風(fēng)景礦業(yè)球磨系統(tǒng)保護(hù)的改造小型選礦廠電氣保護(hù)控制選型配置的實(shí)踐與探討

姬德亮

摘 要：在現(xiàn)在化的電氣生產(chǎn)設(shè)備中，電能作為電氣設(shè)備生產(chǎn)的基礎(chǔ)源動(dòng)力，保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行就是對電源的保護(hù)控制。風(fēng)景礦業(yè)公司選廠由于電氣保護(hù)控制系統(tǒng)的選型和配置不足，使得產(chǎn)量一直不能達(dá)到設(shè)計(jì)能力，經(jīng)過實(shí)際考察和設(shè)計(jì)后，對其球磨系統(tǒng)的電保護(hù)裝置進(jìn)行了改造，投資小，效果明顯。這次實(shí)例證明先進(jìn)的電氣保護(hù)裝置，是提高生產(chǎn)能力的有效手段，值得小型選礦廠推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電氣保護(hù)裝置；球磨系統(tǒng)；改造方法；效益

1 系統(tǒng)改造前的基本情況

1.1 球磨機(jī)運(yùn)行狀況

球磨機(jī)在礦業(yè)生產(chǎn)過程中處于中間環(huán)節(jié)，是礦石被顎式破碎機(jī)破碎之后，再進(jìn)行粉磨的關(guān)鍵設(shè)備。

風(fēng)景公司選廠設(shè)計(jì)有4套球磨系統(tǒng)，球磨機(jī)為臥式筒形旋轉(zhuǎn)裝置，旋轉(zhuǎn)電機(jī)為同步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)功率為320kW，額定電壓6.3kV，額定電流50.8A，啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流為額定電流的1.7-1.8倍，無料啟動(dòng)時(shí)間約為8S。

球磨系統(tǒng)每臺(tái)每小時(shí)設(shè)計(jì)處理量為100噸，但在實(shí)際生產(chǎn)中，平均時(shí)處理量為70噸，據(jù)運(yùn)行人員統(tǒng)計(jì)，當(dāng)處理量超過額定處理能力70%時(shí)，電氣設(shè)備保護(hù)跳閘幾率可達(dá)60%-80%，導(dǎo)致最大處理量未超過80噸。

通過實(shí)地觀察分析后，發(fā)現(xiàn)4套球磨6kV開關(guān)柜的電氣保護(hù)僅為通過電流反時(shí)限繼電器進(jìn)行簡單的過流保護(hù)，反時(shí)限繼電器型號為GL-10，反時(shí)限可啟動(dòng)最小電流為4A。

1.2 原有電氣保護(hù)裝置的分析和不足

常見的電氣繼電保護(hù)一般有定時(shí)限和反時(shí)限兩種，所謂的反時(shí)限是指電路電流超過限制電流越大，保護(hù)時(shí)間就越短。反時(shí)限繼電器是最常見的電氣過流保護(hù)裝置。在上世紀(jì)80年代到二十世紀(jì)中期，反時(shí)限繼電器由于價(jià)格便宜、安裝簡單，并且能將兩段電流保護(hù)在同一裝置上完成，在電力行業(yè)得到了大范圍使用。

但是反時(shí)限繼電器由于其機(jī)械性能限制，也有很多不足的地方，

1.3 電流誤差范圍大的不足

反時(shí)限繼電器可判斷最小電流值為0.1A，但其保護(hù)整定范圍只能在2-10A的整數(shù)倍整定，速動(dòng)保護(hù)智能按整定電流的整數(shù)倍整定，可整定的電氣保護(hù)定值選擇范圍小。

1.4 動(dòng)作時(shí)間誤差的不足

球磨機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，電流值是其正常運(yùn)行的2倍甚至更高，在球磨機(jī)內(nèi)有料啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)時(shí)間慢，啟動(dòng)電流大，反時(shí)限繼電器的一個(gè)特點(diǎn)就是動(dòng)作電流越大，動(dòng)作時(shí)間越快，因此，很多時(shí)候球磨啟動(dòng)尚未完成時(shí)，保護(hù)就已動(dòng)作。

2 改造的基本原理和措施

針對原有保護(hù)的幾個(gè)弊端，結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和特點(diǎn)，在征得風(fēng)景公司有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)同意后，對球磨系統(tǒng)的保護(hù)裝置進(jìn)行了改造，簡述就是將原有的反時(shí)限電流繼電器更換為較為先進(jìn)的針對球磨機(jī)保護(hù)的ASD型電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)器。

選定的型號為ASD-411電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置，生產(chǎn)廠家是北京安通尼公司。相較原有反時(shí)限繼電器，這種電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置采用微機(jī)電路，可判斷電流值為0.01A，電流整定范圍大，分段整定互不影響，有多重多種保護(hù)功能，可靠度高。

保護(hù)裝置運(yùn)行電源交直流均可以，為防止運(yùn)行電源對裝置的損害、便于對設(shè)備進(jìn)行檢修，在裝置電源前端配備空氣開關(guān)。

2.1 電流保護(hù)措施

針對原有球磨系統(tǒng)的電流保護(hù)中誤差大的不足，新改裝的電氣控制保護(hù)裝置可設(shè)定的電流保護(hù)定值最小為0.01A，在進(jìn)行可靠的定值計(jì)算后，可一段或分段保護(hù)設(shè)定，保護(hù)動(dòng)作互不影響，大大提高了設(shè)備電流保護(hù)的可靠性、準(zhǔn)確性，縮小了電流保護(hù)的誤差范圍。

電流保護(hù)時(shí)限可在保護(hù)中延時(shí)或不延時(shí)設(shè)定，且延時(shí)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間以毫秒速度計(jì)算，相對原有繼電器保護(hù)動(dòng)作更加靈敏、快速，防止過流時(shí)對球磨電動(dòng)機(jī)的損壞，更能符合上級電網(wǎng)時(shí)限保護(hù)階差的要求。

2.2 堵轉(zhuǎn)保護(hù)措施

球磨系統(tǒng)在運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)多種異常狀態(tài)，原有的繼電保護(hù)裝置根據(jù)電流值無法判斷球磨電機(jī)處于何種狀態(tài)，當(dāng)球磨電機(jī)處于堵轉(zhuǎn)時(shí)，運(yùn)行電流突然增大，在超出其保護(hù)定值時(shí)誤動(dòng)作。

新改造裝置中的堵轉(zhuǎn)保護(hù)可判別電動(dòng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)或啟動(dòng)狀態(tài)，并依據(jù)裝置本身計(jì)算出的最大電流和電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)判斷電動(dòng)機(jī)是否堵轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和運(yùn)行狀態(tài)的堵轉(zhuǎn)保護(hù)定值可分別整定。

2.3 過負(fù)荷措施

原有過負(fù)荷保護(hù)的整定誤差大，新加裝置的過負(fù)荷保護(hù)整定值更準(zhǔn)確，相對于原有過負(fù)荷保護(hù)裝置，保護(hù)誤差范圍更精確，報(bào)警更靈敏。

2.4 電壓保護(hù)措施

在實(shí)際電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行中，電壓也是非常重要的影響因素，但是在一般的中小礦業(yè)生產(chǎn)單位，由于不知道或者不重視電壓保護(hù)，對電動(dòng)機(jī)的使用造成了非常不好的影響。

為保證風(fēng)景礦業(yè)球磨電動(dòng)機(jī)在改造后能在額定電壓范圍內(nèi)工作，防止低電壓時(shí)電動(dòng)機(jī)過熱，過電壓是電動(dòng)機(jī)絕緣損壞，本次改造，在電動(dòng)機(jī)6kV高壓開關(guān)后端、電動(dòng)機(jī)進(jìn)線電纜前并入一組電壓互感器。電壓互感器采取的電壓值一組并入電壓表便于運(yùn)行人員觀察；一組并入ASD保護(hù)裝置，并投入電壓保護(hù)，在電壓異常時(shí)延時(shí)跳閘，防止由于電壓原因?qū)η蚰ル妱?dòng)機(jī)引起損傷。

為防止電壓異常時(shí)對保護(hù)裝置造成損害，裝置電壓進(jìn)入端設(shè)置了速熔保險(xiǎn)。

2.5 啟動(dòng)時(shí)間過長保護(hù)措施

在正常運(yùn)行時(shí)，由于電網(wǎng)和球磨其它裝置異常引起跳閘后，球磨磨倉里會(huì)有物料，因此球磨啟動(dòng)電流變大，啟動(dòng)時(shí)間較正常啟動(dòng)時(shí)會(huì)變長，原有反時(shí)限繼電器保護(hù)時(shí)不能判斷其處于何種啟動(dòng)狀態(tài)，因此在有料啟動(dòng)時(shí)經(jīng)常誤動(dòng)作，導(dǎo)致球磨啟動(dòng)次數(shù)增加。

在投入裝置的啟動(dòng)保護(hù)后，當(dāng)電流從無到有或斷路器為分位變合位時(shí)，裝置認(rèn)為電機(jī)啟動(dòng)，當(dāng)啟動(dòng)時(shí)間達(dá)到啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間，啟動(dòng)電流小于設(shè)定定值，則認(rèn)為電機(jī)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，否則認(rèn)為啟動(dòng)時(shí)間過長。這樣，即可防止因?yàn)橛辛蠁?dòng)時(shí)啟動(dòng)電流過大造成保護(hù)誤動(dòng)作，也可防止因?yàn)閱?dòng)時(shí)間過長導(dǎo)致球磨電動(dòng)機(jī)發(fā)熱和其它設(shè)備的損壞。

有料啟動(dòng)的時(shí)間可根據(jù)原有運(yùn)行記錄統(tǒng)計(jì)后進(jìn)行整定。

3 結(jié)束語

由于對電氣保護(hù)認(rèn)識(shí)的不足，或者擔(dān)心投資成本增加，很多小型選礦廠對電氣保護(hù)都比較忽略，但通過風(fēng)景礦業(yè)球磨系統(tǒng)電氣保護(hù)控制系統(tǒng)改造的實(shí)例，可以看到電氣保護(hù)改造起點(diǎn)高，落點(diǎn)底，項(xiàng)目大，投資小，回本速度快，因此是非常適合在小型選礦廠進(jìn)行普及。