目前煤礦系統(tǒng)設(shè)備上使用的電機(jī)，大部分采用熱繼電器,，作為電機(jī)的過載保護(hù)元件,，因其體積小、結(jié)構(gòu)簡單,、成本低等優(yōu)點(diǎn)在生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用,。但由于熱繼電器靈敏度低、誤差大,、穩(wěn)定性差,，保護(hù)不可靠。受環(huán)境,、溫度,、本身材料等影響，在保護(hù)電機(jī)方面,，已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代化煤礦生產(chǎn)的需要,。
1 煤礦設(shè)備電機(jī)損壞原因及改進(jìn)的目的
在維修車間的維修過程中，我們發(fā)現(xiàn),，大部分損壞的電機(jī),，都是由于過流、堵轉(zhuǎn),、過載,、斷相、欠電壓造成,。而造成這些電機(jī)損壞的原因卻不盡相同,，往往保護(hù)電路失靈、失效、參數(shù)選擇不正確等,，都是造成事故電機(jī)損壞的罪魁禍?zhǔn)?。如果能提前預(yù)警，及時處理,，就能大大地避免對設(shè)備電機(jī)造成的傷害,，延長其使用壽命，降低了維修成本,，提高運(yùn)行系數(shù),。
基于以上原因，對煤礦設(shè)備電機(jī)的保護(hù)改進(jìn)上也勢在必行,。目前,，市場上電機(jī)保護(hù)產(chǎn)品未有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，型號規(guī)格五花八門,。制造廠商為了滿足用戶不同的使用需求派生出很多的系列產(chǎn)品,，種類繁多，功能繁雜,，給使用選型帶來諸多不便,。所以我們要根據(jù)自己的實(shí)際情況，考慮實(shí)際要求,，來選擇保護(hù)模式和方式,。
大部分煤礦地處偏僻，環(huán)境惡劣,。對電機(jī)保護(hù)器選型也提出了苛刻的要求,。所以在選擇保護(hù)器上一定要考慮電機(jī)與保護(hù)器的合理配用關(guān)系。理想的電機(jī)保護(hù)器不是功能多,，也不是所謂先進(jìn)的，而是應(yīng)該滿足現(xiàn)場實(shí)際需求,，做到經(jīng)濟(jì)性和可靠性的統(tǒng)一,，具有較高的性能價格比。
2 智能電機(jī)保護(hù)器的現(xiàn)場應(yīng)用與選型
以我們用常見的智能型保護(hù)器為例來說明,，介紹一下電機(jī)保護(hù)器外部輸入與保護(hù)器的配合關(guān)系,，以便給選型和使用提供一些參考。
常見的幾種引起電機(jī)故障源輸入信號連接方式,。主要有：電壓信號輸入,、電流信號輸入、零序信號輸入,、溫度信號輸入,。電源采用交流220V供電，輸出方式直接采用接觸器控制。
其他輸入輸出功能備選,，如模擬量輸出可直接連接電壓表,、電流表,以及作為其他外接設(shè)備的驅(qū)動信號。RS485通訊接口可用來遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)連接監(jiān)測控制電機(jī),，作為大型設(shè)備和危險操作場所是*的,。開關(guān)量信號輸入可作為電機(jī)啟動模式選擇，使用比較靈活,。作為擴(kuò)展功能備用,。
2.1 欠壓、過壓,、缺相保護(hù)
2.1.1 欠壓
當(dāng)供電系統(tǒng)出現(xiàn)不正常的情況,，電壓降低到一定程度，電機(jī)就會出現(xiàn)疲勞,、堵轉(zhuǎn),，達(dá)到幾倍的過電流。有時,，在電壓恢復(fù)的瞬間,，快要停轉(zhuǎn)或已經(jīng)停轉(zhuǎn)的電機(jī)同時運(yùn)轉(zhuǎn)，會導(dǎo)致線路電壓的重新下降,，在配電系統(tǒng)中要盡量避免,。所以，接入欠壓保護(hù)是十分必要的,。
2.1.2 過壓
外因：由雷擊引起,。
操作過電壓：由分閘、合閘等開關(guān)操作引起線路電感在器件兩端感應(yīng)出的過電壓,。
當(dāng)供電系統(tǒng)中,，其相電壓高于我們預(yù)設(shè)的保護(hù)電壓值，保護(hù)器動作,，斷開常閉觸點(diǎn),、使KM斷電，主觸頭斷開,，電機(jī)停轉(zhuǎn),。從而保護(hù)電機(jī)。
2.1.3 缺相
在煤礦系統(tǒng)中,，有相當(dāng)一部分設(shè)備采用三相不接地供電,。當(dāng)供電系統(tǒng)中，某一相斷電,，會使設(shè)備電機(jī)電流突然變大,，使輸入電壓不正常,，當(dāng)電壓值異常于設(shè)定值，保護(hù)器動作,。切斷KM接觸器,。
2.2 過流保護(hù)
過流保護(hù)是電機(jī)保護(hù)中的要點(diǎn)，對電機(jī)的危害也大,。主要包括過載,、短路、堵轉(zhuǎn),、三相不平衡等,。我們把電流互感器作為檢測和輸入元件。
2.2.1 過載
如果在某種情況下使電機(jī)的實(shí)際使用功率超過電機(jī)的額定功率,，則稱這種現(xiàn)象為電機(jī)過載,。過載電機(jī)的工作電流大于其額定電流，通常在1.5倍以內(nèi)應(yīng)屬正常范圍,。一旦超出正常范圍,，保護(hù)機(jī)構(gòu)動作，切斷接觸器,，同時發(fā)出過載信號,。
2.2.2 短路
三相電機(jī)的短路情況復(fù)雜一些，有單相接地短路,，也有相間短路,；單相接地短路時中任意一相與PE線直接短接了，一般不會燒毀電機(jī),，但是會在電機(jī)外殼帶電,，容易造成觸電。另外就是相間短路,，有兩相短路,，也有三相短路，三相短路電流會大得多,。電機(jī)內(nèi)部短路大都是電機(jī)繞組絕緣損壞造成的,，絕緣損壞一般是電機(jī)長時間過載運(yùn)行造成。當(dāng)電機(jī)絕緣破壞,、內(nèi)部匝間短路,、接線錯誤等,，都將發(fā)生短路現(xiàn)象,，瞬間的短路電流使保護(hù)器動作，避免事故進(jìn)一步擴(kuò)大,。
2.2.3 堵轉(zhuǎn)
當(dāng)負(fù)載突然變大,，電機(jī)本身內(nèi)部問題（軸承損壞,、掃膛）、傳動機(jī)構(gòu),、變速器等,，上述任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都是導(dǎo)致堵轉(zhuǎn)的原因,。堵轉(zhuǎn)會使電機(jī)電流持續(xù)增加,，可達(dá)額定電流的7倍，時間稍長就會燒壞電機(jī),，當(dāng)電流值達(dá)到保護(hù)器設(shè)定值時,，保護(hù)器動作。
2.3 零序保護(hù)
零相序保護(hù)輸入端,，正常運(yùn)行的電機(jī)電流大小,、向量之和等于零，零序互感器二次線圈的電流也為零,，當(dāng)發(fā)生接地故障時,，零序互感器二次線圈將出現(xiàn)較大的電流，發(fā)出信號切斷供電,，零序保護(hù)主要用來作為漏電保護(hù),。
2.4 溫度檢測
高溫是電機(jī)絕緣的故障，有時電流值未達(dá)到保護(hù)值,，但是溫度已經(jīng)高到足以損害絕緣狀態(tài)時,，應(yīng)該加以保護(hù)。在電機(jī)內(nèi)部安裝一個熱敏元件,，當(dāng)環(huán)境溫度變化,、散熱不良等一些原因，設(shè)備出現(xiàn)異常致使溫度升高,，超出我們設(shè)定的溫度范圍,，保護(hù)器執(zhí)行保護(hù)動作，斷開電機(jī)回路,，避免高溫帶來的設(shè)備損害,。
以上我們只做了幾種常用的保護(hù)措施輸入，對一些不經(jīng)常巡查,、距離遠(yuǎn),、危險場所（如高溫、腐蝕）,，應(yīng)配合遠(yuǎn)程控制功能,，既保證設(shè)備的正常運(yùn)行，又可保證人員工作正常,，使生產(chǎn)順利進(jìn)行,。
對于一般電機(jī),，以上保護(hù)環(huán)節(jié)已經(jīng)基本能滿足現(xiàn)場需要。當(dāng)然還要考慮到現(xiàn)場環(huán)境,，如現(xiàn)場濕度,、環(huán)境溫度，操作端與執(zhí)行端距離的要求,，設(shè)備維護(hù)周期,，對電網(wǎng)波動敏感程度等。
經(jīng)過以上改進(jìn),，使我們能夠提前預(yù)知電機(jī)運(yùn)行狀態(tài),，在出現(xiàn)問題時，能夠及早判斷,。通過保護(hù)器的回看功能,，還能判斷出現(xiàn)問題的基本位置，為維修維護(hù)提供依據(jù),。
3 保護(hù)器選擇分類
現(xiàn)代智能電機(jī)保護(hù)器還有很多在實(shí)際生產(chǎn)中需要的功能,，如回看功能、遠(yuǎn)程通訊,、遠(yuǎn)程控制,、多種啟動方式選擇等。
保護(hù)器在類型上分為：一般普通型,、數(shù)碼顯示監(jiān)控型,、智能監(jiān)控中文顯示型、專機(jī)型,。
3.1 一般普通型
結(jié)構(gòu)比較簡單,，主要功能以突出過載、缺相(三相不平衡)堵轉(zhuǎn)等故障保護(hù),。故障類型采用指示燈顯示,。
3.2 數(shù)碼顯示監(jiān)控型
數(shù)碼顯示監(jiān)控型保護(hù)器，內(nèi)部電路運(yùn)用單片機(jī),，采用數(shù)碼管作為顯示窗口,，智能化綜合保護(hù)，集保護(hù),、測量,、通訊、顯示為一體,。整定電流采用數(shù)字設(shè)定,，用戶可以自行對各種參數(shù)修正。
3.3 智能監(jiān)中文顯示控型
智能漢字顯示更適合國內(nèi),，與其他類型相比,，功能更加完善。此類產(chǎn)品對各種參數(shù),、狀態(tài),、信息直接在操作面板單元上中文漢顯液晶顯示，使界面更加直觀醒目,，并且支持遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)通訊功能,。啟動方式有多種選擇，并有存儲回看功能,，給后期的維護(hù)維修提供了數(shù)據(jù)依據(jù),。
3.4 專機(jī)型
針對某臺或某種設(shè)備為主的保護(hù)器，保護(hù)功能相近,，外形和接線方式改變,，突出性。
4 保護(hù)器在選擇上應(yīng)注意事項(xiàng)
在選擇保護(hù)器的同時,，還要考慮到以下幾種因素：
(1)電動機(jī)主要參數(shù)：主要是功率,、電壓、電流,、頻率方面,為選型提供依據(jù),。
(2)使用環(huán)境因素的影響：主要指溫度、濕度,、污染等,。
(3)電動機(jī)使用方向：指拖動機(jī)械設(shè)備要求。
(4)控制系統(tǒng)：控制模式有手動,、自動化程序等工作運(yùn)行,。啟動方式有直接、降壓,、星三角,、頻敏變阻器、變頻器,、軟起動等啟動方式,。
(5)安裝要求：在選型上要考慮安裝空間大小，留有足夠的余量,，便于散熱及接線,、維護(hù)、查看方便,。
(6)靈敏度要求：是帶載啟動還是空載啟動,，是滿載還是逐漸加載，主要是在電流設(shè)定方面要考慮到啟動瞬間的電流值與額定電流值之間的時間差,。
(7)其他方面：如生產(chǎn)現(xiàn)場對電動機(jī)位置的隨意性,、啟動停止的頻繁程度等,。
5 安科瑞ARD系列智能電動機(jī)保護(hù)器介紹與綜合選型
5.1產(chǎn)品簡介
ARD該系列低壓電動機(jī)保護(hù)器，具有過載,、斷相,、不平衡、欠載,、接地/漏電,、堵轉(zhuǎn)等保護(hù)功能?？膳c接觸器,、電動機(jī)起動器等電器元件構(gòu)成電動機(jī)控制保護(hù)單元，具有遠(yuǎn)程自動控制,、現(xiàn)場直接控制,、面板指示、信號報(bào)警,、現(xiàn)場總線通信等功能,。應(yīng)用范圍：可廣泛應(yīng)用于煤礦、石化,、冶煉,、電力、建筑等行業(yè)的配電領(lǐng)域,。
6 結(jié)語
通常選用電機(jī)保護(hù)器,，要充分考慮到電機(jī)的過載能力，避免損壞,。提高可靠性和生產(chǎn)的連續(xù)性,。力爭做到經(jīng)濟(jì)合理。在功能選擇上應(yīng)綜合考慮到電機(jī)的本身的價值,、負(fù)載類型,、使用環(huán)境、占主體設(shè)備上的重要程度,、停止電機(jī)運(yùn)行是否會對生產(chǎn)造成影響以及影響的程度等因素,。
通過以上改造，必定能改善供電,、用電系統(tǒng)的穩(wěn)定性,，并且對煤礦電氣控制系統(tǒng)的自動化水平提高了一個臺階，同時大大降低了維修成本,，提高了電機(jī)的運(yùn)行效率,，增加了經(jīng)濟(jì)效益，對煤礦生產(chǎn)具有推進(jìn)作用。
【參考文獻(xiàn)】
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