1　引言
　　
在煤炭行業(yè)中，電動機作為一種拖動機械，成為所有動力機械的基礎，隨著科學技術的不斷進步和工藝控制的不斷完善，尤其是自動化生產(chǎn)的要求，迫切需要電動機的保護和控制設備，特別是AEC4900低壓電動機保護的需求更顯突出。從而實現(xiàn)對生產(chǎn)過程和大型機械的遙測、遙信、遙控、遙調(diào)、故障診斷以及集中控制等功能。
　　
同時，煤炭行業(yè)的特點本身就是易燃易爆的工作場合較多，屬于事故多發(fā)行業(yè)，并且該行業(yè)中低壓電動機用量較多，現(xiàn)代化的生產(chǎn)工藝要求自動化程度較高，同時電動機多是大通量、滿負荷的連續(xù)運轉。因而對電機設備的可靠性和穩(wěn)定性要求極高，一旦發(fā)生事故，必須馬上查找故障原因并及時消除，以保證及時恢復生產(chǎn)。
　　
某煤業(yè)集團過去一直采用熱繼電器作為電動機的過載保護和控制元件，但由于元件質(zhì)量和工藝的限制，已無法滿足日益發(fā)展的工藝自動化的要求。為此，該集團電氣技術人員通過多方了解，找到美國能源控制公司推出的一種新型電動機保護產(chǎn)品——AEC4900低壓電動機保護控制器（簡稱為AEC4900電機保護器），作為電動機的保護控制元件，是他們多年來所要尋找的，并在其下屬選煤廠初步使用上百臺。通過在低壓配電系統(tǒng)使用AEC4900電機保護器，不但有效的保障了電機的安全運行、徹底取代了熱繼電器，而且利用先進的通訊技術，實現(xiàn)了部分電機控制的自動化，并取得了顯著的經(jīng)濟效益，因此，下面介紹一下煤炭行業(yè)情況和AEC4900低壓電動機保護控制器工程的應用。
　　
2 煤炭行業(yè)安全性對AEC4900的需求
　　
煤炭是我國重要的基礎能源和原料，在國民經(jīng)濟中具有重要的戰(zhàn)略地位。在我國一次能源結構中，煤炭將長期是我國的主要能源。改革開放以來，煤炭工業(yè)取得了長足發(fā)展，煤炭產(chǎn)量持續(xù)增長，生產(chǎn)技術水平逐步提高，煤礦安全生產(chǎn)條件有所改善，對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展發(fā)揮了重要的作用。然而,一項統(tǒng)計顯示：
　　
近幾年，中國煤礦因公死亡人數(shù)均在六千人左右，煤礦事故死亡人數(shù)是世界其他主要采煤國家死亡總人數(shù)的四倍，中國百萬噸煤死亡率為美國的一百倍、印度的十倍。
　　
新華網(wǎng)合肥４月２６日電（記者劉錚、汪延）國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局局長李毅中２６日在此間透露，新中國成立以來煤礦發(fā)生的１９起一次死亡百人以上事故，１８起為瓦斯事故。
　　
國家煤礦安全監(jiān)察局發(fā)布的信息說，今年六月以來，中國煤炭企業(yè)發(fā)生四起特大事故，死亡和下落不明四十五人，還發(fā)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、頂板事故兩起。
　　
2002年1月14日晚9點42分， 湖南冷水江一湖南省婁底市資江煤礦3336工作面距電溜子平巷25米處煤礦瓦斯突出井下18名礦工窒息死亡。
　　
新華社南昌1月14日電 江西省萍鄉(xiāng)市上栗縣桐木鎮(zhèn)一個已經(jīng)被查封的小煤礦13日16時左右發(fā)生瓦斯爆炸。據(jù)江西省公安機關介紹的情況，目前已有7人死亡，1人失蹤。
　　
云南文山壯族苗族自治州文山縣德厚鎮(zhèn)水結村村民余興洪私自開挖的無證小煤窯1月14日13時發(fā)生瓦斯爆炸，至記者發(fā)稿時已有25人死亡，10人受傷。
　　
新華網(wǎng)烏魯木齊2005年7月11日電（記者劉宏鵬、王大霖）新疆阜康神龍煤礦11日2時30分發(fā)生瓦斯爆炸，當時總計有87人在井下作業(yè)，目前已經(jīng)救出8人，其中3人死亡，5人生還。井下已明確19人死亡，60人情況不明。
　　
從以上資料可以看出,煤炭行業(yè)的安全生產(chǎn)問題日漸突出, 黨中央、國務院對煤礦安全工作高度重視。經(jīng)國務院批準，在淮南煤礦召開了全國煤礦瓦斯防治工作現(xiàn)場會。國務院成立了煤礦瓦斯防治部際協(xié)調(diào)領導小組，下決心采取綜合措施，把煤礦安全事故多發(fā)的勢頭遏制住。
　　
國務院副總理黃菊在會上指出，煤礦安全是全國安全生產(chǎn)工作的重中之重。煤礦企業(yè)要抓住當前經(jīng)濟效益比較好的機遇，按規(guī)定提取安全生產(chǎn)技術改造費用，增加安全生產(chǎn)投入。地方各級政府和各有關部門也要加大對煤礦安全生產(chǎn)技術改造的支持力度。而我們AEC公司所推出的AEC4900型低壓電動機保護控制器是經(jīng)過國家專門機構檢測通過并得到推薦的產(chǎn)品,非常適合易燃易爆的煤炭行業(yè)應用。具體介紹如下。


　　
3　基本工作原理：
　　
AEC4900電機保護器是最近十多年才發(fā)展起來的一種新型電子式多功能電動機綜合保護測控裝置。它集過（輕）載保護、缺相、過（欠）壓、堵轉、漏電、接地及三相不平衡保護等低壓保護于一身，具有設定精度高、節(jié)電、動作靈敏、工作可靠等優(yōu)點，是傳統(tǒng)熱繼電器的理想替代產(chǎn)品。它通常是由電流采集元件、比較電路、單片機、或出口繼電器等幾個部分組成。其基本原理及工作過程如圖1所示：



電流采集元件將電動機的電流變化線性地反映至保護器的采樣端口，經(jīng)過整流、濾波等環(huán)節(jié)后，轉換成與電動機電流成正比的直流電壓信號、送到相應部分與給定的保護參數(shù)進行比較處理，再經(jīng)單片機回路處理，推動功率回路，使繼電器動作。當電機由于驅動部分過載導致電流增大時，從電流傳感器取得的電壓信號將增大、此電壓值大于保護器的整定值時，過載回路工作，RC延時電路經(jīng)過一定的（可調(diào)）延時，驅動出口繼電器動作，使接觸器切斷主回路。欠壓及缺相保護等功能部分，工作原理基本相同。
　　
4　AEC4900功能描述
　　
（1）保護功能。
　　
AEC4900電機保護器可實現(xiàn)對低壓電動機的綜合保護，其具體功能有接地保護、斷相保護、短路保護、過（輕）負荷保護、不平衡過負荷保護、堵轉保護、低電壓和過電壓保護。當電機正常工作時，AEC4900保護器通過面板上的液晶顯示屏，實時顯示電機的工作電流和電壓。AEC4900電機保護器具有通訊功能，可以將采集的信號通過MODBUS或PROFIBUS總線傳至后臺微機，實現(xiàn)低壓電動機的在線管理和維護。當故障發(fā)生時，AEC4900保護器迅速動作，現(xiàn)場保存故障類型、時間以及電機運行參數(shù)，同時通過總線網(wǎng)絡向后臺監(jiān)控機報告。
　　
AEC4900電機保護器還具有低電壓自動恢復、重啟動、斷相保護、溫度保護、漏電保護等保護功能，這也是其他品牌低壓電動機保護產(chǎn)品所不具有的。
　　
特別是AEC4900電機保護器的溫度保護、漏電保護在煤炭行業(yè)中有非常現(xiàn)實的意義，它解決了電氣維護人員每天要下到礦井下用“搖表”測絕緣的問題，既保證了電動機設備的安全，保證了生產(chǎn)的安全運行，又確保了員工的人身以外安全問題。
　　
（2）控制功能。
　　
AEC4900電機保護器可以滿足各種啟動控制方式，比如直接啟動、雙向雙速啟動、電阻降壓啟動、星三角降壓啟動、自耦變壓器降壓啟動等啟動方式。
　　
AEC4900電機保護器具有9路開關量輸入，4個動作繼電器輸出，可以就地方便地進行操作、調(diào)試等工作，還可以通過RS485通訊接口實現(xiàn)計算機后臺監(jiān)控管理中的“遙信”和“遙控”功能，對電動機進行遠程啟停控制。
　　
（3）測量功能。
　　
AEC4900電機保護器可以對該回路的電流和電壓進行交流采樣，具體可以測量回路中的三相電流、電壓、功率、功率因數(shù)、頻率等電力參數(shù)，通過AEC4940顯示模塊就地顯示，并可以通過RS485通訊接口實時傳輸?shù)接嬎銠C后臺監(jiān)控管理系統(tǒng)中，從而實現(xiàn)“遙測”功能。
　　
（4）在線監(jiān)測功能。
　　
控制室操作人員可在后臺微機上，完成所有保護器的各種保護整定數(shù)據(jù)的調(diào)閱、修改和整定。同時，在線監(jiān)測電機的運行負載和供電電源的質(zhì)量，為及早發(fā)現(xiàn)過載和接地故障等，創(chuàng)造了條件。此外，后臺微機強大的信息管理功能，可有效記錄各臺電機的型號、運行方式、和歷史維護記錄，為保證工藝系統(tǒng)的安全生產(chǎn)、減少事故停車，提供了可靠依據(jù)。
　　
（5）防爆功能。
　　
煤炭行業(yè)多是防爆場所，瓦斯等易燃易爆氣體較多，所以對電機拖動設備的要求多是防爆的，而AEC4900型低壓電動機保護控制器，進口品牌電動機保護目前為止是唯一一家通過國家防爆認證的產(chǎn)品。它更適合于石油、化工、輕工、冶金、煤炭、紡織、食品等需要防爆的行業(yè)。
　　
特別是煤炭行業(yè),非常特殊,低壓防爆電動機應用較多,比如:煤礦運輸機用防爆電機、煤礦絞車用防爆電機、裝巖機用防爆電機、煤礦局部扇風機用防爆電機、閥門用防爆電機、風機用防爆電機等應用本安型防爆電動機較多.AEC4900電機保護器經(jīng)過特殊技術處理，作為以上防爆電機的電氣和熱的保護，可以進一步避免正常或認可的過載條件下出現(xiàn)電弧、火花或高溫的危險，從而確保電機及拖動設備防爆的安全性。



　
5　AEC4900選用的理由
　　
（1）電機保護器按結構形式來劃分，一般分為一體式和分體式兩種。
　　
目前馬達控制中心MCC柜多為抽屜式的，后者比前者便于安裝施工， AEC4900低壓電動機保護控制器采用本體與顯示模塊分體式結構。在工程實踐中普遍采用了新型的MNS或GCS系列低壓抽屜式開關柜，因而可以將顯示模塊嵌入式的安裝在開關抽屜的活動面板內(nèi)，這樣既簡化了柜內(nèi)接線、又方便了系統(tǒng)隨時調(diào)整、設定參數(shù)和顯示、監(jiān)控，同時數(shù)字化的顯示面板也增添了柜面的統(tǒng)一性和美觀性；使得配電室內(nèi)的設備運行情況及故障狀態(tài)一目了然，極大的方便了系統(tǒng)巡視和檢修維護。
　　
（2）AEC4900電機保護器按額定工作電壓及電流范圍來劃分，可分為AEC660V、AC380V兩種；對應量程為1A、 5A、50A、150A等若干等級，使用時按照電機的控制回路工作電壓及負載的額定電流選用相應的量程范圍即可。
　　
在工程應用中，對于110KW及以上的電機，我們采用在主回路裝設（口/5）電流互感器的方式，將一次電流變?yōu)樾∮?A的二次電流，再接入量程為6A的電機保護器，使大型設備也得到了有效的控制和保護。
　　
（3）AEC4900電機保護器具備RS-485通訊接口，可根據(jù)工藝以及DCS系統(tǒng)連鎖的實際需要合理安排。
　　
在煤炭行業(yè)的工程中，對電動機拖動裝置的自動化控制要求較高，我們AEC公司提供的具備RS-485通訊接口的AEC4900電機保護器，為電氣操作及工藝控制人員通過微機系統(tǒng)在線瀏覽生產(chǎn)負荷和包裝機的工作情況，及時調(diào)整生產(chǎn)進度、預防突發(fā)事故，做出了重大貢獻。
　　
6 AEC4900電機保護器在煤炭行業(yè)應用非常必要
　　
AEC4900電機保護器這種新型電機保護產(chǎn)品投放中國市場以來，用戶普遍反映性能穩(wěn)定，運行良好，對各種故障類型均進行了準確的報警顯示，有效的防止了電機意外燒毀的發(fā)生，為用戶節(jié)約了大量的資金。因此，廣泛AEC4900采用電動機保護器控制器，不但可以提高工藝控制的準確性、科學性，降低事故率，而且對于提高電氣控制系統(tǒng)的自動化水平和發(fā)展國民經(jīng)濟，也必將起到積極的推動作用。　
　　
煤炭行業(yè)嚴重的生產(chǎn)安全問題，惡劣的工作環(huán)境和電動機拖動設備在線管理，迫切需求電機拖動設備防爆技術，而AEC4900電機保護器的強大功能和防爆特性，正是煤炭行業(yè)所急需的產(chǎn)品和技術。