jié)束語(yǔ)

隨(suí)著電子(zǐ)技術及(jí)通訊(xùn)技術的(dí)不(bù)斷發(fā)展(zhǎn)。電(diàn)動(dòng)機(jī)保(bǎo)護器(qì)也(yě)在朝著多元化方(fāng)向發(fā)展，電動機(jī)保護(hù)器在水(shuǐ)泥企業(yè)的應用(yòng)也越(yuè)來越廣泛，合理選擇(zé)電機設(shè)備(bèi)的保護功(gōng)能和保(bǎo)護(hù)方式，可提(tí)高設備(bèi)運(yùn)行(háng)的(dí)可靠(kào)性，能(néng)夠(gòu)預防並杜(dù)絕電(diàn)機(jī)燒(shāo)毀(huǐ)，同(tóng)時減少了(liǎo)因非計劃(huá)停車而造(zào)成(chéng)的(dí)損(sǔn)失，降(jiàng)低(dī)了企業(yè)的生(shēng)產(chǎn)成本。

參考文(wén)獻：

（1）企(qǐ)業微(wēi)電(diàn)網設計(jì)與(yǔ)應(yīng)用手冊.2020.6

（2）GB 14048.4-2020 《低壓(yā)開(kāi)關(guān)設備和控(kòng)製(zhì)設備第4-1部分：接(jiē)觸器(qì)和電動機起動(dòng)器(qì)機電式(shì)接(jiē)觸器和(hé)電動機(jī)起(qǐ)動器(qì)(含(hán)電動(dòng)機保護(hù)器)》

（3）JB/T 10736-2007 《低壓電動機保(bǎo)護器(qì)》