畢業(yè)設(shè)計--煤礦副井絞車電控系統(tǒng)的改造與應(yīng)用改造與應(yīng)用

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p>　　論文題目：**煤礦副井絞車電控系統(tǒng)的</p><p><b>　　改造與應(yīng)用</b></p><p>　　**煤礦副井絞車電控系統(tǒng)的</p><p><b>　　改造與應(yīng)用</b></p>

2、<p>　　摘要：介紹了利用高壓變頻技術(shù)對傳統(tǒng)的提升機電控系統(tǒng)進行改造的思想和方法，使系統(tǒng)變頻和工頻雙電控互為備用。同時介紹了變頻電控系統(tǒng)的配置、技術(shù)原理及運行平穩(wěn)，安全可靠、節(jié)電率高、操作簡單、維護方便的特點。</p><p>　　關(guān)鍵詞：提升機 高壓變頻 電控系統(tǒng) 改造 應(yīng)用</p><p><b>　　**</b></p>

3、<p><b>　　1、礦井基本概況</b></p><p>　　1.1礦井位置及范圍</p><p>　　山東裕隆礦業(yè)集團有限公司**煤礦位于曲阜市以西約12km，兗州市東北約6km，西鄰京滬鐵路約2km，南距327國道約2.5km，交通方便，四通八達。礦井隸屬于曲阜市。</p><p>　　**煤礦位于兗州煤田曲阜井田的西北部。

4、煤礦南部以F18斷層、北部以F32斷層及4～5點連線、西及西北部以第17煤層露頭、東北部以5～6點連線、深部以6～11點連線為界。南北走向長約3.3km，東西寬約1.9km，面積約6.0447km2。礦井邊界由13個拐點圈定，開采深度：-120m～-900m。地理坐標：東經(jīng)116°51′00″～116°53′36″，北緯35°35′06″～35°36′52″。礦區(qū)范圍拐點坐標見表： </

5、p><p>　　現(xiàn)礦區(qū)范圍拐點坐標（80坐標系統(tǒng)） 　　　　　　　　　　</p><p><b>　　1.2礦井生產(chǎn)系統(tǒng)</b></p><p>　　1.2.2提升運輸：</p><p>　　1.2.2.1主井提升系統(tǒng)的配置：**煤礦主井為立井提升，現(xiàn)安裝2JK-2.5/20型單繩纏繞式提升絞車一部（滾筒直徑2

6、.5m，），配備JRQ157-8/6kv/320kw絞車電機、JTDK-ZN型智能化交流提升機電控系統(tǒng)，帶可控硅加速系統(tǒng)、低頻制動拖動裝置，KJD-7型主井提升信號裝置及裝卸載自動控制系統(tǒng)，配備一對4.1t單繩輕型異側(cè)裝卸載式提升箕斗。主井最大提升速度為4.78m/s。</p><p>　　井架采用鋼結(jié)構(gòu)箱形斜腿支撐，安裝有天輪、曲軌（碰撞式開啟、關(guān)閉箕斗閘門）卸載設(shè)施等。</p><p>

7、;　　主井提升防事故的主要保護：防過卷保護、防過速保護、過負荷和欠電壓保護、限速保護、深度指示器失效保護、減速功能保護、閘瓦間隙保護、松繩保護、主井滿倉保護、正反轉(zhuǎn)閉鎖保護、防倒車保護、信號提升機閉鎖保護，防過卷保護、防過速保護、限速保護和減速功能裝置設(shè)置為相互獨立的雙線型式。各種保護經(jīng)每天檢查、試驗均動作靈敏可靠。</p><p>　　井架內(nèi)上端及井底均設(shè)有箕斗防過卷、防過放緩沖裝置及防撞梁。</p>

8、;<p>　　提升系統(tǒng)設(shè)備、設(shè)施配套完整，主提升機及電控、提升鋼絲繩、井架、天輪、箕斗及其懸掛裝置、裝卸載系統(tǒng)、定量裝置、井筒裝備等，按原設(shè)計配置。主提升機提升信號于2007年2月22日完成改造，現(xiàn)使用的提升信號為北京冠宇科貿(mào)有限公司生產(chǎn)的KJD-7型主井提升信號及裝卸載控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了提升信號及裝卸載控制的自動化。主提升機電控系統(tǒng)于2007年5月26日完成改造，并投入使用。</p><p>　　1

9、.2.2供電系統(tǒng)：</p><p>　　礦井地面設(shè)35/6kv變電所一座，裝有S9-5000/35型5000KVA主變壓器2臺、S11-8000/35型8000KVA主變壓器1臺，兩臺5000KVA變壓器并聯(lián)運行工作時，8000KVA備用;8000KVA變壓器運行時，兩臺5000KVA變壓器備用。35KV進線為雙回路供電，一路來自薛家村110kv變電站， 另一路來于姚村110kv變電站，正常情況下35kv姚煤線供

10、電，35kv薛煤線帶電備用。</p><p>　　井下-240、-450水平各設(shè)有一座中央變電所和石門變電所，-650設(shè)有中央變電所，分別配有GKZ1-12Y型和GKG1型礦用一般型高壓開關(guān)柜BGP9L-6G型高壓防爆開關(guān)，變壓器采用KBSC-315/6、KBSG-315/6型，采區(qū)供電采用KSGZY-315/6、KBSC-800/6、KBSC-315/6、KBSGZY-800/6、KBSGZY-500/6干式移

11、動變電站供電。</p><p>　　2、副井提升系統(tǒng)狀況</p><p>　　**煤礦副井為立井提升，副井裝備2JK—3/11.5型單繩纏繞式提升機，提升容器為一對一噸雙層單車罐籠，用作人員、物料混合提升，同時作為礦井進風(fēng)井。提升機配用JRQ1510-10/6kv/400kw交流繞線型三相異步電動機，功率400kw，定子電壓6kv，轉(zhuǎn)子電壓603v。提升容器為一噸礦車雙層單車罐籠，最大提升

12、速度7.78m/s。原電控系統(tǒng)為TKD—A—1286型，生產(chǎn)廠家為洛陽礦山機械廠。隨著礦山提升機電控技術(shù)的發(fā)展，原TKD電控系統(tǒng)因其技術(shù)落后、維修維護量大、故障率高、安全可靠性差而逐漸成為國家淘汰的落后產(chǎn)品。為此，為保證礦井提升安全和適應(yīng)國家對落后產(chǎn)能予以淘汰更新的需求，在充分進行調(diào)研的基礎(chǔ)上，我礦于2007年7月份與焦作華飛電子股份有限公司合作，針對我礦副井提升的實際情況，采用焦作華飛電子股份有限公司生產(chǎn)的BPDK—ZN—ZKT/P高

13、壓變頻電控系統(tǒng)，對我礦副井絞車電控系統(tǒng)進行了改造，于2008年2月改造完成，投入使用。新系統(tǒng)投用后，運行穩(wěn)定、可靠性高、安全性能好、操作簡單、維護量低，技術(shù)、經(jīng)濟和社會效益非常顯著。</p><p>　　井架采用鋼結(jié)構(gòu)箱形斜腿支撐，安裝有天輪、井口、井底配置搖臺、電動推車機、阻車器和安全門等操車設(shè)備。進出車水平設(shè)有四角穩(wěn)罐罐道，罐內(nèi)設(shè)備有阻車設(shè)施，實現(xiàn)聯(lián)動閉鎖液壓集中控制操作。</p><p&

14、gt;　　副井提升系統(tǒng)防事故的主要保護：防過卷、防過速、限速、減速功能保護、過電流、過負荷和欠電壓、深度指示器失效、閘瓦間隙、防墜器（單繩用）等裝置配置到位，防過卷保護、防過速保護、限速保護和減速功能裝置設(shè)置為相互獨立的雙線型式及二級制動。各種保護經(jīng)每天檢查、試驗均動作靈敏可靠。</p><p>　　井架內(nèi)上端及井底均設(shè)有罐籠防過卷緩沖裝置及防撞梁。</p><p>　　提升系統(tǒng)設(shè)備、設(shè)施

15、配套完整，主提升機及電控、提升鋼絲繩、井架、天輪、罐籠及其懸掛裝置、井上下操車設(shè)備、井筒裝備等，按原設(shè)計配置。副井提升機提升信號于2007年4月22日完成改造，現(xiàn)使用的提升信號為北京冠宇科貿(mào)有限公司生產(chǎn)的KJD-7型副井提升信號及操車設(shè)備控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了提升信號及操車設(shè)備控制的自動化。</p><p>　　同時為提高副井提升安全，將原副井口出車端固定式礦車入軌裝置，改造為搖臺。</p><p&

16、gt;　　3、系統(tǒng)改造總體思路</p><p>　　3.1本次系統(tǒng)改造的總體思路是：</p><p>　　我礦原使用的TKD電控設(shè)備是繼電器—接觸器系統(tǒng)，電機的啟動、制動、調(diào)速采用轉(zhuǎn)子回路中切換電阻的方式，只能為有級調(diào)速，調(diào)速效果差，電阻發(fā)熱消耗電能，電阻易損壞，故障率非常的高。電阻調(diào)速電控系統(tǒng)存在的問題，是設(shè)備技術(shù)水平的先天缺陷，無法使用調(diào)試手段克服，只能根據(jù)現(xiàn)場情況適當改善，并且調(diào)試難

17、度大，效果很難理想，不能兼顧正力、負力提升負荷變化比較大場合。</p><p>　　隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，PLC系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用?！敖弧薄弧弊冾l技術(shù)已經(jīng)非常成熟，變頻調(diào)速技術(shù)已成為提升機的最佳選擇，其具有無級調(diào)速，調(diào)速精確，節(jié)能效果顯著等優(yōu)勢，在礦山等工礦企業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。特別是近年來，變頻系統(tǒng)礦井提升機大量應(yīng)用，使礦井提升機達到了一個新水平。采用變頻調(diào)速技術(shù)，可以很容易的解決調(diào)速控制中的問題，而且節(jié)約大量電

18、能，在僅增加少量成本的前提下，可以通過節(jié)能增效，逐步收回投資。從使用的角度出發(fā)，變頻調(diào)速技術(shù)無論從經(jīng)濟角度、還是從技術(shù)角度考慮，都是礦井提升機電控系統(tǒng)的最佳選擇。</p><p>　　變頻調(diào)速電控系統(tǒng)：共由1臺變頻調(diào)速柜、1 臺電阻柜、1臺綜合電源柜、1臺控制操作臺組成。 控制操作臺負責整個提升工藝過程的控制及保護。變頻柜、電阻柜、低壓配電柜，完成系統(tǒng)的電氣傳動、閉環(huán)控制各類保護。傳動裝置若為進口原裝變頻器，其軟

19、件功能強大，配置靈活，先進的速度環(huán)、電流環(huán)自優(yōu)化參數(shù)設(shè)置，使系統(tǒng)更安全更可靠。</p><p>　　在此基礎(chǔ)上，我們經(jīng)過對多家生產(chǎn)提升機變頻電控系統(tǒng)及已使用提升機變頻電控系統(tǒng)的礦山企業(yè)進行反復(fù)考察、調(diào)研，對河南焦作華飛電器有限公司設(shè)計生產(chǎn)的GBP型高壓變頻電控系統(tǒng)比較認可，該設(shè)備具有啟動力矩大、過載能力強、調(diào)速范圍寬等優(yōu)點。不僅具有優(yōu)良的機械特性和調(diào)速性能，而且具有良好的節(jié)能效果，特別適合礦井提升機使用。采用四象

20、限變頻器驅(qū)動，符合國家的環(huán)保、節(jié)能政策，順應(yīng)了時代的潮流。 該產(chǎn)品由移相變壓器、功率單元、控制器三部分構(gòu)成，具有活躍前端能量回饋特性，采用交-直-交直接高壓（高-高）方式，主電路開關(guān)元件為IGBT。移相變壓器為三相干式整流變壓器，風(fēng)冷，有使用壽命長、免維護等優(yōu)點。變壓器原邊輸可為任意電壓，Y接；副邊繞組數(shù)量依變壓器電壓等級及結(jié)構(gòu)而定，6kv系列為18個，延邊三角形接法，為每個功率單元提供三相電源輸入。功率單元通過光纖接收信號，采用正弦波

21、脈寬調(diào)制（SPWM）方式，該設(shè)備采用變壓器移相、功率單元串聯(lián)疊波、矢量控制、有源整流、能量回饋等先進技術(shù)，將50Hz工頻變成0～80Hz連續(xù)可調(diào)的變頻電源，電動狀態(tài)時從電網(wǎng)吸收能量，使電動機產(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)，</p><p>　　經(jīng)雙方查看現(xiàn)場協(xié)商改造方案為：充分利用原有設(shè)備和場地，在維持原有液壓系統(tǒng)、信號系統(tǒng)均不變的情況下，將主控部分改造為由日本三菱公司生產(chǎn)的FX2N系列可編

22、程控制器，調(diào)速裝置使用IGBT功率單元組成的具有活躍前端能量回饋特性的四象限高壓變頻器，采用該控制系統(tǒng)時將電動機轉(zhuǎn)子繞組短接，實現(xiàn)高壓變頻調(diào)速。同時，將原有工頻系統(tǒng)加以改造：將高壓換向裝置改造為高壓換向柜，保留原控制系統(tǒng)的加速磁力站（2010年8月改造為可控硅加速柜）和電阻器，增加換向智能站、調(diào)速智能站，作為備用電控系統(tǒng)。增設(shè)變頻調(diào)速和工頻調(diào)速切換柜，實現(xiàn)變頻調(diào)速和工頻調(diào)速的快速切換，安全性和可靠性得到有效保證。</p>

23、<p>　　3.2 3米絞車電控改造的技術(shù)要求為：</p><p>　　本次所購置的電控系統(tǒng)的設(shè)計思路應(yīng)遵循如下原則：充分利用原有設(shè)備、場地。電動機不變，信號系統(tǒng)不變，液壓站不變；原控制系統(tǒng)經(jīng)改造（將原換向裝置該為一個換相柜）后，作為本系統(tǒng)的備用系統(tǒng)，可實現(xiàn)隨時切換；系統(tǒng)設(shè)計要充分考慮占地面積（有效場地面6×3.7=22.2m2），滿足現(xiàn)存空間的要求，不再增加場地。</p>&

24、lt;p><b>　　3.2.1技術(shù)要求</b></p><p>　　3.2.1.1所購電控系統(tǒng)必須符合我礦提升系統(tǒng)現(xiàn)狀：提升機型號為2JK—3/11.5，原電控為TKD—A—1286，電機功率400kw，電壓6kv，繞線型三相異步交流電動機，提升形式為人員、物料混合提升。</p><p>　　3.2.1.2系統(tǒng)按“安全回路雙線制，主要保護多線制”的設(shè)計原則，設(shè)

25、備主控部分采用日本三菱公司的FX2N系列可編程控制器，具有按行程速度給定、PID速度閉環(huán)控制、各類安全保護、自動化開車及各種工作狀態(tài)顯示等多種功能。具有邏輯編程簡單、安全保護可靠、狀態(tài)顯示齊全、語言報警等功能，并能實現(xiàn)與調(diào)度室計算機的聯(lián)網(wǎng)。主控臺自身具有應(yīng)急提升功能，在不添加任何外部硬件的情況下，當PLC出現(xiàn)問題時，可以實現(xiàn)故障狀態(tài)下的低速運行。</p><p>　　3.2.1.3使用的變頻器功率單元采用IGBT

26、。變頻調(diào)速裝置由具有活躍前端能量回饋特性的四象限高壓變頻調(diào)速裝置及其它必要的電器組成，用于向交流電機供電，構(gòu)成高性能、數(shù)字化的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)。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)，使電動機產(chǎn)生制動力，完成對電機啟動、調(diào)速、驗繩、低于額定速度運行等控制過程。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

27、），具有運行參數(shù)的實時記錄，運行故障查詢和參數(shù)設(shè)定功能。在滿足礦井提升機工藝要求的同時，還完成提升機運行參數(shù)的調(diào)節(jié)。</p><p>　　3.2.1.4輔助控制柜用于提升機輔助設(shè)備的AC380/220v配電。雙回路進線，各進、出回路配置有工作指示，并為提升機輔助設(shè)備及起重機、電焊機及室內(nèi)照明等機房輔助設(shè)施供電。</p><p>　　3.2.1.5高壓饋電開關(guān)柜：</p>&l

28、t;p>　　3.2.1.5.1雙回路高壓供電，主回路采用真空斷路器構(gòu)成。</p><p>　　3.2.1.5.2手車式結(jié)構(gòu)，具有手動和電動兩種分合閘方式。</p><p>　　3.2.1.5.3具有電壓、電流、功率等指示和必要的過流、速斷等保護。</p><p>　　3.2.1.6具備低速驗繩功能。驗繩速度為0.3m/s～0.5m/s額定速度可調(diào)。</p

29、><p>　　3.2.1.7提升機加、減速度應(yīng)符合《煤礦安全規(guī)程》要求的不大于0.75m/s2。</p><p>　　3.2.1.8提升機產(chǎn)生的諧波不得大于國家規(guī)定，不得影響我礦主電網(wǎng)，不得影響我礦副井提升信號；提升機應(yīng)同時具備手動操作和自動操作兩種操作方式。</p><p>　　3.2.1.9確保現(xiàn)場新老電控系統(tǒng)的隨時、安全切換。</p><p&g

30、t;　　3.2.1.10新設(shè)備與我礦液壓站相匹配（TE130）。</p><p>　　3.2.1.11將原有高壓換向裝置拆除，重新設(shè)計為開關(guān)柜式高壓換向裝置，其中包含動力制動接觸器及日本三菱PLC控制。由廠家負責設(shè)計、安裝，并提供相關(guān)配件及所有連線。</p><p>　　3.2.1.12具備以下安全保護：腳踏急停；松繩；過卷（室內(nèi)外）；過流；失壓；超速保護；過負荷；防倒車；深度指示器失效保

31、護；閘間隙保護；減速功能保護；方向保護功能；信號閉鎖保護；限速功能（接近井口不大于2m/s）；具備后備保護功能；制動油超溫；潤滑油欠壓保護功能。</p><p>　　3.2.1.13新設(shè)備與我礦信號相連接。（我礦提升信號為PLC控制，提升信號為北京冠宇偉業(yè)科貿(mào)有限公司生產(chǎn)的KJD—7型提升信號）。</p><p>　　3.2.1.14系統(tǒng)具備全面的故障監(jiān)測、可靠的故障報警保護功能。變頻裝置

32、有過電壓、過電流、欠電壓、短路、接地、過載、過熱、橋臂保護等保護功能。所有故障情況，均在中文用戶界面上顯示出來，便于用戶根據(jù)故障情況采取應(yīng)對措施。</p><p>　　3.2.1.15電控系統(tǒng)應(yīng)具備控制精度高、運行穩(wěn)定無沖擊、安全保護齊全、維護方便、節(jié)能效果顯著等特點。</p><p>　　3.2.1.16具有全中文操作界面，基于Windows操作平臺，彩色觸摸屏，便于就地監(jiān)控、設(shè)定參數(shù)、

33、選擇功能和調(diào)試。</p><p>　　3.2.1.17系統(tǒng)可實現(xiàn)自檢、報警、信號記憶及相應(yīng)的圖文、數(shù)字顯示、查詢和打印功能。</p><p>　　3.2.1.18系統(tǒng)中PLC應(yīng)留有不少于10%的擴展裕度，并能根據(jù)現(xiàn)場隨時增加相應(yīng)功能。</p><p>　　3.2.2驗收要求：</p><p>　　3.2.2.1全套設(shè)備及配件應(yīng)符合國家最新標準

34、要求。</p><p>　　3.2.2.2承攬單位應(yīng)具備相關(guān)設(shè)計、施工資質(zhì)</p><p>　　3.2.2.3具有有效的產(chǎn)品生產(chǎn)許可證、使用說明書、出廠合格證、3C質(zhì)量認證、電控原理圖、接線圖、系統(tǒng)小件圖、說明書、編程手冊、UPS電源說明書、系統(tǒng)軟件（負責免費升級）等相關(guān)資料，并隨貨同行。</p><p>　　3.2.2.4免費安裝、調(diào)試，保證絞車安全可靠運行，并符

35、合國家最新標準要求。</p><p>　　3.2.2.5整套設(shè)備保質(zhì)期為一年，質(zhì)保期內(nèi)出現(xiàn)系統(tǒng)故障或元器件損壞，承攬方免費及時維修、更換。并提供書面事故分析報告。</p><p>　　3.2.2.6負責整個系統(tǒng)產(chǎn)品的終身維護。</p><p>　　3.2.2.7負責對有關(guān)人員進行技術(shù)培訓(xùn)（司機及維護）。培訓(xùn)內(nèi)容為：系統(tǒng)介紹、可編程控制器的編程和查找故障的方法、編程器

36、的使用方法、梯形圖的講解等。</p><p>　　3.2.2.8安裝工期為48小時。安裝期間不得影響我礦安全生產(chǎn)要求。</p><p>　　3.3改造施工方案及措施</p><p>　　3.3.1準備工作：</p><p>　　3.3.1.1電控裝置一套：6000v高壓饋電開關(guān)柜1面、高壓變頻調(diào)速柜1面、系統(tǒng)切換柜1面、高壓換向柜1面；380

37、v輔助控制柜1面、主控操作臺1臺、調(diào)速智能站1套；外部傳感器3個、電機高速軸編碼器1個及KVV22-5×1.5-500(350m)、KVV22-5×2.5-500(400)。以上材料到貨后嚴格按照標準進行驗收各種證件、資料、圖紙齊全合格后，方準領(lǐng)用。</p><p>　　3.3.1.2完好驗電筆1個</p><p>　　3.3.1.3試驗合格的絕緣手套、絕緣靴各1雙&l

38、t;/p><p>　　3.3.1.4電工常用工具若干</p><p>　　3.3.2施工過程及安全規(guī)定：</p><p>　　3.3.2.1拆除舊設(shè)備</p><p>　　3.3.2.1.1施工前，必須嚴格執(zhí)行停送電作業(yè)制度，嚴格按照停電、驗電、放電、裝設(shè)接地線、懸掛標志牌等順序工作。</p><p>　　3.3.2.1.

39、2操作高壓電氣設(shè)備時，必須穿戴合格的絕緣手套、絕緣靴，由一人操作、一人監(jiān)護。</p><p>　　3.3.2.1.3停電順序：先斷開斷路器、后拉開負荷側(cè)刀閘、最后拉電源側(cè)刀閘，嚴禁帶負荷操作隔離刀閘。</p><p>　　3.3.2.1.4操作隔離刀閘時應(yīng)果斷迅速。</p><p>　　3.3.2.1.5全面檢查所有電氣設(shè)備確以完全放電后，將滾筒用地鎖鎖牢。<

40、/p><p>　　3.3.2.1.6拆除高低壓電氣設(shè)備接線，高壓電源進線拆除設(shè)備前應(yīng)做好相位記號，安裝新設(shè)備時備用。原低壓控制電纜拆除更換。拆除設(shè)備所有配件要妥善保管，不得亂丟亂放。</p><p>　　3.3.2.1.7依次拆除高壓柜1面、高壓避雷柜1面、高壓換向器3組、操作臺1套、后備保護柜1面拆除移出。并放置到可靠位置。</p><p>　　3.3.2.1.8移動

41、拆除設(shè)備時，應(yīng)由專人負責指揮協(xié)調(diào)，各施工人員要做到相互配合，口令一致，確保相互保安和自主保安。</p><p>　　3.3.2.1.9清理現(xiàn)場及電纜溝。</p><p>　　3.3.2.1.10敷設(shè)KVV22-5×1.5-500、KVV22-5×2.5-500控制電纜，電纜敷設(shè)前應(yīng)搖測絕緣電阻，確保電阻值符合要求。電纜應(yīng)排列整齊、不得交叉，并注意不得損傷電纜。并將電纜固

42、定牢固。電纜芯線應(yīng)做好記號。</p><p>　　3.3.2.2安裝新設(shè)備</p><p>　　3.3.2.2.1在安放新設(shè)備的位置根據(jù)開關(guān)柜底面積的大小準備厚2mm鋼板平鋪在開關(guān)柜的底部。依次將新設(shè)備高壓饋電柜1面、高壓換向柜1面、輔助控制柜1面、調(diào)速智能站1套、系統(tǒng)切換柜1面、操作臺1套放置到指定位置，并確保設(shè)備安放牢固。（因高壓變頻器不能按期到貨，到貨后再進行安裝）</p>

43、;<p>　　3.3.2.2.2新電控設(shè)備在搬運時，要注意輕抬輕放，嚴禁碰撞，以防損壞電氣配件。</p><p>　　3.3.2.2.3動力制動電源柜、磁力站、加速柜、金屬電阻使用原有設(shè)備。</p><p>　　3.3.2.2.4設(shè)備安置做到布局合理、方便操作。</p><p>　　3.3.2.2.5分別安裝副井口、深度指示器、液壓站3處外部傳感器及電

44、機高速軸編碼器1個。確保連接可靠。</p><p>　　3.3.2.3設(shè)備接線</p><p>　　3.3.2.3.1嚴格按照拆除前所做的相位記號及電控系統(tǒng)接線圖、電纜布置圖等依次對高低壓設(shè)備進行接線。</p><p>　　3.3.2.3.2接線裝置應(yīng)齊全、完整、緊固、導(dǎo)電良好。</p><p>　　3.3.2.3.3布線要整齊、清楚導(dǎo)線絕緣

45、良好，柜內(nèi)導(dǎo)線不得有接頭。嚴禁隨意改變接線線號。</p><p>　　3.3.2.4.8調(diào)試</p><p>　　3.3.2.4.1全面檢查所有設(shè)備各接線，確保接線可靠。</p><p>　　3.3.2.4.2清理檢查各設(shè)備，不得有遺留配件或雜物。</p><p>　　3.3.2.4.3解除滾筒地鎖，摘除警示牌。</p><

46、;p>　　3.3.2.4.4經(jīng)檢修負責人再次全面檢查后確認無誤后，準備送電。</p><p>　　3.3.2.4.5送電順序與停電順序相反：先合電源側(cè)刀閘，后合負荷側(cè)開關(guān)。</p><p>　　3.3.2.4.6檢查各電氣設(shè)備儀表指示是否正常。</p><p>　　3.3.2.4.7在廠方技術(shù)人員的指導(dǎo)下，由司機進行試運行操作。并注意觀察各儀表的指示情況是否正

47、常。</p><p>　　3.3.2.4.8由廠方技術(shù)人員對整個電控系統(tǒng)進行調(diào)試，確保各保護裝置靈敏可靠，各設(shè)定數(shù)據(jù)應(yīng)符合規(guī)程要求。并達到以下要求：</p><p>　　3.3.2.4.8.1系統(tǒng)按“安全回路雙線制，主要保護多線制”的設(shè)計原則，設(shè)備主控部分采用日本三菱公司的FX2N系列可編程控制器，具有按行程速度給定、PID速度閉環(huán)控制、各類安全保護、自動化開車及各種工作狀態(tài)顯示等多種功能

48、。具有邏輯編程簡單、安全保護可靠、狀態(tài)顯示齊全、語言報警等功能，并能實現(xiàn)與調(diào)度室計算機的聯(lián)網(wǎng)。主控臺自身具有應(yīng)急提升功能，在不添加任何外部硬件的情況下，當PLC出現(xiàn)問題時，可以實現(xiàn)故障狀態(tài)下的低速運行。</p><p>　　3.3.2.4.8.2使用的變頻器功率單元采用IGBT。變頻調(diào)速裝置由具有活躍前端能量回饋特性的四象限高壓變頻調(diào)速裝置及其它必要的電器組成，用于向交流電機供電，構(gòu)成高性能、數(shù)字化的高壓變頻調(diào)速

49、系統(tǒng)。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)，使電動機產(chǎn)生制動力，完成對電機啟動、調(diào)速、驗繩、低于額定速度運行等控制過程。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），具有運行參數(shù)的實時記錄，運行故障查詢和參數(shù)設(shè)定功能。在滿足礦井提升機工藝要求的同時，還完成提升機運行參數(shù)的調(diào)節(jié)。</p>

50、<p>　　3.3.2.4.8.3輔助控制柜用于提升機輔助設(shè)備的AC380/220V配電。雙回路進線，各進、出回路配置有工作指示，并為提升機輔助設(shè)備及起重機、電焊機及室內(nèi)照明等機房輔助設(shè)施供電。</p><p>　　3.3.2.4.8.4高壓饋電開關(guān)柜：</p><p>　　3.3.2.4.8.4.1雙回路高壓供電，主回路采用真空斷路器構(gòu)成。</p><p&

51、gt;　　3.3.2.4.8.4.2手車式結(jié)構(gòu)，具有手動和電動兩種分合閘方式。</p><p>　　3.3.2.4.8.4.3具有電壓、電流、功率等指示和必要的過流、速斷等保護。</p><p>　　3.3.2.4.8.5確保新安高壓換向裝置應(yīng)與現(xiàn)場新老電控系統(tǒng)的隨時、安全切換。</p><p>　　3.3.2.4.8.6具備低速驗繩功能。驗繩速度為0.3米/秒～0

52、.5米/秒額定速度可調(diào)。</p><p>　　3.3.2.4.8.7提升機加、減速度應(yīng)符合《煤礦安全規(guī)程》要求的不大于0.75m/s2。</p><p>　　3.3.2.4.8.8提升機產(chǎn)生的諧波不得大于國家規(guī)定，不得影響我礦主電網(wǎng)，不得影響我礦副井提升信號。</p><p>　　3.3.2.4.8.9提升機應(yīng)同時具備手動操作和自動操作兩種操作方式。</p&g

53、t;<p>　　3.3.2.4.8.10新設(shè)備與我礦液壓站相匹配（TE130）。</p><p>　　3.3.2.4.8.11具備以下安全保護：腳踏急停；松繩；過卷（室內(nèi)外）；過流；失壓；超速保護；過負荷；防倒車；深度指示器失效保護；閘間隙保護；減速功能保護；方向保護功能；信號閉鎖保護；限速功能（接近井口不大于2米/秒）；具備后備保護功能；制動油超溫；潤滑油欠壓保護功能。</p>&l

54、t;p>　　3.3.2.4.8.12新設(shè)備與我礦信號相連接，使用我礦當前信號系統(tǒng)。（我礦提升信號為PLC控制，提升信號為北京冠宇偉業(yè)科貿(mào)有限公司生產(chǎn)的KJD—7型提升信號）。</p><p>　　3.3.2.4.8.13系統(tǒng)具備全面的故障監(jiān)測、可靠的故障報警保護功能。變頻裝置有過電壓、過電流、欠電壓、短路、接地、過載、過熱、橋臂保護等保護功能。所有故障情況，均在中文用戶界面上顯示出來，便于用戶根據(jù)故障情況采

55、取應(yīng)對措施。</p><p>　　3.3.2.4.8.14電控系統(tǒng)應(yīng)具備控制精度高、運行穩(wěn)定無沖擊、安全保護齊全、維護方便、節(jié)能效果顯著等特點。</p><p>　　3.3.2.4.8.15具有全中文操作界面，基于Windows操作平臺，彩色觸摸屏，便于就地監(jiān)控、設(shè)定參數(shù)、選擇功能和調(diào)試。</p><p>　　3.3.2.4.8.16系統(tǒng)可實現(xiàn)自檢、報警、信號記憶及

56、相應(yīng)的圖文、數(shù)字顯示、查詢和打印功能。</p><p>　　3.3.2.4.8.17系統(tǒng)中PLC應(yīng)留有不少于10%的擴展裕度，并能根據(jù)現(xiàn)場隨時增加相應(yīng)功能。</p><p>　　3.3.2.4.9調(diào)試正常后，連續(xù)試運行不得少于2小時。</p><p>　　3.3.3安全注意事項：</p><p>　　3.3.3.1廠方至少安排2名專業(yè)技術(shù)人員

57、進行現(xiàn)場指導(dǎo)。</p><p>　　3.3.3.2更換工作要安排專人負責協(xié)調(diào)安排，確保安全；</p><p>　　3.3.3.3檢修人員必須樹立“安全第一”的思想，聽從指揮，保證安全。</p><p>　　3.3.3.4班前不得喝酒，按時到達工作地點，嚴格按措施施工。</p><p>　　3.3.3.5施工前，全面檢查所需工具、設(shè)施是否完好，

58、確保安全可靠。</p><p>　　3.3.3.6清理機房室內(nèi)外有礙作業(yè)及設(shè)備運輸、通行的異物。</p><p>　　3.3.3.7拆卸設(shè)備必須按照預(yù)定的順序進行，對有相對固定位置或?qū)μ柸胱牧悴考?，拆卸前?yīng)做好標記。</p><p>　　3.3.3.8拆下的機件要放在指定的位置，不得有礙作業(yè)和通行，物體放置要穩(wěn)妥。</p><p>　　3.

59、3.3.9清點工具及剩余的材料、備件，清理現(xiàn)場衛(wèi)生。做到工完料凈場地清。并做好各種記錄。</p><p>　　3.3.3.10所有檢修人員，認真學(xué)習(xí)本措施，并經(jīng)考試合格后，方可上崗。</p><p><b>　　4、系統(tǒng)配置及功能</b></p><p>　　系統(tǒng)改造后，該提升機實際上有兩套互為備用的電控系統(tǒng)：主用為高壓變頻電控系統(tǒng)，主要有主控

60、臺、高壓變頻器組成；備用為轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速系統(tǒng)，主要有主控臺、換向智能站、調(diào)速智能站、加速柜和電阻器組成。</p><p>　　4.1智能型全數(shù)字主控臺</p><p>　　主控臺是該電控系統(tǒng)的控制中心，該設(shè)備采用操作臺結(jié)構(gòu)，除位置、速度、溫度、壓力、電流等必要的信號采集傳感器和終端執(zhí)行設(shè)備外，所有控制回路及操作全部集中于操作臺中。司機可通過操作主控臺上的操作手把（如手把、主令控制器）、開關(guān)

61、及按鈕來控制提升機運行，并通過指示燈和人機界面及時了解提升機的運行狀態(tài)及運行參數(shù)。</p><p>　　系統(tǒng)按“安全回路雙線制，主要保護多線制”的設(shè)計原則（提升機高速軸和低速軸上分別裝設(shè)一套軸編碼器，將數(shù)字信號傳送到主控PLC和監(jiān)控PLC，兩個軸編碼器互相獨立，相互監(jiān)視，實現(xiàn)安全回路雙線制），設(shè)備主控部分采用技術(shù)先進、性能可靠的FX2N型可編程控制器，配以可調(diào)閘模塊、電源模塊、語言報警模塊、A/D\D/A轉(zhuǎn)換模塊

62、，實現(xiàn)了提升機的工藝過程控制和各種邏輯保護。具有按行程速度給定、PID速度閉環(huán)控制、各類安全保護、自動化開車及各種工作狀態(tài)顯示等多種功能。具有邏輯編程簡單、安全保護可靠、狀態(tài)顯示齊全、語言報警等功能，并能實現(xiàn)與調(diào)度室計算機的聯(lián)網(wǎng)，提高了礦井管理水平的現(xiàn)代化。</p><p>　　此外，本主控臺自身具有應(yīng)急提升功能，在不添加任何外部硬件的情況下，當PLC出現(xiàn)故障時，可以實現(xiàn)故障狀態(tài)下的低速運行。</p>

63、<p>　　4.2高壓變頻調(diào)速柜</p><p>　　高壓變頻調(diào)速柜是該系統(tǒng)的調(diào)速設(shè)備，由具有活躍前端能量回饋特性的四象限高壓變頻調(diào)速裝置及其它必要的電器組成，用于向轉(zhuǎn)子短接的繞線式交流電動機供電，構(gòu)成高性能、數(shù)字化的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)。</p><p>　　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，使電動機產(chǎn)生電動力；制動狀態(tài)

64、時工作于逆變狀態(tài)，將能量返回電網(wǎng)，使電動機產(chǎn)生制動力，完成對電機啟動、調(diào)速、驗繩、低于額定速度運行等控制過程。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)，具有運行參數(shù)的實時記錄，運行故障查詢和參數(shù)設(shè)定功能。在滿足礦井提升機工藝要求的同時，還可完成提升機運行參數(shù)的調(diào)節(jié)。</p><p><b>　　主要性能特點如下：</b></p><p>　　

65、4.2.1采用單元串聯(lián)多電平能量回饋型四象限高壓變頻器（每相分為6個功率單元，三相共18個單元），直接6KV輸入、輸出。</p><p>　　4.2.2高壓變頻器結(jié)構(gòu)簡單，整機效率高，額定負載效率96%以上。</p><p>　　4.2.3輸入輸出功率因數(shù)高，電流諧波小，不需功率因數(shù)補償和諧波抑制裝置。</p><p>　　4.2.4輸出階梯正弦PWM波形，諧波含量

66、少，不需輸出濾波裝置，對電纜、電機絕緣無損害。</p><p>　　4.2.5采用電流矢量控制方式，具有響應(yīng)速度快、精度高、穩(wěn)定性好，能夠?qū)崿F(xiàn)重載平穩(wěn)起動。</p><p>　　4.2.6高壓主電路與低壓控制電路之間的通訊采用光纖傳輸，電隔離性能好安全可靠，系統(tǒng)抗干擾能力強。</p><p>　　4.2.7AVR電壓自動調(diào)整功能，可以自動調(diào)節(jié)輸出電壓，不受電網(wǎng)電壓和

67、負載變化的影響，保護電機免受長期電壓過高而導(dǎo)致的絕緣損傷或磁密過高而引起的鐵心過度發(fā)熱。</p><p>　　4.2.8具有完善的自我診斷能力，在線監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)。故障發(fā)生時，變頻器自動采取相應(yīng)的保護措施，并保存故障發(fā)生的時間、原因、故障點及故障時的運行參數(shù)，幫助維護人員迅速找到故障原因，排除故障。</p><p>　　4.2.9具有功能、參數(shù)設(shè)置方便快捷，不易出錯，并可保存多達16套變頻器

68、的參數(shù)設(shè)置，根據(jù)不同的工況調(diào)用相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置，能自動記錄變頻器的每一次操作、故障，定時記錄運行參數(shù)，并可查閱或打印輸出記錄報表。</p><p>　　4.2.10從根本上解決了交流提升機電控在高壓與動力切換時的失控區(qū)。</p><p>　　4.2.11高壓變頻器調(diào)速柜本身具有換向功能。</p><p>　　4.3換向智能站（用于工頻調(diào)速）</p>&l

69、t;p>　　用于控制原高壓換向接觸器，采用RS485通訊方式實現(xiàn)與主控制臺的通訊，完成主控臺對原高壓換向接觸器的控制。采用本設(shè)備有如下優(yōu)點：</p><p>　　4.3.1實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能化的控制，柜內(nèi)設(shè)有PLC智能站，使控制接線減少80%。</p><p>　　4.3.2可以利用原有的高壓換向接觸器，大大節(jié)約資金。</p><p>　　4.3.3減少了高壓換向器

70、到主控臺的接線，有效地減少了調(diào)試時間。</p><p>　　4.3.4柜內(nèi)設(shè)有程序試驗開關(guān)，可方便檢測高壓換向接觸器動作情況，有效地節(jié)約了查找故障的時間。</p><p>　　4.4調(diào)速智能站（用于工頻調(diào)速）</p><p>　　用于控制原加速控制接觸器。采用RS485通訊方式實現(xiàn)與主控臺的通訊，控制原加速柜接觸器的吸合與斷開，達到對電機轉(zhuǎn)子回路電阻的自動切換，實現(xiàn)

71、電機啟動、調(diào)速、制動的目的。采用本設(shè)備具有如下優(yōu)點：</p><p>　　4.4.1實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能化的控制，柜內(nèi)設(shè)有PLC智能站，使控制線減少80%。</p><p>　　4.4.2可以利用原有的磁力站，大大節(jié)約資金。</p><p>　　4.4.3減少了加速接觸器到主控臺的接線，有效地減少了調(diào)試時間。</p><p>　　4.4.4柜內(nèi)設(shè)有程

72、序試驗開關(guān)，可方便檢測各段接觸器動作情況。</p><p><b>　　4.5系統(tǒng)切換柜</b></p><p>　　主要完成原系統(tǒng)與高壓變頻電控系統(tǒng)在定子和轉(zhuǎn)子上的切換，減少兩套電控系統(tǒng)相互轉(zhuǎn)換的時間，減少生產(chǎn)誤時。</p><p><b>　　4.6輔助控制柜</b></p><p>　　輔助控

73、制柜用于提升機輔助設(shè)備的AC380/220V配電。雙回路進線，各進、出回路配置有工作指示。并為提升機輔助設(shè)備及電焊機、室內(nèi)照明等機房輔助設(shè)施供電。</p><p>　　5、高壓變頻系統(tǒng)的主要功能特點</p><p>　　5.1采用具有活躍前端能量回饋特性的四象限變頻器：</p><p>　　5.1.1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；</p&g

74、t;<p>　　5.1.2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。</p><p>　　5.1.3具有接近于1的功率因數(shù)和大于95%的能量轉(zhuǎn)換效率，電流諧波成分少，無須功率補償器和諧波抑制設(shè)備。</p><p>　　5.1.4具有類似或優(yōu)于直流電動機的優(yōu)良機械特性。</p>&l

75、t;p>　　5.1.5具有低速驗繩功能。驗帶速度為0.5米/秒~額定速度可調(diào)。</p><p>　　5.1.6功率單元模塊設(shè)計，可以互換便于維護。</p><p>　　5.1.7變頻器通過網(wǎng)絡(luò)平臺，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動交換，具有運行參數(shù)自動調(diào)整功能。</p><p>　　5.1.8系統(tǒng)具備全面的故障監(jiān)測、可靠地故障報警保護功能。變頻裝置有過電壓、過電流、欠電壓、短路

76、、接地、過載、過熱、橋臂保護等保護功能，所有故障情況，均在中文用戶界面上顯示出來，便于用戶根據(jù)故障情況采取應(yīng)對措施。</p><p>　　6、高壓變頻系統(tǒng)的系統(tǒng)優(yōu)越性</p><p>　　6.1系統(tǒng)控制精度高，運行穩(wěn)定，安全保護齊全，維護檢修方便。變頻器觸摸屏主界面可方便地實現(xiàn)變頻器功能、參數(shù)的設(shè)定，可以本機控制，也可遠程控制，方便快捷；主控臺觸摸屏可實現(xiàn)系統(tǒng)中各種參數(shù)的顯示、梯形圖狀態(tài)顯

77、示、提升機速度動態(tài)顯示等，并為以后系統(tǒng)功能的擴展留下充分的余地。</p><p>　　6.2啟動平穩(wěn)，無沖擊，降低了電機的噪音和故障率，實現(xiàn)系統(tǒng)的軟起動，軟停止。</p><p>　　6.3節(jié)能效果明顯，大大降低了用電量，節(jié)約了運輸設(shè)備對電能的損耗。</p><p>　　6.4系統(tǒng)沒有輸入輸出變壓器，體積小重量輕，減少了基建投資。</p><p&

78、gt;　　6.5可實現(xiàn)控制系統(tǒng)的自檢、報警、信號記憶及相應(yīng)的圖文、數(shù)字顯示、查詢和打印。</p><p>　　6.6具有全中文操作界面，基于Windows操作平臺，彩色觸摸屏，便于就地監(jiān)控、設(shè)定參數(shù)、選擇功能和調(diào)試。</p><p>　　6.7現(xiàn)場變更控制內(nèi)容簡單，安裝調(diào)試容易。二次接線通用化設(shè)計，現(xiàn)場接線簡單，安裝周期短，該礦安裝、調(diào)試該系統(tǒng)總共用時不到24小時；采用模塊結(jié)構(gòu)，一旦電路出

79、現(xiàn)故障，可快速更換，不影響生產(chǎn)。</p><p>　　7、經(jīng)濟和社會效益分析</p><p>　　該系統(tǒng)投用后，運行平穩(wěn)可靠，既保證了礦井的安全提升，又提升了礦井現(xiàn)代化科技水平，具有良好的經(jīng)濟和社會效益：</p><p>　　7.1該系統(tǒng)投用后，節(jié)能效果十分顯著</p><p>　　2008年前，該提升系統(tǒng)月度用電量13.5萬度，使用變頻調(diào)速

80、系統(tǒng)后，兩年來，該系統(tǒng)月度用電量降為8.5萬度，節(jié)能約36%。按工業(yè)用電0.7元/度計算，每月可節(jié)約用電開支3.5萬元，年節(jié)約電費40余萬元，經(jīng)濟效益非常明顯。</p><p><b>　　8、結(jié)束語</b></p><p>　　改造后的提升機系統(tǒng)，大大降低了工人的勞動強度，操作的靈活性比以前有很大的提高，根據(jù)不同的工況可以有針對性地改變系統(tǒng)參數(shù)，提高了生產(chǎn)效率。 &

81、lt;/p><p>　　通過系統(tǒng)改造，原有電控系統(tǒng)得到了更新，雙系統(tǒng)的互為備用使得系統(tǒng)可靠性大為增加。高壓變頻技術(shù)的使用，減少了調(diào)速過程中的電流沖擊，避免了對電網(wǎng)的沖擊和污染，減速過程中的發(fā)電能量回饋，使節(jié)電率高達36%。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1、煤礦安全規(guī)程（2011版）</p><

82、;p>　　2、煤礦安全技術(shù)操作規(guī)程</p><p>　　3、**煤礦礦井修改初步設(shè)計說明書 （煤炭工業(yè)部兗州煤礦設(shè)計研究院 1984年11月）</p><p>　　4、變頻技術(shù)及應(yīng)用（全國高職高專教育十一五規(guī)劃教材）高等教育出版社2008年12月1日出版</p><p>　　5、新編煤礦常用機電設(shè)備選型設(shè)計實用手冊；中國礦業(yè)出版社2007年6月出版</p

83、><p>　　6、宋爽、陳軍霞 基于西門子變頻PLC的礦井提升機控制系統(tǒng)[期刊論文] -煤礦機械2008年第6期</p><p>　　7、趙樹國 煤礦提升絞車高壓變頻電控系統(tǒng)在井下的應(yīng)用【 煤礦機械 】第２７卷第 ８期</p><p>　　8、張玉峰 于德陽 煤礦絞車電控系統(tǒng)的PLC變頻改造設(shè)計 《煤礦機械》2009年第7期</p><p&