矿井主扇风机电器参数测量与过载保护研究

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摘 要：在煤矿生产的过程中，煤矿主扇风机是必不可少的一个部分，它的正常运作和安全生产的开展有着直接性的关联作用。随着社会的发展与进步，对于煤矿生产提出了更高的要求，如何确保生产效率的有效提升，减轻操作人员的工作强度，成为摆在煤矿生产面前的重要问题，因此开展实时监测控制就变得尤为关键。电器系统作为构成风机系统最主要的部分之一，其安全运行对整个系统至关重要，所以对风机系统电器参数测量，并实施有效的过载保护显得尤为重要。

关键词：矿井风机 安全运行 电器参数测量 过载保护 研究

中图分类号：TD635 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（a）-0167-01

1 电气参数的测量

1.1 EDA9033A三相电参数采集模块主要性能

EDA9033A模块是一种智能型三相电参数数据综合采集模块；三表法准确测量三相三线制或三相四线制交流电路中的三相电流、三相电压（真有效值）、有功功率、无功功率、功率因数、有功电度等电参数。

其输入为三相电压（0～500 V）、三相电流（0～1000 A）；输出为RS-485或RS-232接口的数字信号，支持的通讯规约有3种：ASCII码协议、十六进制LC-01协议、MODBUS-RTU协议，3种协议可同时识别使用，无需配置。

EDA9033A模块能够在多种电力监控系统中正常运作。其属于智能化的电参数变送器，具备之前变送器及测量这些变送器标准输出信号的模入模块，能够有效的减少系统运作所需成本费用，便于线的规划布置，使系统具有更加强劲的安全可靠性能。同时方便与编程工作的开展，让用户更加顺利的实现专属测控系统的设计建成。

其主要的功能与技术指标如下：三相交流50/60 Hz电压、电流。输入频率：45～75 Hz。电压量程（相电压）：60 V、100 V、250 V、300 V、400 V、500 V可选[1]。

1.2 外置互感器

EDA9033A外置互感器的电流量程范围从40～1000 A可选择。量程有：40 A、50 A、100 A、200 A、300 A、500 A、800 A、1000 A等，可根据要求订制。

互感器的外型有3种：C-26、C-30、C-64。C-26的内径为26 mm，电流范围0～300 A。C-30的内径为30 mm，电流范围0～400 A。C-64的内径为64 mm，电流范围0～1000 A。

用户可根据实际现场的电流导线粗细及电流大小选择合适的互感器及量程。

1.3 系统电参数的采集

在系统中，由于每套风机共有4台电机，每块EDA9033A担负1台电机的电参数采集任务，故系统共需4块EDA9033A。使用电压量程（相电压）为250 V、电流量程为5 A、工作电源24 V的EDA9033A。

EDA9033A能够十分精确的对现有的功率完成检测。

2 电动机过载保护

因为电动机在承载压力过大、线路连接错误、以及电流过大的时候都能够造成流经绕组的电流量变大，大于它的额定电流的限定值，不过在设计的时候是遵循额定电流的标准，假如说在生产过程中电流值大于额定电流值的时候，就会导致绕组发热的问题，从而导致设备损坏。所以必须要做好电动机的保护工作。

导致主扇风机中电动机出现过载问题主要有下面几点：（1）由人员操作错误所出现系统调整不合理之类的；（2）机械故障：电动机内部损坏。电动机欠相运行；系统设定失效；（3）电器故障：电压过低，虚接导致电流过大；（4）机头里面有异物卡住机头造成电动机负载过大；（5）排风阻力大。

现在在生产中对电动机过载的保护工作运用较为广泛的是热继电器，热继电器由于所经过的电流温度上升，在受热的情况狭隘双金属片变形弯曲，在达到相应程度的时候，就能够完成对连杆的推动，从而让控制电路中断，阻止电流的通过，最终起到对电动机的有效保护。相对而言继电器因为具有体积较小，结构形式简单以及成本费用较低等优势特征，在生产中被普遍运用；（1）理论上而言要让热继电器的安秒特性尽量的靠近或者是完全和电动机的过载特点相一致，并且当电动机发生短时间过载以及启动的期间，热继电器能够不被关联作用；（2）如果是热继电器应用在长期工作制类别的电动机保护工作的情况下，通常是根据电动机的额定电流去选择确定用；（3）当热继电器用于保护反复短时工作制的电动机时，热继电器仅有一定范围的适应性。如果短时间内操作次数很多，就要选用带速饱和电流互感器的热继电器；（4）对于通断频繁的特殊工作制电动机，不宜采用热继电器作为过载保护装置，而应使用埋入电动机绕组的温度继电器或热敏电阻来保护。

基于以上几点，并结合本设计的环境因素等实际要求，选用NR2系列热继电器对主扇风机的电动机进行过载保护。NR2系列热继电器适用于交流50或60 Hz，电流至200 A的电力线路中。一般用作三相感应电动机的过载与断相保护。

借助热继电器来实现对电动机运行过程中的过载保护的情况下，要采取串联方式连接热元件和电动机，把热继电器的常闭触头以串联的方式连接在交流接触器的电磁线圈的控制电路里边，同时调整电流，确保人字形拨杆和推杆隔离开来。在电动机处在正常运行的情况下，在流经电流的作用下，热元件出现温度上升及发热的状态变化，这个时候双金属片就会因为温度升高而发生变形，从而完成推杆的工作。常闭触头保持闭合情况的时候，电动机能够处在正常运作的状态。

假如说电动机发生过载的问题，绕组内部流经的电流量上升，流经热继电器元件的电流上升从而导致双金属片受热发生变形，完成对人形拨杆的推动，接着常闭触头在人形拨杆的作用下被断开，从而电流被中断，最终实现对电动机的有效保护。

3 结论

总的来说，在煤矿生产中，煤矿风机的设置对于生产的安全可靠性具有关键性的作用意义，这种具有功率大的特点，同时能够确保24小时的不间断运行，能够实现对系统的实时监控。所以对其电器参数测量是保证其安全运行的关键。当参数异常时，应该通过适当的过载保护进行处理。

参考文献

[1] 山东力创科技有限公司.EDA9033A三相电参数采集模块使用说明书[Z].山东：山东力创科技有限公司.