ARD2F智能型电动机保护器的应用与功能

一、引言

随着现代水泥工业生产规模的扩大，生产设备越来越大，所需的拖动电机功率也越来越大。水泥厂的生产工艺比较复杂，可生料制备(一磨)、熟料煅烧(一烧)、水泥磨(二磨)。因此，低压电机作为水泥生产过程中最常用的单元，数量多，类型复杂，随着科学技术的不断进步和工艺控制过程的不断改进，特别是满足自动化生产的要求，迫切需要开发和改进电机控制和保护设备，实现整个自动化生产过程和大型机械设备的遥控、遥控、遥控、故障诊断和集中控制。

水泥生产是一项庞大的工程，生产环境恶劣，粉尘污染严重。由于生产工艺的限制，工作场所通风条件差，环境温度高。此外，还需要设置大量的工作站，包括原材料控制站、破碎站、原材料研磨站、熟料库控制站、水泥研磨控制站、水泥包装控制站等，然而，大量的低压电机用于控制其他设备的运行，由于通信功能不灵活、仪表功能单一等条件的限制，使用简单的电压表、电流表、电能表、频率表已不能满足电厂设备自动化生产的要求。水泥行业生产过程的特点是长周期运行。一旦启动，一般不会在没有特殊情况的情况下停机。水泥行业生产过程的特点是长周期运行。一旦启动，一般不会在没有特殊情况的情况下停止。现代大型水泥企业的年运行率很高，因此必须有高质量、高可靠性的电气设备，以确保其生产过程的连续性，一旦故障停止，将造成巨大的经济损失。智能电机保护器可实现重负荷启动，实现电机温度保护，还提供多种控制功能和控制模式，可满足电机设备水泥生产过程的综合保护和控制要求，不仅可以提高电机设备的运行能力，延长电机设备的使用寿命，还可以提高企业的生产效率，节约能源。本文以ARD2F具体介绍了智能电机保护器在水泥生产中的实际应用。

二、水泥生产对保护器的功能要求

水泥工业电机是一种大容量、高负荷连续运行的设备，电机长期承受大负荷，会使绕组温度升高，降低绝缘性能，甚至损坏绝缘，最终缩短电机的使用寿命，因此，电机设备在水泥生产过程中的可靠性、稳定性和功能要求很高。常见的电机故障可分为以下几种：

1、机械故障

1)清扫:固定转子因轴承损坏、轴弯或维修人员组装不当而产生摩擦；

2)轴承损坏:由于轴承装配不当、固定/转子铁芯轴向错位或转轴机加工后精度不足、电机本体运行温升过高等原因；

3)振动:由于电机本身或传动装置不良。

2、电气故障

1)缺相操作：电机堵塞时，电流远大于正常工作。在这种情况下，运行时间过长或启动过频繁会导致电机绕组烧毁；

2)绕组短路或接地:匝间短路的最大原因是电机温度异常升高，接地故障多为绕组绝缘损坏；

3)三相电流不平衡：由于电机外部电源电压不平衡或内绕组匝间短路或电机维修时线圈匝数错误或接线错误。

因此，有必要对水泥厂的电机设备进行有效的维护ARD2F智能电机保护器的具体功能要求如下：

(1)完善的电机保护功能

三相交流电流、三相交流电压、剩余电流、PTC电阻值、电机电能等电源参数，以及电机运行过程中的各种运动状态等信号，经保护器内部处理运行，从而实现过载反时限、过载定时限、接地、启动加班、漏电、欠载、断相、堵塞、堵塞、短路、溢出、不平衡(电流、电压)、过功率、过压、过压、相序、温度tE综合保护时间、外部故障、启动次数限制、运行时间报警、故障次数报警等，确保水泥厂安全连续运行。

(2)及时消除电机运行故障功能

在水泥生产现场电机运行过程中，电机设备应通过电机保护器进行检测。电机发生时，应及时发出报警信号，记录故障信息，方便维修人员查明故障原因并及时处理，确保电机设备运行的可靠性和灵敏度。

(3)远程监控现场设备的功能

水泥生产现场环境恶劣。保护器不仅要提供电机设备的保护功能，还要求能够携带RS-485通信接口经过Modbus-RTU/Profibus-DP通信协议与上位机管理系统进行通信连接，实现电机运行状态和电力参数的实时监控，确保后台操作人员能够阅读和修改水泥生产现场电机保护器的各种整体参数，通过后台人机界面实时观察现场电机控制电路的工作状态和供电质量，实现对生产现场设备的远程实时监控。

三、应用案例

水泥生产工艺较多，因此在电机保护设备控制电路中有效应用保护器，满足水泥厂大型控制系统的要求。某水泥厂控制系统通过某水泥厂控制系统Profibus DP通讯接口与PC机器、接触器、电机等设备构成控制系统，工程师通过监控计算机和生产管理软件完成整个系统设备的数据采集、处理、显示和监控功能，并通过远程控制软件控制相应的电机设备。

由于现代水泥工厂采用的大型电机设备较多，大于110KW电流互感器安装在主回路上。考虑到不同的水泥生产工艺和企业投入的资金，电机需要不同的启动方式，ARD2F智能电机保护器提供灵活的联锁功能，实现直接启动、双向启动、星/三角启动、自耦变压器启动等，有效保护和控制水泥厂大型设备电机[2]。

四、ARD2F产品介绍

ARD2F智能电机保护器适用于额定电压至660V低压电机电路集保护、测量、控制、通信、运行和维护于一体。其完善的保护功能保证了电机的安全运行，具有逻辑可编程功能，可以满足各种控制方法。可选择不同的通信模块来满足现场通信的需要。

本产品采用分体式结构，由主体、显示单元、互感器组成，可适应各种柜体的安装。

技术参数

 

功能特点

■  支持基波和全波电力参数测量（U、I、P、Q、S、PF、F、EP、EQ），电流及电流不平衡度、电流正序、负序、零序分量、电压、三相电压相角、剩余电流。 

■  保护功能包括过载反时限、过载定时限、接地、起动超时、漏电、欠载、断相、堵转、阻塞、短路、溢出、不平衡(电流、电压)、过功率、欠功率、过压、欠压、相序、温度、tE时间、外部故障、起动次数限制、运行时间报警、故障次数报警。

■  9路可编程DI输入，默认采用内置DC24V电源，也可选择外部有源湿接点。

■  5路可编程DO输出，满足直接起动，星—三角起动，自耦变压器起动，等多种起动方式，可通过通讯总线实现主站对电动机的遥控“起/停”。

■  可选抗晃电功能：支持晃电立即再启动、失压重起动。

■  可选配MODBUS_RTU通讯、PROFIBUS DP通讯，支持最多2路通讯接口。

■  可选配1路DC4-20mA模拟量输出接口，与DCS系统相接，可实现对现场设备的监控。

■  具有故障记录、起动记录、停车记录、DI变位记录和再起动记录等各类事件记录。

■  显示界面液晶显示，支持中/英文切换。

五、结束语

随着电子技术及通讯技术的不断发展。电动机保护器也在朝着多元化方向发展，电动机保护器在水泥企业的应用也越来越广泛，合理选择电机设备的保护功能和保护方式，可提高设备运行的可靠性，能够预防并杜绝电机烧毁，同时减少了因非计划停车而造成的损失，降低了企业的生产成本。