在煤炭行业中应用AEC4900低压电动机保护控制器的必要性
1 引言
在煤炭行业中，电动机作为一种拖动机械，成为所有动力机械的基础，随着科学技术的不断进步和工艺控制的不断完善，尤其是自动化生产的要求，迫切需要电动机的保护和控制设备，特别是AEC4900低压电动机保护的需求更显突出。从而实现对生产过程和大型机械的遥测、遥信、遥控、遥调、故障诊断以及集中控制等功能。
同时，煤炭行业的特点本身就是易燃易爆的工作场合较多，属于事故多发行业，并且该行业中低压电动机用量较多，现代化的生产工艺要求自动化程度较高，同时电动机多是大通量、满负荷的连续运转。因而对电机设备的可靠性和稳定性要求极高，一旦发生事故，必须马上查找故障原因并及时消除，以保证及时恢复生产。
某煤业集团过去一直采用热继电器作为电动机的过载保护和控制元件，但由于元件质量和工艺的限制，已无法满足日益发展的工艺自动化的要求。为此，该集团电气技术人员通过多方了解，找到美国能源控制公司推出的一种新型电动机保护产品——AEC4900低压电动机保护控制器（简称为AEC4900电机保护器），作为电动机的保护控制元件，是他们多年来所要寻找的，并在其下属选煤厂初步使用上百台。通过在低压配电系统使用AEC4900电机保护器，不但有效的保障了电机的安全运行、彻底取代了热继电器，而且利用先进的通讯技术，实现了部分电机控制的自动化，并取得了显著的经济效益，因此，下面介绍一下煤炭行业情况和AEC4900低压电动机保护控制器工程的应用。
2 煤炭行业安全性对AEC4900的需求
煤炭是我国重要的基础能源和原料，在国民经济中具有重要的战略地位。在我国一次能源结构中，煤炭将长期是我国的主要能源。改革开放以来，煤炭工业取得了长足发展，煤炭产量持续增长，生产技术水平逐步提高，煤矿安全生产条件有所改善，对国民经济和社会发展发挥了重要的作用。然而,一项统计显示：
近几年，中国煤矿因公死亡人数均在六千人左右，煤矿事故死亡人数是世界其他主要采煤国家死亡总人数的四倍，中国百万吨煤死亡率为美国的一百倍、印度的十倍。
新华网合肥４月２６日电（记者刘铮、汪延）国家安全生产监督管理总局局长李毅中２６日在此间透露，新中国成立以来煤矿发生的１９起一次死亡百人以上事故，１８起为瓦斯事故。
国家煤矿安全监察局发布的信息说，今年六月以来，中国煤炭企业发生四起特大事故，死亡和下落不明四十五人，还发生九起重大事故，死亡四十一人，其中透水事故三起、瓦斯事故四起、顶板事故两起。
2002年1月14日晚9点42分， 湖南冷水江一湖南省娄底市资江煤矿3336工作面距电溜子平巷25米处煤矿瓦斯突出井下18名矿工窒息死亡。
新华社南昌1月14日电 江西省萍乡市上栗县桐木镇一个已经被查封的小煤矿13日16时左右发生瓦斯爆炸。据江西省公安机关介绍的情况，目前已有7人死亡，1人失踪。
云南文山壮族苗族自治州文山县德厚镇水结村村民余兴洪私自开挖的无证小煤窑1月14日13时发生瓦斯爆炸，至记者发稿时已有25人死亡，10人受伤。
新华网乌鲁木齐2005年7月11日电（记者刘宏鹏、王大霖）新疆阜康神龙煤矿11日2时30分发生瓦斯爆炸，当时总计有87人在井下作业，目前已经救出8人，其中3人死亡，5人生还。井下已明确19人死亡，60人情况不明。
从以上资料可以看出,煤炭行业的安全生产问题日渐突出, 党中央、国务院对煤矿安全工作高度重视。经国务院批准，在淮南煤矿召开了全国煤矿瓦斯防治工作现场会。国务院成立了煤矿瓦斯防治部际协调领导小组，下决心采取综合措施，把煤矿安全事故多发的势头遏制住。
国务院副总理黄菊在会上指出，煤矿安全是全国安全生产工作的重中之重。煤矿企业要抓住当前经济效益比较好的机遇，按规定提取安全生产技术改造费用，增加安全生产投入。地方各级政府和各有关部门也要加大对煤矿安全生产技术改造的支持力度。而我们AEC公司所推出的AEC4900型低压电动机保护控制器是经过国家专门机构检测通过并得到推荐的产品,非常适合易燃易爆的煤炭行业应用。具体介绍如下。
3 基本工作原理：
AEC4900电机保护器是最近十多年才发展起来的一种新型电子式多功能电动机综合保护测控装置。它集过（轻）载保护、缺相、过（欠）压、堵转、漏电、接地及三相不平衡保护等低压保护于一身，具有设定精度高、节电、动作灵敏、工作可靠等优点，是传统热继电器的理想替代产品。它通常是由电流采集元件、比较电路、单片机、或出口继电器等几个部分组成。其基本原理及工作过程如图1所示：
电流采集元件将电动机的电流变化线性地反映至保护器的采样端口，经过整流、滤波等环节后，转换成与电动机电流成正比的直流电压信号、送到相应部分与给定的保护参数进行比较处理，再经单片机回路处理，推动功率回路，使继电器动作。当电机由于驱动部分过载导致电流增大时，从电流传感器取得的电压信号将增大、此电压值大于保护器的整定值时，过载回路工作，RC延时电路经过一定的（可调）延时，驱动出口继电器动作，使接触器切断主回路。欠压及缺相保护等功能部分，工作原理基本相同。
4 AEC4900功能描述
（1）保护功能。
AEC4900电机保护器可实现对低压电动机的综合保护，其具体功能有接地保护、断相保护、短路保护、过（轻）负荷保护、不平衡过负荷保护、堵转保护、低电压和过电压保护。当电机正常工作时，AEC4900保护器通过面板上的液晶显示屏，实时显示电机的工作电流和电压。AEC4900电机保护器具有通讯功能，可以将采集的信号通过MODBUS或PROFIBUS总线传至后台微机，实现低压电动机的在线管理和维护。当故障发生时，AEC4900保护器迅速动作，现场保存故障类型、时间以及电机运行参数，同时通过总线网络向后台监控机报告。
AEC4900电机保护器还具有低电压自动恢复、重启动、断相保护、温度保护、漏电保护等保护功能，这也是其他品牌低压电动机保护产品所不具有的。
特别是AEC4900电机保护器的温度保护、漏电保护在煤炭行业中有非常现实的意义，它解决了电气维护人员每天要下到矿井下用“摇表”测绝缘的问题，既保证了电动机设备的安全，保证了生产的安全运行，又确保了员工的人身以外安全问题。
（2）控制功能。
AEC4900电机保护器可以满足各种启动控制方式，比如直接启动、双向双速启动、电阻降压启动、星三角降压启动、自耦变压器降压启动等启动方式。
AEC4900电机保护器具有9路开关量输入，4个动作继电器输出，可以就地方便地进行操作、调试等工作，还可以通过RS485通讯接口实现计算机后台监控管理中的“遥信”和“遥控”功能，对电动机进行远程启停控制。
（3）测量功能。
AEC4900电机保护器可以对该回路的电流和电压进行交流采样，具体可以测量回路中的三相电流、电压、功率、功率因数、频率等电力参数，通过AEC4940显示模块就地显示，并可以通过RS485通讯接口实时传输到计算机后台监控管理系统中，从而实现“遥测”功能。
（4）在线监测功能。
控制室操作人员可在后台微机上，完成所有保护器的各种保护整定数据的调阅、修改和整定。同时，在线监测电机的运行负载和供电电源的质量，为及早发现过载和接地故障等，创造了条件。此外，后台微机强大的信息管理功能，可有效记录各台电机的型号、运行方式、和历史维护记录，为保证工艺系统的安全生产、减少事故停车，提供了可靠依据。
（5）防爆功能。
煤炭行业多是防爆场所，瓦斯等易燃易爆气体较多，所以对电机拖动设备的要求多是防爆的，而AEC4900型低压电动机保护控制器，进口品牌电动机保护目前为止是唯一一家通过国家防爆认证的产品。它更适合于石油、化工、轻工、冶金、煤炭、纺织、食品等需要防爆的行业。
特别是煤炭行业,非常特殊,低压防爆电动机应用较多,比如:煤矿运输机用防爆电机、煤矿绞车用防爆电机、装岩机用防爆电机、煤矿局部扇风机用防爆电机、阀门用防爆电机、风机用防爆电机等应用本安型防爆电动机较多.AEC4900电机保护器经过特殊技术处理，作为以上防爆电机的电气和热的保护，可以进一步避免正常或认可的过载条件下出现电弧、火花或高温的危险，从而确保电机及拖动设备防爆的安全性。
5 AEC4900选用的理由
（1）电机保护器按结构形式来划分，一般分为一体式和分体式两种。
目前马达控制中心MCC柜多为抽屉式的，后者比前者便于安装施工， AEC4900低压电动机保护控制器采用本体与显示模块分体式结构。在工程实践中普遍采用了新型的MNS或GCS系列低压抽屉式开关柜，因而可以将显示模块嵌入式的安装在开关抽屉的活动面板内，这样既简化了柜内接线、又方便了系统随时调整、设定参数和显示、监控，同时数字化的显示面板也增添了柜面的统一性和美观性；使得配电室内的设备运行情况及故障状态一目了然，极大的方便了系统巡视和检修维护。
（2）AEC4900电机保护器按额定工作电压及电流范围来划分，可分为AEC660V、AC380V两种；对应量程为1A、 5A、50A、150A等若干等级，使用时按照电机的控制回路工作电压及负载的额定电流选用相应的量程范围即可。
在工程应用中，对于110KW及以上的电机，我们采用在主回路装设（口/5）电流互感器的方式，将一次电流变为小于5A的二次电流，再接入量程为6A的电机保护器，使大型设备也得到了有效的控制和保护。
（3）AEC4900电机保护器具备RS-485通讯接口，可根据工艺以及DCS系统连锁的实际需要合理安排。
在煤炭行业的工程中，对电动机拖动装置的自动化控制要求较高，我们AEC公司提供的具备RS-485通讯接口的AEC4900电机保护器，为电气操作及工艺控制人员通过微机系统在线浏览生产负荷和包装机的工作情况，及时调整生产进度、预防突发事故，做出了重大贡献。
6 AEC4900电机保护器在煤炭行业应用非常必要
AEC4900电机保护器这种新型电机保护产品投放中国市场以来，用户普遍反映性能稳定，运行良好，对各种故障类型均进行了准确的报警显示，有效的防止了电机意外烧毁的发生，为用户节约了大量的资金。因此，广泛AEC4900采用电动机保护器控制器，不但可以提高工艺控制的准确性、科学性，降低事故率，而且对于提高电气控制系统的自动化水平和发展国民经济，也必将起到积极的推动作用。
煤炭行业严重的生产安全问题，恶劣的工作环境和电动机拖动设备在线管理，迫切需求电机拖动设备防爆技术，而AEC4900电机保护器的强大功能和防爆特性，正是煤炭行业所急需的产品和技术。
在煤炭行业中，电动机作为一种拖动机械，成为所有动力机械的基础，随着科学技术的不断进步和工艺控制的不断完善，尤其是自动化生产的要求，迫切需要电动机的保护和控制设备，特别是AEC4900低压电动机保护的需求更显突出。从而实现对生产过程和大型机械的遥测、遥信、遥控、遥调、故障诊断以及集中控制等功能。
同时，煤炭行业的特点本身就是易燃易爆的工作场合较多，属于事故多发行业，并且该行业中低压电动机用量较多，现代化的生产工艺要求自动化程度较高，同时电动机多是大通量、满负荷的连续运转。因而对电机设备的可靠性和稳定性要求极高，一旦发生事故，必须马上查找故障原因并及时消除，以保证及时恢复生产。
某煤业集团过去一直采用热继电器作为电动机的过载保护和控制元件，但由于元件质量和工艺的限制，已无法满足日益发展的工艺自动化的要求。为此，该集团电气技术人员通过多方了解，找到美国能源控制公司推出的一种新型电动机保护产品——AEC4900低压电动机保护控制器（简称为AEC4900电机保护器），作为电动机的保护控制元件，是他们多年来所要寻找的，并在其下属选煤厂初步使用上百台。通过在低压配电系统使用AEC4900电机保护器，不但有效的保障了电机的安全运行、彻底取代了热继电器，而且利用先进的通讯技术，实现了部分电机控制的自动化，并取得了显著的经济效益，因此，下面介绍一下煤炭行业情况和AEC4900低压电动机保护控制器工程的应用。
2 煤炭行业安全性对AEC4900的需求
煤炭是我国重要的基础能源和原料，在国民经济中具有重要的战略地位。在我国一次能源结构中，煤炭将长期是我国的主要能源。改革开放以来，煤炭工业取得了长足发展，煤炭产量持续增长，生产技术水平逐步提高，煤矿安全生产条件有所改善，对国民经济和社会发展发挥了重要的作用。然而,一项统计显示：
近几年，中国煤矿因公死亡人数均在六千人左右，煤矿事故死亡人数是世界其他主要采煤国家死亡总人数的四倍，中国百万吨煤死亡率为美国的一百倍、印度的十倍。
新华网合肥４月２６日电（记者刘铮、汪延）国家安全生产监督管理总局局长李毅中２６日在此间透露，新中国成立以来煤矿发生的１９起一次死亡百人以上事故，１８起为瓦斯事故。
国家煤矿安全监察局发布的信息说，今年六月以来，中国煤炭企业发生四起特大事故，死亡和下落不明四十五人，还发生九起重大事故，死亡四十一人，其中透水事故三起、瓦斯事故四起、顶板事故两起。
2002年1月14日晚9点42分， 湖南冷水江一湖南省娄底市资江煤矿3336工作面距电溜子平巷25米处煤矿瓦斯突出井下18名矿工窒息死亡。
新华社南昌1月14日电 江西省萍乡市上栗县桐木镇一个已经被查封的小煤矿13日16时左右发生瓦斯爆炸。据江西省公安机关介绍的情况，目前已有7人死亡，1人失踪。
云南文山壮族苗族自治州文山县德厚镇水结村村民余兴洪私自开挖的无证小煤窑1月14日13时发生瓦斯爆炸，至记者发稿时已有25人死亡，10人受伤。
新华网乌鲁木齐2005年7月11日电（记者刘宏鹏、王大霖）新疆阜康神龙煤矿11日2时30分发生瓦斯爆炸，当时总计有87人在井下作业，目前已经救出8人，其中3人死亡，5人生还。井下已明确19人死亡，60人情况不明。
从以上资料可以看出,煤炭行业的安全生产问题日渐突出, 党中央、国务院对煤矿安全工作高度重视。经国务院批准，在淮南煤矿召开了全国煤矿瓦斯防治工作现场会。国务院成立了煤矿瓦斯防治部际协调领导小组，下决心采取综合措施，把煤矿安全事故多发的势头遏制住。
国务院副总理黄菊在会上指出，煤矿安全是全国安全生产工作的重中之重。煤矿企业要抓住当前经济效益比较好的机遇，按规定提取安全生产技术改造费用，增加安全生产投入。地方各级政府和各有关部门也要加大对煤矿安全生产技术改造的支持力度。而我们AEC公司所推出的AEC4900型低压电动机保护控制器是经过国家专门机构检测通过并得到推荐的产品,非常适合易燃易爆的煤炭行业应用。具体介绍如下。
3 基本工作原理：
AEC4900电机保护器是最近十多年才发展起来的一种新型电子式多功能电动机综合保护测控装置。它集过（轻）载保护、缺相、过（欠）压、堵转、漏电、接地及三相不平衡保护等低压保护于一身，具有设定精度高、节电、动作灵敏、工作可靠等优点，是传统热继电器的理想替代产品。它通常是由电流采集元件、比较电路、单片机、或出口继电器等几个部分组成。其基本原理及工作过程如图1所示：
电流采集元件将电动机的电流变化线性地反映至保护器的采样端口，经过整流、滤波等环节后，转换成与电动机电流成正比的直流电压信号、送到相应部分与给定的保护参数进行比较处理，再经单片机回路处理，推动功率回路，使继电器动作。当电机由于驱动部分过载导致电流增大时，从电流传感器取得的电压信号将增大、此电压值大于保护器的整定值时，过载回路工作，RC延时电路经过一定的（可调）延时，驱动出口继电器动作，使接触器切断主回路。欠压及缺相保护等功能部分，工作原理基本相同。
4 AEC4900功能描述
（1）保护功能。
AEC4900电机保护器可实现对低压电动机的综合保护，其具体功能有接地保护、断相保护、短路保护、过（轻）负荷保护、不平衡过负荷保护、堵转保护、低电压和过电压保护。当电机正常工作时，AEC4900保护器通过面板上的液晶显示屏，实时显示电机的工作电流和电压。AEC4900电机保护器具有通讯功能，可以将采集的信号通过MODBUS或PROFIBUS总线传至后台微机，实现低压电动机的在线管理和维护。当故障发生时，AEC4900保护器迅速动作，现场保存故障类型、时间以及电机运行参数，同时通过总线网络向后台监控机报告。
AEC4900电机保护器还具有低电压自动恢复、重启动、断相保护、温度保护、漏电保护等保护功能，这也是其他品牌低压电动机保护产品所不具有的。
特别是AEC4900电机保护器的温度保护、漏电保护在煤炭行业中有非常现实的意义，它解决了电气维护人员每天要下到矿井下用“摇表”测绝缘的问题，既保证了电动机设备的安全，保证了生产的安全运行，又确保了员工的人身以外安全问题。
（2）控制功能。
AEC4900电机保护器可以满足各种启动控制方式，比如直接启动、双向双速启动、电阻降压启动、星三角降压启动、自耦变压器降压启动等启动方式。
AEC4900电机保护器具有9路开关量输入，4个动作继电器输出，可以就地方便地进行操作、调试等工作，还可以通过RS485通讯接口实现计算机后台监控管理中的“遥信”和“遥控”功能，对电动机进行远程启停控制。
（3）测量功能。
AEC4900电机保护器可以对该回路的电流和电压进行交流采样，具体可以测量回路中的三相电流、电压、功率、功率因数、频率等电力参数，通过AEC4940显示模块就地显示，并可以通过RS485通讯接口实时传输到计算机后台监控管理系统中，从而实现“遥测”功能。
（4）在线监测功能。
控制室操作人员可在后台微机上，完成所有保护器的各种保护整定数据的调阅、修改和整定。同时，在线监测电机的运行负载和供电电源的质量，为及早发现过载和接地故障等，创造了条件。此外，后台微机强大的信息管理功能，可有效记录各台电机的型号、运行方式、和历史维护记录，为保证工艺系统的安全生产、减少事故停车，提供了可靠依据。
（5）防爆功能。
煤炭行业多是防爆场所，瓦斯等易燃易爆气体较多，所以对电机拖动设备的要求多是防爆的，而AEC4900型低压电动机保护控制器，进口品牌电动机保护目前为止是唯一一家通过国家防爆认证的产品。它更适合于石油、化工、轻工、冶金、煤炭、纺织、食品等需要防爆的行业。
特别是煤炭行业,非常特殊,低压防爆电动机应用较多,比如:煤矿运输机用防爆电机、煤矿绞车用防爆电机、装岩机用防爆电机、煤矿局部扇风机用防爆电机、阀门用防爆电机、风机用防爆电机等应用本安型防爆电动机较多.AEC4900电机保护器经过特殊技术处理，作为以上防爆电机的电气和热的保护，可以进一步避免正常或认可的过载条件下出现电弧、火花或高温的危险，从而确保电机及拖动设备防爆的安全性。
5 AEC4900选用的理由
（1）电机保护器按结构形式来划分，一般分为一体式和分体式两种。
目前马达控制中心MCC柜多为抽屉式的，后者比前者便于安装施工， AEC4900低压电动机保护控制器采用本体与显示模块分体式结构。在工程实践中普遍采用了新型的MNS或GCS系列低压抽屉式开关柜，因而可以将显示模块嵌入式的安装在开关抽屉的活动面板内，这样既简化了柜内接线、又方便了系统随时调整、设定参数和显示、监控，同时数字化的显示面板也增添了柜面的统一性和美观性；使得配电室内的设备运行情况及故障状态一目了然，极大的方便了系统巡视和检修维护。
（2）AEC4900电机保护器按额定工作电压及电流范围来划分，可分为AEC660V、AC380V两种；对应量程为1A、 5A、50A、150A等若干等级，使用时按照电机的控制回路工作电压及负载的额定电流选用相应的量程范围即可。
在工程应用中，对于110KW及以上的电机，我们采用在主回路装设（口/5）电流互感器的方式，将一次电流变为小于5A的二次电流，再接入量程为6A的电机保护器，使大型设备也得到了有效的控制和保护。
（3）AEC4900电机保护器具备RS-485通讯接口，可根据工艺以及DCS系统连锁的实际需要合理安排。
在煤炭行业的工程中，对电动机拖动装置的自动化控制要求较高，我们AEC公司提供的具备RS-485通讯接口的AEC4900电机保护器，为电气操作及工艺控制人员通过微机系统在线浏览生产负荷和包装机的工作情况，及时调整生产进度、预防突发事故，做出了重大贡献。
6 AEC4900电机保护器在煤炭行业应用非常必要
AEC4900电机保护器这种新型电机保护产品投放中国市场以来，用户普遍反映性能稳定，运行良好，对各种故障类型均进行了准确的报警显示，有效的防止了电机意外烧毁的发生，为用户节约了大量的资金。因此，广泛AEC4900采用电动机保护器控制器，不但可以提高工艺控制的准确性、科学性，降低事故率，而且对于提高电气控制系统的自动化水平和发展国民经济，也必将起到积极的推动作用。
煤炭行业严重的生产安全问题，恶劣的工作环境和电动机拖动设备在线管理，迫切需求电机拖动设备防爆技术，而AEC4900电机保护器的强大功能和防爆特性，正是煤炭行业所急需的产品和技术。
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