煤矿主扇风机改造方案

主通风机变频改造方案2019年12月22日12时56分目录概述1标准与规范2系统组成3低压配电柜4变频柜5监控PLC系统6控制台7在线监测系统82019年12月22日12时56分概述概述煤矿主通风机采用两台FBCDZ54-6-NO18对旋防爆轴流式风机，通风方式为抽出式，采用YBF2-315L2-6型电动机，功率132KW，额定压力888-3354PA，额定电压380伏，额定风量40.2-89.4M3。由供电电源有两台Sj200/6/0.38变压器共给。2019年12月22日12时56分标准与规范如无特殊说明，本电控系统设计方案满足以下标准和规范：电控系统设计标准：《矿山电力设计规范》GB50070-94新版《煤矿安全规程》2004年版电控系统制造标准：IEC标准电控设备检验标准：《低压电器电控设备》安装验收标准：《电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范》GB50171-92《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168-922019年12月22日12时56分系统组成名称型号数量备注低压配电柜400A21#风机与2#风机电源进线与配电变频柜ACS5504变频器安装配置主控柜S7-300PLC1系统PLC控制切换柜400A2运行模式切换司机台S7-200PLC1系统操作上位机IBM1系统监控风机在线监控可选1在线监控2019年12月22日12时56分系统结构低压柜低压柜电机主控柜PLC操作台PLC风机部分监控信号上位机监控系统ABBABBABBABB变频柜变频柜切换柜切换柜2019年12月22日12时56分柜体构成变频柜变频柜变频柜变频柜切换柜切换柜主控柜低压柜低压柜2019年12月22日12时56分低压配电柜低压配电系统引自原系统两台Sj200/6/0.38变压器，向主通风机提供低压电源，同时经过一台380/220V隔离变压器以及不间断电源UPS向变频器和PLC主控系统提供控制电源。序号名称型号备注1空开CM1-4002单刀双掷刀开关DZ-4003接触器CK1-4004小型断路器PL7-3P-10A5电流表6电压表7电流互感器8转换开关APT9按钮APT10指示灯APT11安装附件2019年12月22日12时56分变频柜变频器选用ABB公司ACS550型变频器FlashDrop助手型控制盘用于降低谐波的专利技术：变感式电抗器矢量控制专为恶劣环境设计的涂层板内置C2类EMC滤波器（第一环境）作为标配内置的Modbus现场总线及多种内部安装的总线适配器UL,cUL,CE,C-Tick及GOSTR认证RoHS认证2019年12月22日12时56分变频器技术参数供电电压380至480V,+10/-15%频率48……63Hz功率因数0.98效率98%输出电压范围0……额定频率控制0……500Hz电机控制软件矢量控制转矩控制开环10ms额定转矩闭环10ms额定转矩开环±5%额定转矩闭环±2%额定转矩速度控制开环电机额定滑差20%闭环电机额定速度0.1%开环100%转矩阶跃1%s闭环100%转矩阶跃0.5%s2019年12月22日12时56分变频柜配置序号名称型号备注1变频器ACS550ABB2接触器SIEMENS3小型断路器PL7-3P-10AMOLLER4电流表5电压表6电流互感器7按钮APT8指示灯APT9PROFI-BUS通讯卡ABB2019年12月22日12时56分变频器主回路切换煤矿主通风机为一用一备设计，完全保留原工频运行方式（工频回路加接触器予以控制）。本方案采用变频装置与主通风机互为冗余的配置方案，进一步提高了系统的可靠性。这里提供两种切换方案待选。2019年12月22日12时56分方案一采用接触器（即：KM1~KM8）和断路器（ZQ1、ZQ2）均为可控器件，能够实现回路自动切换和有准备切换方式。本方案中使用的断路器和接触器较多，控制较为复杂。1#进线2#进线1#风机工频MACS550MACS550MACS550MACS550ZQ11#2#3#4#1#变频2#变频3#变频4#变频ZQ2KM1KM2KM3KM4KM5KM6KM7KM82#风机工频单刀双掷开关单刀双掷开关2019年12月22日12时56分方案二使用单刀双掷开关代替接触器切换回路。该方案电路较为简单，半自动模式切换，能够减少4个接触器，2个断路器，使系统故障点减少。但是方案不能自动切换风机，且切换时间较长。1#进线2#进线1#风机工频MACS550MACS550MACS550MACS5501#2#3#4#1#变频2#变频3#变频4#变频KM1KM2KM3KM42#风机工频单刀双掷开关单刀双掷开关2019年12月22日12时56分运行模式本系统提供了四种不同的正常运行及应急运行方式。1#进线2#进线1#风机工频MACS550MACS550MACS550MACS550ZQ11#2#3#4#1#变频2#变频3#变频4#变频ZQ2KM1KM2KM3KM4KM5KM6KM7KM82#风机工频单刀双掷开关单刀双掷开关模式一模式二模式三模式四2019年12月22日12时56分切换方案全自动方式(方案一)——系统根据运行状态，自动完成由正常运行到应急运行方式的切换，整个过程不需要人员参与。自动实现切换开关、风机的连锁动作。（鉴于风机运行的特殊性，不推荐此方式）半自动方式——当系统运行发生故障时，发出故障报警信号。系统由正常运行到应急运行方式转换过程中需要人员参与解锁，同时系统对联锁状态进行监视。（推荐方式）。手动方式——手动方式下，系统的起停控制不受联锁条件制约，因此只能用于调试等极端情况下使用。2019年12月22日12时56分有准备切换1号风机向2号风机正常切换过程中，当1号风机停机之前，预先启动2号风机。此时，若2号风机和相关变频器所有状态都正常时，再停1号风机。当1号风机停机后，2号风机风门打开，可以快速启动2号风机。这种方式可以大大缩短两台风机的切换时间，并且降低由于2号风机潜在故障导致切换失败的风险。提高通风系统可靠性。2019年12月22日12时56分有准备切换第三步：1#系统风门开始关闭电机速度小于200转/分钟第一步：启动系统切换第二步：1#变频器控制电机减速1#风门关到位第三步：1#电机冷却风机关闭1#系统停止运行1#1#系统停止运行系统停止运行第一步：起动2#电机散热风机2#2#系统热备状态起动系统热备状态起动第二步：2#系统风门开2#风门开到位2#2#系统起动成功系统起动成功第三步：2#系统电机起动1#1#系统系统——2#2#系统切换成功系统切换成功2#2#系统具备上电条件系统具备上电条件第二步：2#变频器上电“电机运行就绪”指示“亮”第三步：设置参数2#系统热备成功第一步：起动2#油站2019年12月22日12时56分监控PLC系统系统采用两套PLC分别控制两台风机。系统设置三种启动方式自动方式联锁条件下的手动方式非联锁（检修）条件下的手动方式为避免外部信号干扰影响系统的正常运行，本系统的设计具备完善的防干扰措施系统实现如下功能保护功能：对过载、短路等故障设置保护。控制功能：根据实际需要进行分合闸，以保证安全生产。2019年12月22日12时56分主控柜配置序号名称型号备注1底板6ES7390-1AF30-0AA0SIEMENS25A电源模块6ES7307-1EA00-0AA0SIEMENS3CPU模块6ES7313-6CE01-0AB0SIEMENS48路AI模块6ES7331-7KF02-0AB0SIEMENS54路AO模块6ES7332-5HD01-0AB0SIEMENS632点DI模块6ES7321-1Bl00-0AA0SIEMENS732点DO模块6ES7322-1Bl00-0AA0SIEMENS8MMC存储器卡6ES7953-8LG11-0AA0SIEMENS9前连接器6ES7392-1AJ00-0AA0SIEMENS10微断PL7-2P-10MOLLER11接口开关电源S-100-24MEANWELL12接口继电器ORMON2019年12月22日12时56分司机台配置序号名称型号备注1S7-300CPU6ES7313-6CE01-0AB0SIEMENS48路AI模块6ES7331-7KF02-0AB0SIEMENS54路AO模块6ES7332-5HD01-0AB0SIEMENS632点DI模块6ES7321-1Bl00-0AA0SIEMENS732点DO模块6ES7322-1Bl00-0AA0SIEMENS5断路器PL7-2P-10AMOLLER6继电器HH52P-24DOMRON7接触器3TFSIEMENS8按钮APT9指示灯APT2019年12月22日12时56分在线监测系统系统简介本系统以国家标准“通风机空气动力性能试验方法”和煤炭行业标准“煤矿用主要通风机现场性能参数测定方法”为依据，应用工业计算机检测技术和独特的专有研究成果对矿用大型通风机的运行状态进行连续在线测量与处理，以多种方式提供通风机运行状态的各种数据，保障通风机的安全运行和方便通风机的性能测试，并为多种功能扩充提供方便的条件。在线测量与处理的风机运行参数包括风机入口静压、全压、风速、流量，电机的轴承温度、定子绕组温度，电机功率和总功率，风机效率，正反风信号和风机入口温度等。系统采用国内先进的工控组态软件，测控功能齐全，画面、曲线、报表丰富多彩，方便现场操作人员使用和技术维护。2019年12月22日12时56分系统基本功能在线测量与处理的风机运行参数的集中定位显示，以指定的时间间隔刷新在线测量与处理的风机运行参数的实时曲线图形显示，便于观察一小时内（或其它指定长度）各种不同参数的变化趋势；在线测量与处理的风机运行参数的历史曲线图形显示和任意历史时刻的数据查询。历史数据可在计算机内数据库中保留一个月或指定适当的时间跨度，也可拷贝到磁盘长期保存在线测量与处理的风机运行参数的历史数据报表形式查询显示和打印越限报警测试风机性能和绘制风机性能三大特性曲线。2019年12月22日12时56分监测系统2019年12月22日12时56分监测系统2019年12月22日12时56分监测系统2019年12月22日12时56分监测系统2019年12月22日12时56分监测系统