沃伦森电气:山西某煤业高压电机智能绝缘监测分析管控解决方案

行业工况背景

一、案例概况
这家客户是一家位于山西省的煤炭公司,专门从事具有高度危险性的煤矿开采工作。其主要需求是建立一个智能化的绝缘在线监测分析控制系统,用于监控高压电机的关键设备,如主井/副井提升机、主压风机、主通风机以及瓦斯抽放泵等。这个系统的目的是取代传统的手动摇表检测绝缘方法,以解决现有方法在绝缘退化预警方面的滞后问题,降低防爆区作业的风险,并整合分散的数据。该项目采用了沃伦森(WARENSEN)公司的高压10kV电机绝缘在线监测装置WRS-MTS3系列作为核心技术,实现了对电机绝缘状况的即时监控及故障预警告警功能,从而确保了矿井生产的持续性和安全性。

二、客户核心痛点

监测滞后性:传统人工每周离线检测,无法捕捉绕组老化、受潮等动态劣化过程,曾因绝缘击穿导致主通风机停机 4 小时,影响井下安全;
防爆场景适配难:瓦斯抽放泵机房属防爆区域,人工拆柜检测流程繁琐,存在瓦斯超标风险;
数据无支撑:人工记录数据无法形成连续趋势,缺失极化指数、吸收比等关键指标,运维决策盲目;
多场景安装复杂:6 大机房设备布局差异大,部分机房需新增柜体,部分需嵌入原有控制屏,空间与安全要求矛盾。

三、沃伦森(WARENSEN)解决方案

1. 核心产品配置
以 “精准监测 + 防爆适配” 为核心,配置 WRS-MTS31 高压电机绝缘在线监测装置(15 台,含 6 台防爆箱)、WRS-MTS3X 高压耦合器(45 台,每电机 3 台)、LXK (C)-φ120 零序电流互感器(15 台),搭配 800×1500×2300mm/800×1000×2300mm 定制柜体(瓦斯机房柜体配防爆玻璃门),满足不同场景需求。

2. 关键技术优势

电机运行时通过零序电流监测对地电流做电机绝缘劣化趋势监测;电机停机时采用直流高压注入法,通过耦合器向电机绕组注入 2500VDC 信号,测量绝缘电阻(1-9999MΩ,误差≤5%),同步计算极化指数与吸收比;具备三重安全防护:断路器机械联锁、电压电流电气检测、10MΩ 高压电阻限流,确保电机通电时监测系统自动退出,断电后即刻启动检测,杜绝高压风险。

3.分场景落地实施

提升机房:主井 / 副井新增 800×1500×2300mm 柜体,与变频器柜间距 1.5m,水平尺校准垂直度(误差≤2mm/m);
电压电流采样接线:采集电压(PT柜)电流(电机出线柜)信号(柜体在变频器柜室隔壁);互感器安装:
互感器安装:零序互感器套于三相电缆,采集零序电流信号。

WRS-MTS3X高压耦合器接电机绕组

耦合器安装:WRS-MTS3X高压耦合器接电机绕组,实现高低压隔离;电机定子绕组Y型接法用三相。在电机开关柜底部用绝缘板安装3只耦合器,耦合器高压侧与出线并在一起;图为柜后:

瓦斯抽放泵机房安装

瓦斯抽放泵机房安装如图:

控制屏前玻璃门为防爆玻璃,柜内内有防爆护罩

注:控制屏前玻璃门为防爆玻璃,柜内内有防爆护罩;

  1. 材料立井机房:高压电机智能绝缘监测WRS-MTS31 嵌入控制屏后面板(开孔 150mm×76mm),连接电源(AC220V)及通信线(RS485);新增 VBG-12P 630A 高压断路器,定制支架适配现场空间,如图:
高压电机智能绝缘监测WRS-MTS31 嵌入控制屏后面板

< p>接线环节严格遵循煤矿标准:电压 / 电流信号线缆(RVV-450/750V 4×1.5mm²)沿原有线槽敷设,与动力电缆间距≥100mm 防干扰;RS485 通信线屏蔽层单端接地,防爆区采用 433MHz 无线传输,避免布线破坏防爆结构。

 

四、安装产品图:

中压电机绝缘传感器WRS-MTS31与合器WRS-MTS3X
母线直流隔绝装置WRS-MTS3a 与零序电流互感器LXK(C)-φ120
 

、项目成效

监测效率跃升:从 “每周 1 次人工” 升级为 “实时在线监测”,数据采样间隔≤1s,某瓦斯抽放泵电机绝缘电阻从 800MΩ 降至 500MΩ 时,系统提前 7 天预警,避免故障停机;
安全风险归零:防爆区域实现无接触监测,施工零安全事故,系统通过煤业安全验收;
运维成本优化:减少人工检测工时 60%,避免非计划停机损失(按主通风机停机 1 小时影响 500 吨原煤计算,年降本超 200 万元);
数据驱动运维:接入煤业 PLC/DCS 系统,生成绝缘趋势图与故障记录,为电机全寿命管理提供数据支撑。
沃伦森(WARENSEN)通过定制化方案,精准解决煤矿中压电机绝缘监测难题,为高危行业电气设备智能化运维提供可复制范例。


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