摘要： 通過對新型低壓電動機保護控制器的產(chǎn)品介紹，結(jié)合中國煤炭工業(yè)的現(xiàn)狀，充分介紹在煤炭行業(yè)中應(yīng)用AEC4900低壓電動機保護控制器的必要性。
關(guān)鍵詞： 電動機 保護控制器 自動化 煤炭行業(yè) 必要性
1 引言
在煤炭行業(yè)中，電動機作為一種拖動機械，成為所有動力機械的基礎(chǔ)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步和工藝控制的不斷完善，尤其是自動化生產(chǎn)的要求，迫切需要電動機的保護和控制設(shè)備，特別是AEC4900低壓電動機保護的需求更顯突出。從而實現(xiàn)對生產(chǎn)過程和大型機械的遙測、遙信、遙控、遙調(diào)、故障診斷以及集中控制等功能。
同時，煤炭行業(yè)的特點本身就是易燃易爆的工作場合較多，屬于事故多發(fā)行業(yè)，并且該行業(yè)中低壓電動機用量較多，現(xiàn)代化的生產(chǎn)工藝要求自動化程度較高，同時電動機多是大通量、滿負荷的連續(xù)運轉(zhuǎn)。因而對電機設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性要求極高，一旦發(fā)生事故，必須馬上查找故障原因并及時消除，以保證及時恢復(fù)生產(chǎn)。
某煤業(yè)集團過去一直采用熱繼電器作為電動機的過載保護和控制元件，但由于元件質(zhì)量和工藝的限制，已無法滿足日益發(fā)展的工藝自動化的要求。為此，該集團電氣技術(shù)人員通過多方了解，找到美國能源控制公司推出的一種新型電動機保護產(chǎn)品——AEC4900低壓電動機保護控制器（簡稱為AEC4900保護器" title="電機保護器">電機保護器），作為電動機的保護控制元件，是他們多年來所要尋找的，并在其下屬選煤廠初步使用上百臺。通過在低壓配電系統(tǒng)使用AEC4900電機保護器，不但有效的保障了電機的安全運行、徹底取代了熱繼電器，而且利用先進的通訊技術(shù)，實現(xiàn)了部分電機控制的自動化，并取得了顯著的經(jīng)濟效益，因此，下面介紹一下煤炭行業(yè)情況和AEC4900低壓電動機保護控制器工程的應(yīng)用。
2 煤炭行業(yè)安全性對AEC4900的需求
煤炭是我國重要的基礎(chǔ)能源和原料，在國民經(jīng)濟中具有重要的戰(zhàn)略地位。在我國一次能源結(jié)構(gòu)中，煤炭將長期是我國的主要能源。改革開放以來，煤炭工業(yè)取得了長足發(fā)展，煤炭產(chǎn)量持續(xù)增長，生產(chǎn)技術(shù)水平逐步提高，煤礦安全生產(chǎn)條件有所改善，對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展發(fā)揮了重要的作用。然而,一項統(tǒng)計顯示：
近幾年，中國煤礦因公死亡人數(shù)均在六千人左右，煤礦事故死亡人數(shù)是世界其他主要采煤國家死亡總?cè)藬?shù)的四倍，中國百萬噸煤死亡率為美國的一百倍、印度的十倍。
新華網(wǎng)合肥４月２６日電（記者劉錚、汪延）國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局局長李毅中２６日在此間透露，新中國成立以來煤礦發(fā)生的１９起一次死亡百人以上事故，１８起為瓦斯事故。
國家煤礦安全監(jiān)察局發(fā)布的信息說，今年六月以來，中國煤炭企業(yè)發(fā)生四起特大事故，死亡和下落不明四十五人，還發(fā)生九起重大事故，死亡四十一人，其中透水事故三起、瓦斯事故四起、頂板事故兩起。
2002年1月14日晚9點42分， 湖南冷水江一湖南省婁底市資江煤礦3336工作面距電溜子平巷25米處煤礦瓦斯突出井下18名礦工窒息死亡。
新華社南昌1月14日電 江西省萍鄉(xiāng)市上栗縣桐木鎮(zhèn)一個已經(jīng)被查封的小煤礦13日16時左右發(fā)生瓦斯爆炸。據(jù)江西省公安機關(guān)介紹的情況，目前已有7人死亡，1人失蹤。
云南文山壯族苗族自治州文山縣德厚鎮(zhèn)水結(jié)村村民余興洪私自開挖的無證小煤窯1月14日13時發(fā)生瓦斯爆炸，至記者發(fā)稿時已有25人死亡，10人受傷。
新華網(wǎng)烏魯木齊2005年7月11日電（記者劉宏鵬、王大霖）新疆阜康神龍煤礦11日2時30分發(fā)生瓦斯爆炸，當(dāng)時總計有87人在井下作業(yè)，目前已經(jīng)救出8人，其中3人死亡，5人生還。井下已明確19人死亡，60人情況不明。
從以上資料可以看出,煤炭行業(yè)的安全生產(chǎn)問題日漸突出, 黨中央、國務(wù)院對煤礦安全工作高度重視。經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，在淮南煤礦召開了全國煤礦瓦斯防治工作現(xiàn)場會。國務(wù)院成立了煤礦瓦斯防治部際協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組，下決心采取綜合措施，把煤礦安全事故多發(fā)的勢頭遏制住。
國務(wù)院副總理黃菊在會上指出，煤礦安全是全國安全生產(chǎn)工作的重中之重。煤礦企業(yè)要抓住當(dāng)前經(jīng)濟效益比較好的機遇，按規(guī)定提取安全生產(chǎn)技術(shù)改造費用，增加安全生產(chǎn)投入。地方各級政府和各有關(guān)部門也要加大對煤礦安全生產(chǎn)技術(shù)改造的支持力度。而我們AEC公司所推出的AEC4900型低壓電動機保護控制器是經(jīng)過國家專門機構(gòu)檢測通過并得到推薦的產(chǎn)品,非常適合易燃易爆的煤炭行業(yè)應(yīng)用。具體介紹如下。
3 基本工作原理：
AEC4900電機保護器是最近十多年才發(fā)展起來的一種新型電子式多功能電動機綜合保護測控裝置。它集過（輕）載保護、缺相、過（欠）壓、堵轉(zhuǎn)、漏電、接地及三相不平衡保護等低壓保護于一身，具有設(shè)定精度高、節(jié)電、動作靈敏、工作可靠等優(yōu)點，是傳統(tǒng)熱繼電器的理想替代產(chǎn)品。它通常是由電流采集元件、比較電路、單片機、或出口繼電器等幾個部分組成。其基本原理及工作過程如圖1所示：
電流采集元件將電動機的電流變化線性地反映至保護器的采樣端口，經(jīng)過整流、濾波等環(huán)節(jié)后，轉(zhuǎn)換成與電動機電流成正比的直流電壓信號、送到相應(yīng)部分與給定的保護參數(shù)進行比較處理，再經(jīng)單片機回路處理，推動功率回路，使繼電器動作。當(dāng)電機由于驅(qū)動部分過載導(dǎo)致電流增大時，從電流傳感器取得的電壓信號將增大、此電壓值大于保護器的整定值時，過載回路工作，RC延時電路經(jīng)過一定的（可調(diào)）延時，驅(qū)動出口繼電器動作，使接觸器切斷主回路。欠壓及缺相保護等功能部分，工作原理基本相同。
4 AEC4900功能描述
（1）保護功能。
AEC4900電機保護器可實現(xiàn)對低壓電動機的綜合保護，其具體功能有接地保護、斷相保護、短路保護、過（輕）負荷保護、不平衡過負荷保護、堵轉(zhuǎn)保護、低電壓和過電壓保護。當(dāng)電機正常工作時，AEC4900保護器通過面板上的液晶顯示屏，實時顯示電機的工作電流和電壓。AEC4900電機保護器具有通訊功能，可以將采集的信號通過MODBUS或PROFIBUS總線傳至后臺微機，實現(xiàn)低壓電動機的在線管理和維護。當(dāng)故障發(fā)生時，AEC4900保護器迅速動作，現(xiàn)場保存故障類型、時間以及電機運行參數(shù)，同時通過總線網(wǎng)絡(luò)向后臺監(jiān)控機報告。
AEC4900電機保護器還具有低電壓自動恢復(fù)、重啟動、斷相保護、溫度保護、漏電保護等保護功能，這也是其他品牌低壓電動機保護產(chǎn)品所不具有的。
特別是AEC4900電機保護器的溫度保護、漏電保護在煤炭行業(yè)中有非常現(xiàn)實的意義，它解決了電氣維護人員每天要下到礦井下用“搖表”測絕緣的問題，既保證了電動機設(shè)備的安全，保證了生產(chǎn)的安全運行，又確保了員工的人身以外安全問題。
（2）控制功能。
AEC4900電機保護器可以滿足各種啟動控制方式，比如直接啟動、雙向雙速啟動、電阻降壓啟動、星三角降壓啟動、自耦變壓器降壓啟動等啟動方式。
AEC4900電機保護器具有9路開關(guān)量輸入，4個動作繼電器輸出，可以就地方便地進行操作、調(diào)試等工作，還可以通過RS485通訊接口實現(xiàn)計算機后臺監(jiān)控管理中的“遙信”和“遙控”功能，對電動機進行遠程啟?？刂?。
（3）測量功能。
AEC4900電機保護器可以對該回路的電流和電壓進行交流采樣，具體可以測量回路中的三相電流、電壓、功率、功率因數(shù)、頻率等電力參數(shù)，通過 AEC4940顯示模塊就地顯示，并可以通過RS485通訊接口實時傳輸?shù)接嬎銠C后臺監(jiān)控管理系統(tǒng)中，從而實現(xiàn)“遙測”功能。
（4）在線監(jiān)測功能。
控制室操作人員可在后臺微機上，完成所有保護器的各種保護整定數(shù)據(jù)的調(diào)閱、修改和整定。同時，在線監(jiān)測電機的運行負載和供電電源的質(zhì)量，為及早發(fā)現(xiàn)過載和接地故障等，創(chuàng)造了條件。此外，后臺微機強大的信息管理功能，可有效記錄各臺電機的型號、運行方式、和歷史維護記錄，為保證工藝系統(tǒng)的安全生產(chǎn)、減少事故停車，提供了可靠依據(jù)。
（5）防爆功能。
煤炭行業(yè)多是防爆場所，瓦斯等易燃易爆氣體較多，所以對電機拖動設(shè)備的要求多是防爆的，而AEC4900型低壓電動機保護控制器，進口品牌電動機保護目前為止是唯一一家通過國家防爆認證的產(chǎn)品。它更適合于石油、化工、輕工、冶金、煤炭、紡織、食品等需要防爆的行業(yè)。
特別是煤炭行業(yè),非常特殊,低壓防爆電動機應(yīng)用較多,比如:煤礦運輸機用防爆電機、煤礦絞車用防爆電機、裝巖機用防爆電機、煤礦局部扇風(fēng)機用防爆電機、閥門用防爆電機、風(fēng)機用防爆電機等應(yīng)用本安型防爆電動機較多.AEC4900電機保護器經(jīng)過特殊技術(shù)處理，作為以上防爆電機的電氣和熱的保護，可以進一步避免正?；蛘J可的過載條件下出現(xiàn)電弧、火花或高溫的危險，從而確保電機及拖動設(shè)備防爆的安全性。
5 AEC4900選用的理由
（1）電機保護器按結(jié)構(gòu)形式來劃分，一般分為一體式和分體式兩種。
目前馬達控制中心MCC柜多為抽屜式的，后者比前者便于安裝施工， AEC4900低壓電動機保護控制器采用本體與顯示模塊分體式結(jié)構(gòu)。在工程實踐中普遍采用了新型的MNS或GCS系列低壓抽屜式開關(guān)柜，因而可以將顯示模塊嵌入式的安裝在開關(guān)抽屜的活動面板內(nèi)，這樣既簡化了柜內(nèi)接線、又方便了系統(tǒng)隨時調(diào)整、設(shè)定參數(shù)和顯示、監(jiān)控，同時數(shù)字化的顯示面板也增添了柜面的統(tǒng)一性和美觀性；使得配電室內(nèi)的設(shè)備運行情況及故障狀態(tài)一目了然，極大的方便了系統(tǒng)巡視和檢修維護。
（2）AEC4900電機保護器按額定工作電壓及電流范圍來劃分，可分為AEC660V、AC380V兩種；對應(yīng)量程為1A、 5A、50A、150A等若干等級，使用時按照電機的控制回路工作電壓及負載的額定電流選用相應(yīng)的量程范圍即可。
在工程應(yīng)用中，對于110KW及以上的電機，我們采用在主回路裝設(shè)（口/5）電流互感器的方式，將一次電流變?yōu)樾∮?A的二次電流，再接入量程為6A的電機保護器，使大型設(shè)備也得到了有效的控制和保護。
（3）AEC4900電機保護器具備RS-485通訊接口，可根據(jù)工藝以及DCS系統(tǒng)連鎖的實際需要合理安排。
在煤炭行業(yè)的工程中，對電動機拖動裝置的自動化控制要求較高，我們AEC公司提供的具備RS-485通訊接口的AEC4900電機保護器，為電氣操作及工藝控制人員通過微機系統(tǒng)在線瀏覽生產(chǎn)負荷和包裝機的工作情況，及時調(diào)整生產(chǎn)進度、預(yù)防突發(fā)事故，做出了重大貢獻。
6 AEC4900電機保護器在煤炭行業(yè)應(yīng)用非常必要
AEC4900電機保護器這種新型電機保護產(chǎn)品投放中國市場以來，用戶普遍反映性能穩(wěn)定，運行良好，對各種故障類型均進行了準(zhǔn)確的報警顯示，有效的防止了電機意外燒毀的發(fā)生，為用戶節(jié)約了大量的資金。因此，廣泛AEC4900采用電動機保護器控制器，不但可以提高工藝控制的準(zhǔn)確性、科學(xué)性，降低事故率，而且對于提高電氣控制系統(tǒng)的自動化水平和發(fā)展國民經(jīng)濟，也必將起到積極的推動作用?！?br />
煤炭行業(yè)嚴重的生產(chǎn)安全問題，惡劣的工作環(huán)境和電動機拖動設(shè)備在線管理，迫切需求電機拖動設(shè)備防爆技術(shù)，而AEC4900電機保護器的強大功能和防爆特性，正是煤炭行業(yè)所急需的產(chǎn)品和技術(shù)。