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焦作演马矿副井380KW交流提升机电控系统改造

2017-11-15 10:59:12 点击数:

一、概述

     焦作演马矿副井提升机为2JK-3/20A型提升机,其电控系统采用继电器逻辑控制的交流提升机。

     提升机型号:2JK-3/20A

     主电动机参数:

     型号: JR158-8                      额定功率:380KW

     定子参数:  6000V/46.4A               转子参数:522V/439A  

     滚筒直径:  3m                       转数:736r/min

     提升速度:  5.4m/s

     井深: 185.4m

二、原电控系统存在的问题

   1、原系统采用继电器多,查找故障困难,维修量大。

   2、原系统采用模拟调速,环节多,系统稳定性差。

   3、原系统换向和调速控制部分采用空气接触器,调速采用转子串电阻方式。维修困难、维护费用高,并消耗大量电能。机械噪音及电磁噪音高,严重污染环境。

   4、原系统技术落后,产品性能差。

三、全数字变频调速系统的方案确定

    利用目前国内外先进、成熟的全数字变频调速系统技术彻底改造老电控系统。

四、新变频控制系统的主要技术性

    新系统采用日本进口的Fx2N系列可编程控制器实现逻辑控制。

    采用日本14寸彩色液晶屏显示力图、速度图、提升各种壮态及各种保护显示。

    采用了JTDK-GBP变频调速装置组成的变频柜。      

五、新变频电控系统的运行状况

    焦作演马矿副井于20079月投入运行,从该产品的运行状况看各种保护功能完善可靠,节能效果明显。 使用效果很好,JTDK-GBP高压变频调速系统的结构由移相变压器、功率单元和控制器组成。6KV系列有18个功率单元,每6个功率单元串联构成一相,结构简单维修方便,深受工程技术人员及操作工人的好评。

  变频器具有如下特点:

  JTDK-GBP系列高压变频调速系统以高可靠性、易操作、高性能为设计目标,满足用户对于异步交流电动机类机械调速节能、改善生产工艺的迫切需要。本调速系统适配各种通用三相异步电动机 JTDK-GBP系列高压变频调速系统采用新型IGBT功率器件,全数字化微机控制,具有以下特点:

  GBP系列高压变频器采用交-直-交直接高压(高-高)方式,主电路开关元件为IGBT。由于IGBT耐压所限,无法直接逆变输出6kV、10kV,而因开关频率高、均压难度大等技术难题无法完成直接串联。GBP变频器采用功率单元串联,叠波升压,充分利用常压变频器的成熟技术,因而具有很高的可靠性。

 

  主隔离变压器(以下简称主变压器),强迫风冷,有使用寿命长、免维护等优点。变压器原边为Y型接法,直接与高压相接。 组数量依变频器电压等级及结构而定,3kV系列为9个,6kV系列为18,10kV系列为27个,延边三角形接法,为每个功率单元提供三相电源输入。

  由于为功率单元提供电源的变压器副边绕组间有一定的相位差,从而消除了大部分由单个功率单元所引起的谐波电流,所以GBP变频器输入电流的总谐波含量(THD)远小于国家标准5%的要求,并且能保持接近1的输入功率因数。图2.2为6kV系列(每相六单元串联)输入电流实录波形,电流峰值120A,几近完美的正弦波。

  

  ● 输入功率因数高,电流谐波少,无须功率因数补偿/谐波抑制装置;

  ● 输安装、设定、调试简单;

  ● -高电压源型变频器,直接6KV输入,直接6KV输出,不需要输出

   变压器;

  ● 全中文WINDOWS操作界面,彩色液晶触摸屏;

  ● 可满足电动机的四象限工作要求;

  ● 出阶梯SPWM波形,无须输出滤波装置,对电缆、电机绝缘无损害

   谐波少,减少轴承、叶片的机械振动;

  ● 功率电路模块化设计,维护简单;

  ● 高压主回路与控制器之间为多路光纤连接,安全可靠;

  ● 完整的故障监测电路、精确的故障定位和报警保护;

  ● 自带冷却风机;

  ● 可灵活选择现场控制/远程控制;

  ● 可接受和输出4~20mA/4~20mA工业标准信号;

  ● 内置PID调节器;

  完整的通用变频器参数设定功能

  新老电控系统比较: 

 

老系统

新系统

技术先进性

落后

先进

噪声

震动

维护量

很小

性能

稳定性

很好

 

六、节电情况

    传统的绕线转子电动机串电阻调速系统,是通过改变电机的电动功率和转子的转差功率分配来调节速度,除负力下放外电机消耗的总功率不变;而变频调速方式时,通过调节电机的拖动速度来调节电机功率。

节电效果示意图如图所示,负力提升时,四象限变频调速系统全程不消耗电能,电机发生功率全部返回到电网上,此种提升方式节能效果最好;在加速段,传统串电阻调速电机将消耗1.5倍左右的额定功率方能正常拖动,而变频调速系统在加速段的输出功率即为调速功率部分,此段节能效果较好。正力提升时,减速段、爬行段的节能效果和加速段基本一致。

 

 

    经过一年多的运行证明,四象限变频调速与传统的调速相比,节电率在30%左右,大大节省了矿山对电能的消耗,在降低了生产成本的同时,也提高了矿井的生产率。

系统硬件配置图:

、结论

    焦作演马矿副井运行试验表明:该产品将国际上成熟的工业控制计算机--可编程控制器和国内成熟的高压变频应用在绞车电控上,设计思想先进,使用方便,维护量小,保护性能完善可靠,节能增产效果好,深受该矿工程技术人员及操作工人的好评,具有广泛的推广价值。

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