6kv高压变频电控系统改造效益研究

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1、6KV高压变频电控系统改造效益研究　　【摘要】随着煤矿安全生产要求的提高，煤矿提升绞车的控制系统随着电控系统的升级改造进度的加快，国家安全生产监督管理局/国家煤矿安全监察局把TKD型绞车电控列为第二批淘汰设备，如何根据绞车运行情况，合理选择配置电控系统是设备升级改造的关键工作，如何合理选择设备是保证矿井安全生产的前提。本文根据现场改造情况进行简要的分析，介绍改造的过程及选型需要注意的事项。【关键词】电控系统改造；效益分析1.基本概述新三矿在井下主暗斜井安装有一部3m绞车，担负着-390水平与-3.5水平间原煤的提升运输任务。该绞车使用的JTDK-ZN-01S型电控系统，采用电动机转子回路

2、切换电阻的方式实现电动机的启动、制动、调速过程，调速效果差，能耗高，故障率高。电控系统仍属于TKD电控系统的结构框架，国家安全生产监督管理局/国家煤矿安全监察局把TKD型绞车电控列为第二批淘汰设备。该绞车使用的高压电动机为非矿用型，不符合《煤矿安全规程》第444条的规定，因此必须更换为符合要求的矿用防爆型电机。2.改造可行性分析62.1随着数字技术的发展，PLC系统已被广泛应用，并被认可。变频技术因具有无级调速，调速精确，节能效果显著等优势，在矿井提升领域得到了广泛应用，使矿井绞车控制技术达到了一个新水平。采用变频调速技术，可以很容易的克服传统控制系统存在的先天不足并在一定程度上实现节能

3、。从使用的角度出发，变频调速技术无论从经济角度、还是从技术角度考虑，都是矿井绞车电控系统的最佳选择。2.2采用变频调速绞车电控改造在用绞车电控可采用低压变频调速和高压变频调速两种方案，这两种方案均具备比较优越的调速性能，可实现增效节能，并保证系统具有较高的安全可靠性。由于目前防爆低压变频在500kW以上还没有较为成熟的产品，通过论证，采用矿用一般型的全数字高压变频绞车电控系统对原有交流电控系统进行改造是一条切实可行的有效途径，主要依靠全数字高压变频电控系统的技术性能、安全可性能等来保证按照设计的速度图运行，满足安全、高效、可靠的运行要求。从本单位成功实施的多项交流电控系统改造为高压变频电

4、控系统来看，其改造效果良好。3.改造情况分析改造后的绞车电控系统符合相关标准、规程的要求；采用矿用一般型全数字高压变频绞车电控系统对在用的交流拖动电控系统进行改造，可实现提高总体技术水平、提高总体安全可靠性和工作可靠性和总体技术水平、提高提升能力和增效节能、提高系统可维护性等目标。具体说明如下：63.1符合相关标准规程的要求在用绞车电控系统属于TKD电控系统的结构框架，国家安全生产监督管理局/国家煤矿安全监察局把TKD型绞车电控列为第二批淘汰设备。该绞车使用的高压电动机为非矿用型，不符合《煤矿安全规程》第444条的规定。改造后的绞车电控系统采用矿用一般型全数字高压变频调速绞车电控系统，电

5、机采用矿用防爆电机，符合相关标准规程的要求，同时配备斜井提升信号、斜井移动检修信号、工业监视装置，符合河北省质量标准化标准及《煤矿安全规程》的规定。3.2提高总体技术水平在用的电控系统为采用电动机转子回路切换电阻的方式实现电动机的启动、制动、调速过程，调速效果差，能耗高，故障率高，总体技术水平相当落后，已属淘汰的技术和设备。采用全数字高压变频调速绞车控制系统对在用交流绞车控制系统进行改造，符合实际需求，通过改造，可大大提高系统总体技术水平。3.3提高系统运行的安全可靠性6在用的交流绞车电控系统安全可靠性低，其主要原因：元器件可靠性不高；系统设计思路陈旧，系统结构的安全可靠性存在缺陷，与运

6、行速度有关的各类监视保护不与控制系统独立，安全回路中多数环节为单线系统，控制和监视用电源可靠性不高；系统运行状态、故障监视不完善、且故障信号无记忆、判断功能。新的全数字高压变频绞车电控系统，具有双PLC构成双线制安全监视和安全回路，安全可靠性高；采用综合抗干扰措施，系统抗干扰能力强；全数字变频传动系统，工作可靠；全行程位置控制安全准确；可实现单PLC或继电器控制下的应急运行，确保运行连续性；起动时具有开闸电流监测，配合自动开闸控制，确保开闸时不溜车下滑；具有闸制动三倍静张力自动试验等功能，方便检查，确保制动力可靠；速度和制动的给定控制，均为双路冗余设计，可确保长期安全、可靠运行。3.4提

7、高提升能力优越提升在用的交流绞车电控系统由于控制性能不好，影响提升能力，主要原因：难以准确设置系统参数，难以精确设置减速点，提升运行难以按照设计的力图和速度图进行准确控制，一般而言，实际的最大速度、加速度和减速度均与设计值不符；控制系统的动态和静态特性差，无法实现精确的速度控制；为了安全起见，程序设定时将爬行距离加长，爬行速度偏低，从而加长了单钩提运时间。4.节能降耗6在用的交流电控系统采用转子串电阻的有级调速方式，大量的能量消耗在