DZJ-Ⅲ型智能电机保护与欧姆龙61F-G1液位控制器在选煤厂的应用实践

刘 喜

(神华准格尔能源有限责任公司 选煤厂，内蒙古 鄂尔多斯 010300)

为节约水资源和保护环境，国家能源准能集团选煤厂所有的生产用水都实现了闭路循环，包括清理地面卫生都使用处理后的煤泥水，对于这部分水的回收，洗选一车间通过4台Q65QV型煤泥泵抽水，配套电机为YB2型。但这些水泵抽水系统都是手动操作，若启停泵不及时，容易造成胶带输送机机尾和筛分一层积水或水泵空转现象，甚至造成煤泥水外溢事故。另外，选煤厂所有煤泥泵都安装在车间最低处、运行环境较差，尤其潮湿时，煤泥水所带絮凝剂对供电线路造成腐蚀。打扫皮带走廊设备与地面卫生造成煤泥水水位高低不定期变化，使用煤泥水冲洗设备、地面积尘，煤泥水流入煤泥池的浓度增大，都会影响煤泥泵电机负荷大小变化，造成设备运行不稳定。因此，根据准能选煤厂煤泥泵电机在实际运行中受外部环境变化造成设备损坏等特点，对煤泥泵电机安装了相应的保护装置，有效的保证煤泥水快速有效的回收，防止煤泥水外溢，同时降低岗位运行人员的工作量。实现选煤厂洗选一车间煤泥泵闭环自动控制，达到无人值守状态。

1 煤泥泵电机的运行特点

(1)选煤厂所有煤泥泵都安装在车间最低处、供配电线路较长，启动煤泥泵，实际测量煤泥泵电机的起动电流为额定电流的8～10倍，设备运行中电流随着煤泥水浓度大小也在变化，电流波动大，且煤泥水浓度大小不定，线路压降较大。另外，煤泥池小，煤泥水浓度大，煤泥泵电机从起动到煤泥水上水，启动持续时间较长，约60～70 s。在启动这段时间内，煤泥泵电机启动电流较高，根据煤泥泵电机的保护值整定特性，必须避开煤泥泵电机的起动大电流时间，才能确保煤泥泵电机正常运转，因此，所有保护动作延时都比普通设备电机要稍长[1-2]。

(2)打扫现场卫生时，在煤泥水水位上，煤泥水浓度增大，不及时启动煤泥泵时，煤泥池煤泥容易沉淀压泵，造成煤泥水外溢和煤泥泵堵转故障。因此需对电机加装过载保护和高水位起泵功能。在煤泥泵运行时，煤泥水池水位迅速下降，所有煤泥泵会出现抽空现象，不但对泵本身造成损坏，而且电机负荷也忽高忽低，电耗增加，对电机的轴承连接三角带部件产生异常磨损，降低设备的使用寿命，因此对电机要进行增加轻载保护和低水位停机保护功能。

2 DZJ-Ⅲ型智能电机保护的功能和应用

根据在选煤厂多年从电气设备检修维护管理工作经验，在众多的电机保护中选择了山西华控生产的DZJ-Ⅲ 型电机智能综合保护器，该智能综合保护器通过电流、电压采样后输入单片机进行微处理实现各项保护功能，适用范围广，对500KW以下低压电动机实现实时监测和保护，具有保护动作灵敏度高、保护可靠等优点。DZJ-Ⅲ 型电机智能综合保护器电流采集方式分为BCF外置电流互感器和CCF内置电流互感器两种形式。对涉及电机过载、过流、漏电、缺相及失衡等故障，实时将参数时间显示记录到保护器内，通过CAN线进入交换机传输到集控上位机上，能有效的实现远程监控。DZJ-Ⅲ型智能电机保护显示直观、参数设定简单，保护灵敏度高、保护功能齐全、性能可靠，完全适用于选煤厂煤泥泵电机的保护要求。

DZJ-Ⅲ型智能电机保护具有过载、缺相、相不平衡、欠压、反序、漏电、堵转及短路故障功能；可以测量三相电流、电压、功率及功率因数的测量；具有计量三相有功和无功电量累积功能，可替代三相有功及无功电度表；具有电机运行时间累计功能；在设定保护时，保护可以随意投退，且在设定过载保护值时：定时限过载保护动作延时，且可根据实际测量值设定；反时限过载保护，动作延时模拟热继电器保护特性，堵转保护时间有59条保护曲线和6条反时限过载保护曲线可供选择：故障记忆及查询功能在出现过载、缺相、相不平衡、欠压、反序、漏电、堵转及短路故障时，监控器会记录故障时刻电机的运行环境参数。以覆盖记录的方式记录18条故障，并可通过按键操作读取；也可通过上位机读取上千条内存故障记录：主机及显示可分离监控器主机和远程显示部分分体结构[3-5]，其主要功能特点为：

(1)启动保护功能：启动电机时，在电机启动运行时开始检测启动时间是否过长，主要避免电机长期处于启动过流状态下烧坏电机、动力过热。此功能与过载时间无关，只为电机启动时设定的值。因为煤泥泵电机启动时，启动时间较长的特点，设定启动时间根据实际时间设定，保证电机顺利启动，其他电气元器件及电缆不受影响。

(2)堵转保护功能：无论在煤泥泵电机是在启动或在运行中，只要电流超过“堵转电流”设定值，经“堵转”延时到设定时间内显示报警停止设备运行。在使用“堵转保护”时，应将参数设定在额定电流的3～5倍内，“堵转延时”设定在2～5 s，设定倍数不能过大，整定延时，时间应设定小一点。

(3)过流保护功能：当煤泥泵电机启动完成后，煤泥泵电机在正常运行中突然电流增大，发生过流，经“过流延时”计时，到达延时时间电机综保动作显示报警，停止设备运行。煤泥泵电机在正常运行时，煤泥泵电机负荷一般变化不是很大，以一般不超过电机额定电流的某一值运行，电流波动范围较小。当煤泥泵电机轴承损坏或泵体机械部件发生严重磨损后，煤泥水浓度高时，电机负荷大，电流上升，此时电流可能不会超过额定值，但电机已处于过负荷运行，很可能造成煤泥泵电机和泵体的损坏。因此应将过流值设定在略高于运行电流(根据实际煤泥泵电机运行时或煤泥水浓度高间段内测量的电流值)，按照实际测量值进行参数整定，可起到对电机和泵保护作用。

(4)轻载保护功能：当煤泥泵出现缺水、空抽现象时，煤泥泵电机运行电流会下降，低于电机综保整定的轻载设定参数后，经“轻载延时”的时间到达设定值，电机综保动作，设备投资运行。“轻载设定”值可整定为电机额定电流的40%～60%，“轻载延时”整定在2～6 s。

(5)三相不平衡保护功能；无论煤泥泵电机在启动过程或在运行中，若三相电流不平衡值超过设定值，则3～5 s保护器动作及时停止设备运行，能及时防止煤泥泵电机因“三相不平衡”而烧坏电机，整定值一般在“不平衡度”的30%～60%。

(6)缺相保护功能：无论煤泥泵电机在启动过程或运行中，只要三相电流的其中任何一相电流为0，电机综保可在3～5 s内动作，能有效地保护电机不被烧坏。

3 欧姆龙61F-G1液位控制器端子功能和应用

欧姆龙61F-G1液位控制器端子液位计端子接线(图1)。其中S0—S1是AC110V电源接口；S0—S2是AC220V电源接口，E3低水位极，E2保持位极，E1高水位极，Ta1—Tc2为长开点。当接线时一定确认好电源，常规接S0—S2，电源为AC220V。接错电源容易烧坏液位计。电极液位开关电极安装如图2所示，电极为高位极E1，保持停止极 E2，低位极E3。将极位对应接在控制器端子上，当煤泥水位上升到E1位时水泵自动抽水，抽到E2停止煤泥泵，从而可以有效保证煤泥泵空转，以防止煤泥泵磨损及降低电耗。

4 应用效果

通过安装DZJ-Ⅲ型智能电机保护与欧姆龙61F-G1液位控制器联合保护装置后，降低了煤泥泵机械故障率，煤泥水未出现过外溢造成环保事件，降低岗位运行人员工作量，且煤泥泵实现自动化。对电机进行了有效的保护，同时将电机综保设定了轻载保护，通过和液位控制器低位并用，实现了防止煤泥泵空转双重保护。

5 结 语

准能选煤厂煤泥泵比其他设备使用较多，对于煤泥泵电机主要涉及煤泥泵电机、电气设备装置及电缆，且对煤泥泵机械部分也进行了保护。通过改造利用，DZJ-Ⅲ型智能电机保护与欧姆龙61F-G1液位控制器联合保护，成为了准能选煤厂煤泥泵正常运转关键部分。由于煤泥水浓度变化，煤泥泵电机负荷忽高忽低，运行电流不稳定，最主要是煤泥水池小，容纳煤泥水少，造成煤泥泵频繁启动，煤泥泵电机启动、运行、与其他设备电机不同，根据长时间的应用和数据测量值统计分析来看，使用DZJ-Ⅲ型智能电机保护和欧姆龙61F-G1液位控制器联合保护，会起到有效的保护作用。通过这种可靠、稳定、廉价的保护形式能够及时提供准确的故障数据分析，为准能选煤厂节约了成本，同时能及时发现煤泥泵因故障带病运行，避免煤泥泵空抽发生不必要的磨损和电耗的增加。所以，通过煤泥泵改造后，对设备运行保护起到了很好的作用，也有利于准能选煤厂节能降耗。