DZJ-Ⅲ型智能電機(jī)保護(hù)與歐姆龍61F-G1液位控制器在選煤廠的應(yīng)用實(shí)踐

劉 喜

(神華準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司 選煤廠，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300)

為節(jié)約水資源和保護(hù)環(huán)境，國(guó)家能源準(zhǔn)能集團(tuán)選煤廠所有的生產(chǎn)用水都實(shí)現(xiàn)了閉路循環(huán)，包括清理地面衛(wèi)生都使用處理后的煤泥水，對(duì)于這部分水的回收，洗選一車(chē)間通過(guò)4臺(tái)Q65QV型煤泥泵抽水，配套電機(jī)為YB2型。但這些水泵抽水系統(tǒng)都是手動(dòng)操作，若啟停泵不及時(shí)，容易造成膠帶輸送機(jī)機(jī)尾和篩分一層積水或水泵空轉(zhuǎn)現(xiàn)象，甚至造成煤泥水外溢事故。另外，選煤廠所有煤泥泵都安裝在車(chē)間最低處、運(yùn)行環(huán)境較差，尤其潮濕時(shí)，煤泥水所帶絮凝劑對(duì)供電線路造成腐蝕。打掃皮帶走廊設(shè)備與地面衛(wèi)生造成煤泥水水位高低不定期變化，使用煤泥水沖洗設(shè)備、地面積塵，煤泥水流入煤泥池的濃度增大，都會(huì)影響煤泥泵電機(jī)負(fù)荷大小變化，造成設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定。因此，根據(jù)準(zhǔn)能選煤廠煤泥泵電機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中受外部環(huán)境變化造成設(shè)備損壞等特點(diǎn)，對(duì)煤泥泵電機(jī)安裝了相應(yīng)的保護(hù)裝置，有效的保證煤泥水快速有效的回收，防止煤泥水外溢，同時(shí)降低崗位運(yùn)行人員的工作量。實(shí)現(xiàn)選煤廠洗選一車(chē)間煤泥泵閉環(huán)自動(dòng)控制，達(dá)到無(wú)人值守狀態(tài)。

1 煤泥泵電機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)

(1)選煤廠所有煤泥泵都安裝在車(chē)間最低處、供配電線路較長(zhǎng)，啟動(dòng)煤泥泵，實(shí)際測(cè)量煤泥泵電機(jī)的起動(dòng)電流為額定電流的8～10倍，設(shè)備運(yùn)行中電流隨著煤泥水濃度大小也在變化，電流波動(dòng)大，且煤泥水濃度大小不定，線路壓降較大。另外，煤泥池小，煤泥水濃度大，煤泥泵電機(jī)從起動(dòng)到煤泥水上水，啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，約60～70 s。在啟動(dòng)這段時(shí)間內(nèi)，煤泥泵電機(jī)啟動(dòng)電流較高，根據(jù)煤泥泵電機(jī)的保護(hù)值整定特性，必須避開(kāi)煤泥泵電機(jī)的起動(dòng)大電流時(shí)間，才能確保煤泥泵電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，所有保護(hù)動(dòng)作延時(shí)都比普通設(shè)備電機(jī)要稍長(zhǎng)[1-2]。

(2)打掃現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生時(shí)，在煤泥水水位上，煤泥水濃度增大，不及時(shí)啟動(dòng)煤泥泵時(shí)，煤泥池煤泥容易沉淀壓泵，造成煤泥水外溢和煤泥泵堵轉(zhuǎn)故障。因此需對(duì)電機(jī)加裝過(guò)載保護(hù)和高水位起泵功能。在煤泥泵運(yùn)行時(shí)，煤泥水池水位迅速下降，所有煤泥泵會(huì)出現(xiàn)抽空現(xiàn)象，不但對(duì)泵本身造成損壞，而且電機(jī)負(fù)荷也忽高忽低，電耗增加，對(duì)電機(jī)的軸承連接三角帶部件產(chǎn)生異常磨損，降低設(shè)備的使用壽命，因此對(duì)電機(jī)要進(jìn)行增加輕載保護(hù)和低水位停機(jī)保護(hù)功能。

2 DZJ-Ⅲ型智能電機(jī)保護(hù)的功能和應(yīng)用

根據(jù)在選煤廠多年從電氣設(shè)備檢修維護(hù)管理工作經(jīng)驗(yàn)，在眾多的電機(jī)保護(hù)中選擇了山西華控生產(chǎn)的DZJ-Ⅲ 型電機(jī)智能綜合保護(hù)器，該智能綜合保護(hù)器通過(guò)電流、電壓采樣后輸入單片機(jī)進(jìn)行微處理實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)保護(hù)功能，適用范圍廣，對(duì)500KW以下低壓電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和保護(hù)，具有保護(hù)動(dòng)作靈敏度高、保護(hù)可靠等優(yōu)點(diǎn)。DZJ-Ⅲ 型電機(jī)智能綜合保護(hù)器電流采集方式分為BCF外置電流互感器和CCF內(nèi)置電流互感器兩種形式。對(duì)涉及電機(jī)過(guò)載、過(guò)流、漏電、缺相及失衡等故障，實(shí)時(shí)將參數(shù)時(shí)間顯示記錄到保護(hù)器內(nèi)，通過(guò)CAN線進(jìn)入交換機(jī)傳輸?shù)郊厣衔粰C(jī)上，能有效的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。DZJ-Ⅲ型智能電機(jī)保護(hù)顯示直觀、參數(shù)設(shè)定簡(jiǎn)單，保護(hù)靈敏度高、保護(hù)功能齊全、性能可靠，完全適用于選煤廠煤泥泵電機(jī)的保護(hù)要求。

DZJ-Ⅲ型智能電機(jī)保護(hù)具有過(guò)載、缺相、相不平衡、欠壓、反序、漏電、堵轉(zhuǎn)及短路故障功能；可以測(cè)量三相電流、電壓、功率及功率因數(shù)的測(cè)量；具有計(jì)量三相有功和無(wú)功電量累積功能，可替代三相有功及無(wú)功電度表；具有電機(jī)運(yùn)行時(shí)間累計(jì)功能；在設(shè)定保護(hù)時(shí)，保護(hù)可以隨意投退，且在設(shè)定過(guò)載保護(hù)值時(shí)：定時(shí)限過(guò)載保護(hù)動(dòng)作延時(shí)，且可根據(jù)實(shí)際測(cè)量值設(shè)定；反時(shí)限過(guò)載保護(hù)，動(dòng)作延時(shí)模擬熱繼電器保護(hù)特性，堵轉(zhuǎn)保護(hù)時(shí)間有59條保護(hù)曲線和6條反時(shí)限過(guò)載保護(hù)曲線可供選擇：故障記憶及查詢功能在出現(xiàn)過(guò)載、缺相、相不平衡、欠壓、反序、漏電、堵轉(zhuǎn)及短路故障時(shí)，監(jiān)控器會(huì)記錄故障時(shí)刻電機(jī)的運(yùn)行環(huán)境參數(shù)。以覆蓋記錄的方式記錄18條故障，并可通過(guò)按鍵操作讀取；也可通過(guò)上位機(jī)讀取上千條內(nèi)存故障記錄：主機(jī)及顯示可分離監(jiān)控器主機(jī)和遠(yuǎn)程顯示部分分體結(jié)構(gòu)[3-5]，其主要功能特點(diǎn)為：

(1)啟動(dòng)保護(hù)功能：?jiǎn)?dòng)電機(jī)時(shí)，在電機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)開(kāi)始檢測(cè)啟動(dòng)時(shí)間是否過(guò)長(zhǎng)，主要避免電機(jī)長(zhǎng)期處于啟動(dòng)過(guò)流狀態(tài)下燒壞電機(jī)、動(dòng)力過(guò)熱。此功能與過(guò)載時(shí)間無(wú)關(guān)，只為電機(jī)啟動(dòng)時(shí)設(shè)定的值。因?yàn)槊耗啾秒姍C(jī)啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)的特點(diǎn)，設(shè)定啟動(dòng)時(shí)間根據(jù)實(shí)際時(shí)間設(shè)定，保證電機(jī)順利啟動(dòng)，其他電氣元器件及電纜不受影響。

(2)堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能：無(wú)論在煤泥泵電機(jī)是在啟動(dòng)或在運(yùn)行中，只要電流超過(guò)“堵轉(zhuǎn)電流”設(shè)定值，經(jīng)“堵轉(zhuǎn)”延時(shí)到設(shè)定時(shí)間內(nèi)顯示報(bào)警停止設(shè)備運(yùn)行。在使用“堵轉(zhuǎn)保護(hù)”時(shí)，應(yīng)將參數(shù)設(shè)定在額定電流的3～5倍內(nèi)，“堵轉(zhuǎn)延時(shí)”設(shè)定在2～5 s，設(shè)定倍數(shù)不能過(guò)大，整定延時(shí)，時(shí)間應(yīng)設(shè)定小一點(diǎn)。

(3)過(guò)流保護(hù)功能：當(dāng)煤泥泵電機(jī)啟動(dòng)完成后，煤泥泵電機(jī)在正常運(yùn)行中突然電流增大，發(fā)生過(guò)流，經(jīng)“過(guò)流延時(shí)”計(jì)時(shí)，到達(dá)延時(shí)時(shí)間電機(jī)綜保動(dòng)作顯示報(bào)警，停止設(shè)備運(yùn)行。煤泥泵電機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，煤泥泵電機(jī)負(fù)荷一般變化不是很大，以一般不超過(guò)電機(jī)額定電流的某一值運(yùn)行，電流波動(dòng)范圍較小。當(dāng)煤泥泵電機(jī)軸承損壞或泵體機(jī)械部件發(fā)生嚴(yán)重磨損后，煤泥水濃度高時(shí)，電機(jī)負(fù)荷大，電流上升，此時(shí)電流可能不會(huì)超過(guò)額定值，但電機(jī)已處于過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，很可能造成煤泥泵電機(jī)和泵體的損壞。因此應(yīng)將過(guò)流值設(shè)定在略高于運(yùn)行電流(根據(jù)實(shí)際煤泥泵電機(jī)運(yùn)行時(shí)或煤泥水濃度高間段內(nèi)測(cè)量的電流值)，按照實(shí)際測(cè)量值進(jìn)行參數(shù)整定，可起到對(duì)電機(jī)和泵保護(hù)作用。

(4)輕載保護(hù)功能：當(dāng)煤泥泵出現(xiàn)缺水、空抽現(xiàn)象時(shí)，煤泥泵電機(jī)運(yùn)行電流會(huì)下降，低于電機(jī)綜保整定的輕載設(shè)定參數(shù)后，經(jīng)“輕載延時(shí)”的時(shí)間到達(dá)設(shè)定值，電機(jī)綜保動(dòng)作，設(shè)備投資運(yùn)行?！拜p載設(shè)定”值可整定為電機(jī)額定電流的40%～60%，“輕載延時(shí)”整定在2～6 s。

(5)三相不平衡保護(hù)功能；無(wú)論煤泥泵電機(jī)在啟動(dòng)過(guò)程或在運(yùn)行中，若三相電流不平衡值超過(guò)設(shè)定值，則3～5 s保護(hù)器動(dòng)作及時(shí)停止設(shè)備運(yùn)行，能及時(shí)防止煤泥泵電機(jī)因“三相不平衡”而燒壞電機(jī)，整定值一般在“不平衡度”的30%～60%。

(6)缺相保護(hù)功能：無(wú)論煤泥泵電機(jī)在啟動(dòng)過(guò)程或運(yùn)行中，只要三相電流的其中任何一相電流為0，電機(jī)綜?？稍?～5 s內(nèi)動(dòng)作，能有效地保護(hù)電機(jī)不被燒壞。

3 歐姆龍61F-G1液位控制器端子功能和應(yīng)用

歐姆龍61F-G1液位控制器端子液位計(jì)端子接線(圖1)。其中S0—S1是AC110V電源接口；S0—S2是AC220V電源接口，E3低水位極，E2保持位極，E1高水位極，Ta1—Tc2為長(zhǎng)開(kāi)點(diǎn)。當(dāng)接線時(shí)一定確認(rèn)好電源，常規(guī)接S0—S2，電源為AC220V。接錯(cuò)電源容易燒壞液位計(jì)。電極液位開(kāi)關(guān)電極安裝如圖2所示，電極為高位極E1，保持停止極 E2，低位極E3。將極位對(duì)應(yīng)接在控制器端子上，當(dāng)煤泥水位上升到E1位時(shí)水泵自動(dòng)抽水，抽到E2停止煤泥泵，從而可以有效保證煤泥泵空轉(zhuǎn)，以防止煤泥泵磨損及降低電耗。

4 應(yīng)用效果

通過(guò)安裝DZJ-Ⅲ型智能電機(jī)保護(hù)與歐姆龍61F-G1液位控制器聯(lián)合保護(hù)裝置后，降低了煤泥泵機(jī)械故障率，煤泥水未出現(xiàn)過(guò)外溢造成環(huán)保事件，降低崗位運(yùn)行人員工作量，且煤泥泵實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。對(duì)電機(jī)進(jìn)行了有效的保護(hù)，同時(shí)將電機(jī)綜保設(shè)定了輕載保護(hù)，通過(guò)和液位控制器低位并用，實(shí)現(xiàn)了防止煤泥泵空轉(zhuǎn)雙重保護(hù)。

5 結(jié) 語(yǔ)

準(zhǔn)能選煤廠煤泥泵比其他設(shè)備使用較多，對(duì)于煤泥泵電機(jī)主要涉及煤泥泵電機(jī)、電氣設(shè)備裝置及電纜，且對(duì)煤泥泵機(jī)械部分也進(jìn)行了保護(hù)。通過(guò)改造利用，DZJ-Ⅲ型智能電機(jī)保護(hù)與歐姆龍61F-G1液位控制器聯(lián)合保護(hù)，成為了準(zhǔn)能選煤廠煤泥泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)鍵部分。由于煤泥水濃度變化，煤泥泵電機(jī)負(fù)荷忽高忽低，運(yùn)行電流不穩(wěn)定，最主要是煤泥水池小，容納煤泥水少，造成煤泥泵頻繁啟動(dòng)，煤泥泵電機(jī)啟動(dòng)、運(yùn)行、與其他設(shè)備電機(jī)不同，根據(jù)長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用和數(shù)據(jù)測(cè)量值統(tǒng)計(jì)分析來(lái)看，使用DZJ-Ⅲ型智能電機(jī)保護(hù)和歐姆龍61F-G1液位控制器聯(lián)合保護(hù)，會(huì)起到有效的保護(hù)作用。通過(guò)這種可靠、穩(wěn)定、廉價(jià)的保護(hù)形式能夠及時(shí)提供準(zhǔn)確的故障數(shù)據(jù)分析，為準(zhǔn)能選煤廠節(jié)約了成本，同時(shí)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)煤泥泵因故障帶病運(yùn)行，避免煤泥泵空抽發(fā)生不必要的磨損和電耗的增加。所以，通過(guò)煤泥泵改造后，對(duì)設(shè)備運(yùn)行保護(hù)起到了很好的作用，也有利于準(zhǔn)能選煤廠節(jié)能降耗。