時間:2010-06-08 13:32:45來源:sunjuan
摘要:本文主要介紹了HIVERT高壓變頻器+PLC對礦井提升機(jī)的電控改造過程與效果,事實(shí)證明,PLC+高壓變頻器的交流調(diào)速技術(shù)方案是提升機(jī)電控系統(tǒng)改造的優(yōu)選方案,克服了傳統(tǒng)電控系統(tǒng)的缺陷,調(diào)速精度高,運(yùn)行可靠,而且節(jié)電效果顯著,具有非常明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,在礦井提升系統(tǒng)中值得推廣應(yīng)用。
關(guān)鍵字:高壓變頻器;提升機(jī);PLC;電控系統(tǒng)
一、 礦井提升機(jī)概況
冀中能源峰峰集團(tuán)有限公司薛村礦(風(fēng)井區(qū))副井提升系統(tǒng),擔(dān)負(fù)著地面至三水平之間人員、物料、矸石的提升任務(wù),提升機(jī)在整個煤礦安全生產(chǎn)中占有重要的地位。因此,要求礦井提升機(jī)電力拖動系統(tǒng)具有良好的安全可靠性、控制精度及調(diào)速性能。
礦井提升機(jī)作為礦山最大的電氣設(shè)備之一,其耗電量占礦山總耗電量的30%—40%,并且運(yùn)行特性復(fù)雜,速度快,慣性大,一旦提升機(jī)失去控制,不能按照給定速度運(yùn)行,就可能發(fā)生超速、過卷等重大安全事故,造成設(shè)備損壞甚至人員傷亡。因此,礦井提升機(jī)的電控系統(tǒng)的技術(shù)性能和可靠性直接影響著礦井的安全生產(chǎn)。
目前,副井提升機(jī)電控系統(tǒng)多采用交流電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速,由于采用常規(guī)繼電器控制,導(dǎo)致系統(tǒng)調(diào)速精度低,可靠性差,維護(hù)費(fèi)用大,電機(jī)啟動電流及切換電流沖擊大,設(shè)備運(yùn)行不平穩(wěn),易引起電氣及機(jī)械沖擊;且控制線路復(fù)雜,工作穩(wěn)定性和可靠性差,缺少故障診斷功能,排查故障困難;轉(zhuǎn)子回路串接金屬電阻,白白消耗電能造成能源浪費(fèi);電機(jī)滑環(huán)處容易發(fā)生接觸不良,引起設(shè)備故障,造成維護(hù)工作量增加及維修材料費(fèi)用升高;并且所有接線端子裸露在外,暴露在空氣中,給提升安全帶來極大的危害。因此,對該類型提升機(jī)電控調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行改造升級是非常必要的。
2.交流電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速系統(tǒng)
二、技術(shù)改造的理由
隨著薛村礦原煤產(chǎn)量的不斷提升,開掘工作量急劇上升,特別是三水平重點(diǎn)工程,隨著該工程的快速開拓,礦井排矸量也相應(yīng)地增加,在現(xiàn)有提升條件下,副井提升系統(tǒng)只能采用壓縮檢修時間來滿足生產(chǎn)需要。
三、 方案實(shí)施
拆除原有電控系統(tǒng)的電力拖動部分,重新安裝一套全數(shù)字高壓變頻提升機(jī)電控系統(tǒng)。全套提升電控主要由高壓配電系統(tǒng)、高壓變頻器、低壓電源柜、提升數(shù)控柜、全數(shù)字高壓變頻系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化操作臺及計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)組成。操作系統(tǒng)選用西門子公司原裝PLC(S7系列)作為操作控制中心,采用PLC實(shí)現(xiàn)對提升機(jī)的工藝控制和安全保護(hù);安全保護(hù)采用以軟件、硬件兩路安全回路實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù)。
該電控系統(tǒng)具有活躍前端能量回饋特性的四象限變頻器,直接向鼠籠式交流電機(jī)供電,構(gòu)成高性能、數(shù)字化的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)。具有優(yōu)于直流電動機(jī)的優(yōu)良機(jī)械特性,不僅提升工藝過程優(yōu)良,具有啟動力矩大,過載能力強(qiáng)、調(diào)速范圍寬等優(yōu)點(diǎn),而且節(jié)能效果顯著,使得整機(jī)效率大大提高。
采用6KV/1250KW的高壓變頻調(diào)速裝置將50Hz工頻變成0~50Hz連續(xù)可調(diào)的變頻電源,電動狀態(tài)時從電網(wǎng)吸取能量,使電動機(jī)產(chǎn)生電動力;制動狀態(tài)時工作于逆變狀態(tài),將能量返回電網(wǎng),使電動機(jī)產(chǎn)生制動力,完成對電機(jī)啟動、調(diào)速、驗(yàn)繩、低于額定速度運(yùn)行等控制過程。此外,調(diào)速柜柜門上設(shè)置有觸摸屏控制主界面(12寸真彩漢顯操作面板),具有運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時記錄,運(yùn)行故障查詢和參數(shù)設(shè)定功能。
全數(shù)字高壓變頻提升機(jī)電控系統(tǒng)具有如下特性:
1)采用具有活躍前端能量回饋特性的四象限變頻器,1、具有啟動力矩大,調(diào)速范圍寬,動態(tài)特性精度高等優(yōu)點(diǎn);2、具有能量回饋電網(wǎng)功能。電動狀態(tài)時從電網(wǎng)吸取能量,使電動機(jī)產(chǎn)生電動力;制動狀態(tài)時工作于逆變狀態(tài),將能量返回電網(wǎng),節(jié)能效果顯著。
2)具有接近于1的功率因數(shù)和大于95%的能量轉(zhuǎn)換效率,電流諧波成份少,無須功率補(bǔ)償器和諧波抑制設(shè)備。
3)通過改變送入主電機(jī)的電源頻率和電壓實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)速度的控制。
4)全系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速, 自動控制運(yùn)行速度。
5)在系統(tǒng)運(yùn)行的加、減速階段,變頻系統(tǒng)根據(jù)速度要求自動調(diào)整輸出功率,滿足負(fù)荷需求,使電能得到充分利用。
6)在負(fù)力提升、控制速度運(yùn)行及減速時,變頻系統(tǒng)可將提升系統(tǒng)的機(jī)械能部分轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芑仞侂娋W(wǎng),實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。
7)啟動平穩(wěn),無沖擊,降低了電機(jī)的噪音和故障率,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的軟啟動,軟停止。
8)節(jié)能效果明顯,大大降低了用電量,節(jié)約了運(yùn)輸設(shè)備對電能的損耗。
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