摘要(yao)：電(dian)機(ji)設(she)備廣泛應用(yong)于水泥(ni)企業，水泥(ni)生產(chan)企業能耗高、污染大，需要(yao)設(she)備連(lian)續工(gong)作，電(dian)機(ji)作為水泥(ni)行業設(she)備的(de)(de)動力(li)來源，其安全、穩(wen)(wen)定可靠的(de)(de)運行對水泥(ni)行業的(de)(de)穩(wen)(wen)定生產(chan)起(qi)著至(zhi)關重要(yao)的(de)(de)作用(yong)，本文(wen)綜合介紹了ARD2F智能電(dian)機(ji)保(bao)護(hu)器在水泥(ni)廠(chang)的(de)(de)實際(ji)應用(yong)，闡(chan)述了ARD2F智能電(dian)機(ji)保(bao)護(hu)器產(chan)品的(de)(de)特(te)點及其智能保(bao)護(hu)、測量、控制(zhi)和通信，供工(gong)程設(she)計(ji)參(can)考(kao)。

關鍵詞(ci)：水泥、電機(ji)保護、智能(neng)通信(xin)

一、引言

隨著現代水(shui)(shui)泥(ni)工業生(sheng)(sheng)產(chan)規(gui)模(mo)的(de)(de)(de)擴(kuo)大(da)(da)(da)，生(sheng)(sheng)產(chan)設(she)備(bei)的(de)(de)(de)規(gui)模(mo)也(ye)越(yue)來(lai)越(yue)大(da)(da)(da)，所需的(de)(de)(de)拖動電(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)功率(lv)也(ye)越(yue)來(lai)越(yue)大(da)(da)(da)。水(shui)(shui)泥(ni)廠的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)工藝(yi)比較復(fu)雜，可以(yi)總(zong)結為(wei)原料(liao)(liao)制(zhi)備(bei)（一(yi)(yi)磨）、熟料(liao)(liao)煅燒(一(yi)(yi)燒)、水(shui)(shui)泥(ni)研磨（二次研磨）。因此，低壓(ya)電(dian)機(ji)(ji)作為(wei)水(shui)(shui)泥(ni)生(sheng)(sheng)產(chan)過程(cheng)中常用(yong)的(de)(de)(de)機(ji)(ji)組，數(shu)量(liang)多、種(zhong)類復(fu)雜。隨著科技的(de)(de)(de)不斷進步和工藝(yi)控制(zhi)過程(cheng)的(de)(de)(de)不斷完(wan)(wan)善，特別(bie)是為(wei)了滿足(zu)自(zi)動化生(sheng)(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)要求，迫(po)切(qie)需要開發和完(wan)(wan)善電(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)控制(zhi)和保護設(she)備(bei)，實現整(zheng)個(ge)自(zi)動化生(sheng)(sheng)產(chan)過程(cheng)和大(da)(da)(da)型機(ji)(ji)械(xie)設(she)備(bei)的(de)(de)(de)遙控、遙控、遙控、故障診斷和集中控制(zhi)功能。

水(shui)泥生產(chan)(chan)(chan)(chan)是(shi)(shi)一(yi)項龐(pang)大(da)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)程(cheng)，生產(chan)(chan)(chan)(chan)環境(jing)惡劣，粉塵污染嚴(yan)重。由于(yu)生產(chan)(chan)(chan)(chan)工(gong)(gong)藝的(de)(de)(de)限制，工(gong)(gong)作(zuo)場所通風條件差，環境(jing)溫度(du)高。此外，還(huan)需要(yao)設置(zhi)大(da)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)站(zhan)，包括(kuo)原材(cai)料控(kong)(kong)制站(zhan)、破(po)碎站(zhan)、原材(cai)料研(yan)磨站(zhan)、熟料庫(ku)控(kong)(kong)制站(zhan)、水(shui)泥研(yan)磨控(kong)(kong)制站(zhan)、水(shui)泥包裝控(kong)(kong)制站(zhan)等。然而，在這(zhe)些站(zhan)點，大(da)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)低壓電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)被用來控(kong)(kong)制其(qi)(qi)他(ta)設備(bei)(bei)(bei)的(de)(de)(de)運(yun)行(xing)。由于(yu)通信功能(neng)(neng)(neng)不靈(ling)活(huo)、儀表(biao)(biao)功能(neng)(neng)(neng)單一(yi)等條件的(de)(de)(de)限制，簡單的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓表(biao)(biao)、電(dian)(dian)(dian)(dian)流表(biao)(biao)、電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)表(biao)(biao)、頻率表(biao)(biao)無法滿足電(dian)(dian)(dian)(dian)廠設備(bei)(bei)(bei)自動化生產(chan)(chan)(chan)(chan)的(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)。水(shui)泥工(gong)(gong)業(ye)生產(chan)(chan)(chan)(chan)過程(cheng)的(de)(de)(de)特點是(shi)(shi)長(chang)周期運(yun)行(xing)，一(yi)旦(dan)啟動，在無特殊情況的(de)(de)(de)前提下(xia)，一(yi)般不會停機(ji)。現(xian)(xian)代(dai)大(da)型(xing)水(shui)泥企(qi)業(ye)的(de)(de)(de)年經(jing)營率很高，需要(yao)高質量(liang)(liang)、高可(ke)靠性的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)氣設備(bei)(bei)(bei)，以(yi)確(que)保(bao)其(qi)(qi)生產(chan)(chan)(chan)(chan)過程(cheng)的(de)(de)(de)連續性，一(yi)旦(dan)故障停止，將造成巨大(da)的(de)(de)(de)經(jing)濟損失。智(zhi)能(neng)(neng)(neng)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)保(bao)護(hu)(hu)器可(ke)實現(xian)(xian)重載啟動，實現(xian)(xian)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)溫度(du)保(bao)護(hu)(hu)，還(huan)提供(gong)各(ge)種(zhong)測控(kong)(kong)功能(neng)(neng)(neng)和控(kong)(kong)制模式，能(neng)(neng)(neng)滿足水(shui)泥生產(chan)(chan)(chan)(chan)過程(cheng)中(zhong)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)設備(bei)(bei)(bei)的(de)(de)(de)保(bao)護(hu)(hu)和控(kong)(kong)制要(yao)求(qiu)，不僅能(neng)(neng)(neng)提高電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)設備(bei)(bei)(bei)的(de)(de)(de)運(yun)行(xing)能(neng)(neng)(neng)力，延長(chang)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)設備(bei)(bei)(bei)的(de)(de)(de)使(shi)用壽命，還(huan)能(neng)(neng)(neng)提高企(qi)業(ye)生產(chan)(chan)(chan)(chan)效率，節約能(neng)(neng)(neng)源。本(ben)文介(jie)紹(shao)了ARD2F智(zhi)能(neng)(neng)(neng)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)保(bao)護(hu)(hu)器在水(shui)泥生產(chan)(chan)(chan)(chan)中(zhong)的(de)(de)(de)實際應用。

二、水泥生產對保護器的功能要求

水泥(ni)工業(ye)電(dian)機(ji)(ji)是一種大容量、高負(fu)荷(he)連續(xu)運(yun)行(xing)(xing)的(de)(de)設(she)備。如果電(dian)機(ji)(ji)長期承受大負(fu)荷(he)，繞(rao)組上的(de)(de)溫度(du)會(hui)升(sheng)高，降低絕(jue)(jue)緣(yuan)性能，甚至損壞絕(jue)(jue)緣(yuan)，縮短電(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)使用壽命。因此，電(dian)機(ji)(ji)設(she)備在水泥(ni)生(sheng)產過程(cheng)中(zhong)的(de)(de)可(ke)(ke)靠性、穩定性和功能要求非常高。在生(sheng)產、運(yun)行(xing)(xing)或設(she)備維護過程(cheng)中(zhong)，常見(jian)的(de)(de)電(dian)機(ji)(ji)故障可(ke)(ke)分為以下(xia)幾種：

1、機械故障

1)掃膛：由于軸承損壞、軸彎或維修人員裝(zhuang)配不當(dang)，導致(zhi)定轉子摩(mo)擦；

2)軸承(cheng)(cheng)損壞:由于軸承(cheng)(cheng)裝配不當、定/轉子(zi)鐵心軸向錯(cuo)位或轉軸機再(zai)加工后精度不足，電機本體(ti)運行(xing)溫(wen)升過高；

3)振動(dong)(dong)：由于電(dian)機本身或(huo)傳(chuan)動(dong)(dong)裝置不(bu)良等原因。

2、電氣(qi)故障

1）缺相(xiang)運行：電(dian)機堵塞時，電(dian)流(liu)遠大于正常工作電(dian)流(liu)。在這種情(qing)況下，運行時間(jian)過長或啟動過于頻繁，會導致電(dian)機繞組燒毀；

2）繞組(zu)短路或接地：匝(za)間短路是(shi)由電機(ji)溫度異常升(sheng)高引(yin)起的(de)(de)，接地故障主要是(shi)由繞組(zu)絕(jue)緣(yuan)損壞引(yin)起的(de)(de)；

3)三(san)相(xiang)電(dian)(dian)流不平衡(heng)：由(you)于電(dian)(dian)機外部(bu)電(dian)(dian)源電(dian)(dian)壓不平衡(heng)或(huo)內繞組匝間短路或(huo)電(dian)(dian)機維修時線圈匝數錯誤(wu)或(huo)接(jie)線錯誤(wu)。

因此，有必要對水泥廠的(de)電(dian)機設備進行有效的(de)維護。ARD2F智(zhi)能電(dian)機保護器的(de)具體功能要求(qiu)如下：

（1）完善的(de)電(dian)機保護功(gong)能(neng)

保(bao)(bao)(bao)護器通過(guo)(guo)采集電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)中的三(san)相交流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)、三(san)相交流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓、剩余電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)、PTC熱電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻值(zhi)、電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能等電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力參數，以及(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機運(yun)(yun)行過(guo)(guo)程中的各種運(yun)(yun)動(dong)狀(zhuang)態，實現過(guo)(guo)載反時(shi)限(xian)、過(guo)(guo)載時(shi)限(xian)、接地、啟動(dong)加(jia)時(shi)、漏電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)、欠載、斷相、堵塞、阻塞、短路(lu)、溢出、不平(ping)衡(heng)（電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)、電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓）、綜合保(bao)(bao)(bao)護過(guo)(guo)功率(lv)、欠功率(lv)、過(guo)(guo)壓、欠壓、相序、溫度、TE時(shi)間、外部(bu)故障(zhang)、啟動(dong)次數限(xian)制、運(yun)(yun)行時(shi)間報警、故障(zhang)次數報警，確保(bao)(bao)(bao)水泥廠生產工作的安全連續(xu)運(yun)(yun)行。

(2)及時排除電機運行(xing)故障功(gong)能

在水(shui)泥生產現(xian)場電機(ji)運行過程(cheng)中，電機(ji)設備通(tong)過電機(ji)保護(hu)器(qi)進行檢測(ce)。電機(ji)出現(xian)情況時(shi)，應及時(shi)發出報警信(xin)號，并(bing)記(ji)錄故障(zhang)信(xin)息，方便維修人員查(cha)找故障(zhang)原(yuan)因(yin)并(bing)及時(shi)處(chu)理，確保電機(ji)設備在故障(zhang)發生時(shi)運行的(de)可靠性和(he)靈敏(min)度。

(3)現(xian)場各設備的遠程監測功能(neng)

水泥生產現(xian)(xian)場環(huan)境惡劣。保護(hu)器(qi)不僅需要提供電(dian)機(ji)(ji)設備(bei)的(de)保護(hu)功能(neng)(neng)，還(huan)需要通過Modbus帶(dai)RS-485通信接(jie)口-RTU/Profibus-DP通信協議與上位機(ji)(ji)管理系(xi)統通信連接(jie)，實現(xian)(xian)對電(dian)機(ji)(ji)運行狀態和(he)電(dian)力(li)參數(shu)的(de)實時監控(kong)，確保后(hou)臺操作人(ren)員能(neng)(neng)夠讀取和(he)修改水泥生產現(xian)(xian)場電(dian)機(ji)(ji)保護(hu)器(qi)的(de)各種(zhong)整定參數(shu)，通過后(hou)臺人(ren)機(ji)(ji)界面實時觀察當前現(xian)(xian)場電(dian)機(ji)(ji)控(kong)制(zhi)電(dian)路的(de)工作狀態和(he)供電(dian)質量，實現(xian)(xian)對生產現(xian)(xian)場設備(bei)的(de)遠(yuan)程實時監控(kong)。

三、安科(ke)瑞(rui)電機(ji)保(bao)護器在水(shui)泥(ni)廠的應用案例

水(shui)泥生產(chan)過(guo)(guo)(guo)程較多(duo)，有效應用于電(dian)機保護設備控(kong)(kong)制(zhi)電(dian)路，滿足水(shui)泥廠大型(xing)控(kong)(kong)制(zhi)系統(tong)的(de)(de)要求。水(shui)泥廠控(kong)(kong)制(zhi)系統(tong)通(tong)(tong)過(guo)(guo)(guo)ProfibusDP通(tong)(tong)信接口(kou)和(he)PC、接觸器(qi)、電(dian)機等設備，工(gong)程師(shi)通(tong)(tong)過(guo)(guo)(guo)監(jian)控(kong)(kong)計算機和(he)生產(chan)管理軟(ruan)件完成(cheng)整個系統(tong)設備的(de)(de)數據采(cai)集、處理、顯示(shi)和(he)監(jian)控(kong)(kong)功能，滿足權限和(he)邏輯(ji)，通(tong)(tong)過(guo)(guo)(guo)遠程控(kong)(kong)制(zhi)軟(ruan)件實(shi)現相應的(de)(de)電(dian)機設備。

圖1現場安裝(zhuang)照片(pian)

水泥廠(chang)(chang)采用(yong)電(dian)機(ji)(ji)保(bao)護(hu)(hu)(hu)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)電(dian)路保(bao)護(hu)(hu)(hu)器(qi)(qi)，取代熱(re)繼(ji)電(dian)器(qi)(qi)作(zuo)為電(dian)機(ji)(ji)過載保(bao)護(hu)(hu)(hu)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)元件(jian)，采用(yong)先進的(de)通(tong)信技(ji)術，實現水泥生(sheng)產(chan)中電(dian)機(ji)(ji)設(she)(she)(she)備(bei)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)的(de)自動(dong)化。90L顯(xian)示模塊嵌入開關抽屜活(huo)動(dong)面板(ban)，簡化水泥廠(chang)(chang)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)柜接(jie)線(xian)(xian)，使配電(dian)室內設(she)(she)(she)備(bei)運行和故障狀態清晰可(ke)見，方便工(gong)(gong)程師隨(sui)時調整系統、設(she)(she)(she)置參數(shu)、顯(xian)示、監控(kong)(kong)(kong)、維護(hu)(hu)(hu)。ARD2F保(bao)護(hu)(hu)(hu)器(qi)(qi)應用(yong)于(yu)水泥廠(chang)(chang)生(sheng)產(chan)線(xian)(xian)電(dian)機(ji)(ji)設(she)(she)(she)備(bei)的(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)電(dian)路，滿足水泥廠(chang)(chang)對電(dian)機(ji)(ji)保(bao)護(hu)(hu)(hu)的(de)要求。圖2為ARD2F智能電(dian)機(ji)(ji)保(bao)護(hu)(hu)(hu)器(qi)(qi)應用(yong)于(yu)水泥廠(chang)(chang)電(dian)機(ji)(ji)設(she)(she)(she)備(bei)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)電(dian)路的(de)工(gong)(gong)作(zuo)原理圖：

圖2ARD2F智能電(dian)機保護器應用于某水泥廠電(dian)機設備控(kong)制電(dian)路接線(xian)圖

由(you)于現代水(shui)泥廠使用的(de)(de)(de)大型(xing)電機設(she)備(bei)較多，110kW以上(shang)的(de)(de)(de)電機均安(an)裝在(zai)主回路上(shang)。考慮到不同(tong)的(de)(de)(de)水(shui)泥生產工藝和(he)企業投入的(de)(de)(de)資(zi)金，電機需要不同(tong)的(de)(de)(de)啟(qi)(qi)動(dong)方式。ARD2F智能(neng)電機保護器(qi)提(ti)供靈(ling)活(huo)的(de)(de)(de)聯鎖功(gong)能(neng)，實現直接(jie)啟(qi)(qi)動(dong)、雙向啟(qi)(qi)動(dong)、星/三(san)角啟(qi)(qi)動(dong)、自(zi)耦變壓(ya)器(qi)啟(qi)(qi)動(dong)等，有效保護和(he)控制水(shui)泥廠大型(xing)設(she)備(bei)的(de)(de)(de)電機[2]。

四、ARD2F產品(pin)介紹(shao)

ARD2F智能電機保護器適用于額定電壓至660V的低壓電機電路，集保護、測量、控制、通信、運行和維護于一體。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，可以滿足各種控制方法。可選擇不同的通信模塊來滿足現場通信的需求。

本產品采用分體(ti)式結構(gou)，由主體(ti)、顯示(shi)單元(yuan)、互感(gan)器組成，可(ke)適應各(ge)種(zhong)柜體(ti)的安裝。

技術參數

功能(neng)特點(dian)

■支持(chi)基波和(he)全波電(dian)力參數測(ce)量(liang)（U、I、P、Q、S、PF、F、EP、EQ），電(dian)流與電(dian)流不平衡、電(dian)流正(zheng)序、負序、零序分量(liang)、電(dian)壓、三相(xiang)(xiang)電(dian)壓相(xiang)(xiang)角、剩余電(dian)流。

■保護(hu)功(gong)(gong)能包括過(guo)載反(fan)時(shi)(shi)限(xian)、過(guo)載定時(shi)(shi)限(xian)、接地(di)、啟(qi)動加時(shi)(shi)、漏電、欠載、斷相、堵(du)塞、堵(du)塞、短路、溢出、不平衡(電流、電壓)、過(guo)功(gong)(gong)率(lv)(lv)、欠功(gong)(gong)率(lv)(lv)、過(guo)壓、欠壓、相序、溫度、TE時(shi)(shi)間、外部故障、啟(qi)動次(ci)數限(xian)制、運行時(shi)(shi)間報警、故障次(ci)數報警。

■9路可(ke)編(bian)程DI輸(shu)入，默認采用內置DC24V電源，也可(ke)選擇外部有源濕接點。

■5路可編程DO輸(shu)出，滿足直接啟(qi)(qi)動、星(xing)三角啟(qi)(qi)動、自(zi)耦(ou)變(bian)壓器啟(qi)(qi)動等(deng)多(duo)種(zhong)啟(qi)(qi)動方(fang)式(shi)。通過通信總線，可以實現主站(zhan)對電機的遙(yao)控“啟(qi)(qi)停(ting)"。

■可選(xuan)抗(kang)震(zhen)功能：支持(chi)搖電立即重啟(qi)，失壓重啟(qi)。

■可(ke)選MODBUS_RTU通信(xin)、PROFIBUSDP通信(xin)，支持2路通信(xin)接口。

■可選擇(ze)1路DC4-20ma模擬輸出接(jie)口，與DCS系統(tong)相連(lian)，實現對(dui)現場設備的監(jian)控。

■有故障記(ji)(ji)錄(lu)、起(qi)動記(ji)(ji)錄(lu)、停車記(ji)(ji)錄(lu)、DI變(bian)位記(ji)(ji)錄(lu)、再起(qi)動記(ji)(ji)錄(lu)等(deng)各種事件記(ji)(ji)錄(lu)。

■顯示(shi)界面液晶顯示(shi)，支持中英文切換。

五、結束語

隨著(zhu)電(dian)子技術(shu)和通信技術(shu)的(de)(de)不斷(duan)發展。電(dian)機保護(hu)器(qi)也在(zai)朝著(zhu)多元化的(de)(de)方向(xiang)發展，電(dian)機保護(hu)器(qi)在(zai)水泥企業(ye)(ye)中的(de)(de)應(ying)用越來越廣泛。合理選擇(ze)電(dian)機設備的(de)(de)保護(hu)功能和方法，可(ke)(ke)以提高設備運行的(de)(de)可(ke)(ke)靠性，防(fang)止和消除(chu)電(dian)機燒毀，減少非計劃停(ting)車造成的(de)(de)損失，降低企業(ye)(ye)的(de)(de)生產成本。

安科瑞侯文莉