范清波 宋波 范明棟

摘 要：主井絞車電控系統(tǒng)采用徐州中礦傳動(dòng)生產(chǎn)的ASCS-3型直流調(diào)速系統(tǒng)，2002年投入使用目前已經(jīng)使用10年。整流裝置元器件已趨向老化，故障率已增高，為了滿足生產(chǎn)及安全需要，高莊煤業(yè)有限公司主井進(jìn)行新型雙系統(tǒng)電控系統(tǒng)改造、增設(shè)備用直流調(diào)速系統(tǒng)與原電控系統(tǒng)互為備用。實(shí)現(xiàn)“直流電機(jī)電機(jī)+可控硅整流+全數(shù)字調(diào)節(jié)控制+多PLC網(wǎng)絡(luò)控制+上位機(jī)診斷與監(jiān)控+局域網(wǎng)信息互聯(lián)”的控制模式。

關(guān)鍵詞：直流調(diào)速裝置；提升機(jī)；互為備用；節(jié)能效果顯著

1 概述

高莊煤業(yè)有限公司主井絞車使用中信重工生產(chǎn)的2JK-3.5/12.5E型單繩雙滾筒提升機(jī)，提升方式為立井提升，電機(jī)功率1000kW，電控系統(tǒng)采用徐州中礦傳動(dòng)生產(chǎn)的ASCS-3型直流調(diào)速系統(tǒng)，2002年投入使用目前已經(jīng)使用10年。整流裝置元器件已趨向老化，故障率已增高，為了滿足生產(chǎn)及安全需要，高莊煤業(yè)有限公司主井進(jìn)行新型雙系統(tǒng)電控系統(tǒng)改造、增設(shè)備用直流調(diào)速系統(tǒng)與原電控系統(tǒng)互為備用。實(shí)現(xiàn)“直流電機(jī)電機(jī)+可控硅整流+全數(shù)字調(diào)節(jié)控制+多PLC網(wǎng)絡(luò)控制+上位機(jī)診斷與監(jiān)控+局域網(wǎng)信息互聯(lián)”的控制模式。

2 改造過程

⑴主井電控系統(tǒng)改造選用西門子6RA70直流拖動(dòng)全數(shù)字調(diào)速電控系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于數(shù)字化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化等先進(jìn)技術(shù)，采用“直流電機(jī)電機(jī)+可控硅整流+6RA70全數(shù)字調(diào)節(jié)控制+多PLC網(wǎng)絡(luò)控制+上位機(jī)診斷與監(jiān)控+局域網(wǎng)信息互聯(lián)”的控制模式，與其他礦用一般型設(shè)備配套使用，完成礦山大功率電力拖動(dòng)系統(tǒng)調(diào)速控制。為保證提升系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的四象限運(yùn)行，并使變流系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的無功沖擊和高次諧波的干擾為最小，主電機(jī)電樞采用串聯(lián)12脈動(dòng)晶閘管整流器供電，采用電樞換向控制；主電機(jī)磁場(chǎng)采用6脈動(dòng)晶閘管整流器供電。

⑵改造原則如下：

1）保留原機(jī)械系統(tǒng)、電機(jī)、潤滑系統(tǒng)

2）保留原低壓柜、整流柜、調(diào)節(jié)柜和勵(lì)磁柜

3）保留原整流變壓器、勵(lì)磁變壓器和輔助變壓器，通過轉(zhuǎn)接柜作為新老系統(tǒng)共用。

4）新增一臺(tái)低壓柜

5）新增一臺(tái)PLC柜代替老PLC柜

6）新增兩臺(tái)原裝6RA70整流裝置

7）新增一臺(tái)原裝6RA70勵(lì)磁裝置

8）新增一臺(tái)變壓器轉(zhuǎn)接柜，用于新老系統(tǒng)變壓器二次側(cè)的轉(zhuǎn)接。

9）新增一臺(tái)直流主回路轉(zhuǎn)接柜

10）新舊電控系統(tǒng)獨(dú)立工作，相互備用。

3 6RA70直流調(diào)速系統(tǒng)特點(diǎn)

SIMOREG 6RA70系列整流裝置為三相交流電源直接供電的全數(shù)字控制裝置，其結(jié)構(gòu)緊湊，用于可調(diào)速直流電機(jī)電樞和勵(lì)磁供電，裝置額定電樞電流范圍為15至2000A，額定勵(lì)磁3到85A，并可通過并聯(lián)SIMOREG整流裝置進(jìn)行擴(kuò)展，并聯(lián)后輸出額定電樞電流可達(dá)到12000A。6RA70直流控制器已經(jīng)廣泛應(yīng)用與各行業(yè)，控制器的核心器件上已經(jīng)在國內(nèi)外得到可靠實(shí)例的證實(shí)，可靠性和安全方面較有保障。根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，可選擇單象限或四象限工作的裝置，單象限工作裝置的功率部分電路為三相全控橋B6C；四象限工作裝置的功率部分為兩個(gè)三相全控橋（B6）A（B6）C；勵(lì)磁回路采用單相半控橋B2HZ，額定電流15-800A的裝置（交流輸入電壓400V時(shí)，電流至1200A），電樞和勵(lì)磁回路的功率部分為電絕緣晶閘管模塊，所以其散熱器不帶電；更大電流或輸入電壓高的裝置，電樞回路的功率部分為平板式晶閘管，這時(shí)散熱器是帶電的。裝置本身帶有參數(shù)設(shè)定單元，不需要其它的任何助力，設(shè)備即可完成參數(shù)的設(shè)定。所有的控制、調(diào)節(jié)、監(jiān)視及附加功能都由微處理器來實(shí)現(xiàn)?？蛇x擇給定值和反饋值為數(shù)字量或模擬量。

SIMOREG 6RA70系列整流裝置特點(diǎn)為體積小，結(jié)構(gòu)緊湊。裝置的門內(nèi)裝有一個(gè)電子箱，箱內(nèi)裝入調(diào)節(jié)板，電子箱內(nèi)可裝用于技術(shù)擴(kuò)展和串行接口的附加板。各個(gè)單元很容易拆裝使裝置維修服務(wù)變得簡(jiǎn)單、易行。外部信號(hào)連接的開關(guān)量輸入/輸出，模擬量輸入、輸出，脈沖發(fā)生器等，通過插接端子排實(shí)現(xiàn)。裝置軟件存放閃（Flash）-EPPOM，使用基本裝置的串行接口通過寫入可以方便地更換。

6RA70電控系統(tǒng)采用智能模塊化處理：基本裝置通過BICO-技術(shù)實(shí)現(xiàn)全面的診斷功能，同時(shí)利用與傳動(dòng)相關(guān)的開閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)自優(yōu)化整合；工藝控制軟件為自由連接的功能塊；通訊功能強(qiáng)大，可通過USS協(xié)議實(shí)現(xiàn)與PC機(jī)及外部控制設(shè)備的連接，可通過PROFIBUS協(xié)議實(shí)現(xiàn)裝置與裝置的通訊，可通過SIMOLINK協(xié)議實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)點(diǎn)與傳動(dòng)點(diǎn)之間的直接通訊等。

4 效益分析

⑴安全效益。6RA70直流全數(shù)字調(diào)速電控系統(tǒng)安裝后，新電控系統(tǒng)與原電控系統(tǒng)互為備用；提高了主井絞車電控系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，保障主提升系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

⑵經(jīng)濟(jì)效益。6RA70直流全數(shù)字調(diào)速電控系統(tǒng)節(jié)電效果顯著。經(jīng)計(jì)算采用新系統(tǒng)提升比采用老系統(tǒng)提升原煤每噸節(jié)電約0.1kW·h，2013年全年累計(jì)提升原煤4324928噸。

年累計(jì)節(jié)電約為：4324928t×0.1kW·h=43.2萬Kw·h

年節(jié)約電費(fèi)=43.2萬Kw·h×0.72元/Kw·h=31.104萬元

[參考文獻(xiàn)]

[1]新編電氣工程實(shí)用手冊(cè).中國水利水電出版社.2001.93-101.

[2]沙振舜.電氣實(shí)用技術(shù)手冊(cè).2005.176-211.