ZJT矿用隔爆兼本安型变频器组合控制装置用户手册

ZJT-3×500-690矿用隔爆型变频调速系统矿用隔爆兼本安型变频器组合控制装置（此图等照片出来替换）使用手册V1.0西安华光信息技术有限责任公司2008年12月地址：西安市高新区科技路27号E阳国际11层邮编：710075电话：86-29-82308715传真：86-29-82308700ZJT防爆变频装置2/30一、综述(一)概述随着电力电子技术、微电子技术、控制技术和网络化技术的高速发展，尤其是高电压、大功率电力电子器件的开发与应用，使交流变频调速技术得以迅速发展，现已逐渐推广到矿山的输送机系统。以交流变频调速为核心技术的驱动装置因其精确灵活的控制功能、运行的稳定可靠以及显著的节能效果正逐步取代原有的“软启动”驱动系统（降压启动、液力耦合器、CST等）成为皮带输送机的主流驱动设备。ZJT×500/660矿用隔爆兼本安型变频器组合控制装置（以下简称装置）是由西安华光信息技术有限责任公司研制生产的新一代大容量变频胶带机的控制驱动装置。装置采用国际先进ACS800水冷系列通用变频器，可对3台及以下三相交流电动机进行软起动、软停止和变频调速控制，并能对电动机及供电线路进行保护；配有660VAC、220VAC、24VDC辅助电源，供输送机附属设备、以及控制使用。作为隔爆型的带式输送机的软启动器、软停止的自动控制装置，可广泛用于含有甲烷混合气体、具有煤尘爆炸危险的煤矿井下输送机驱动控制。(二)功能特点适用于煤矿井下大巷及顺槽长距离胶带输送机驱动控制；精确的软启动、软停车控制性能；可实现多点、多驱动功率平衡控制；可在低于同步转速的任何速度下长期运行；具备与上位以及其它系统的通讯功能；全中文操作控制界面方便灵活；全中文运行状态参数、故障信息、运行趋势显示；高度集成、搬运方便；(三)工作条件本装置符合国家标准GB3836《爆炸性气体环境用电气设备》及国际标准IEC60079的要求。可在以下条件下正常工作：海拔不超过2000m；当海拔超过1000m，每升高100m，降容1%使用；ZJT防爆变频装置3/30周围空气温度为（0～+40）°C；周围空气相对湿度不大于95%（+25°C时）；在有沼气与煤尘爆炸性混合物的矿井中；无破坏绝缘的气体或蒸汽的环境中；无显著摇动和冲击振动的地方；能防止滴水的地方；与水平面安装倾斜度不超过15°；地震裂度不超过8度。二、产品介绍(一)基本参数矿矿用用隔隔爆爆型型变变频频调调速速系系统统型型号号ZZJJTT--33××550000--669900额额定定电电压压666600VVAACC，，工工作作范范围围（（7755％％～～111100％％））额额定定频频率率5500HHzz，，工工作作范范围围（（00～～6600HHzz））额额定定功功率率33xx550000kkWW外外形形尺尺寸寸LL××MM××HH：：44550000mmmm××11880000mmmm××11330000mmmm防防爆爆型型式式EExxdd[[iibb]]II变变频频器器型型号号AABBBB--AACCSS880000，，交交--直直--交交主主控控制制器器AABB--SSLLCC550044通讯接口DDHH++，，DDeevviicceeNNeett，，MMooddbbuuss输出回路33路路558833AA、、1100路路3322AA冷却方式水水冷冷变频器控制方式直直接接转转矩矩控控制制((DDTTCC))重量1100吨吨ZJT防爆变频装置4/30(二)组成结构如上图所示，ZJT变频装置其长方型箱体，由优质钢板焊接而成，开门结构为螺栓固定型。隔爆性能符合GB3836.1、GB3836.2、GB3836.3的有关规定，本安性能符合GB3836.4的有关规定。箱体整体坐落在一长型底架上。由主腔、接线腔和输入输出电缆连接器构成。主腔分隔为五个相通腔体，分别为：控制单元、进线单元、整流单元、逆变单元以及内水冷单元。背后设有检修门。这样的设计结构具有ZJT-3×500-690防爆变频装置（正视图）控制单元进线单元整流单元逆变单元内水冷单元主输出进线辅助输出接线腔ZJT-3×500-690防爆变频装置（背视图）检修门检修门ZJT防爆变频装置5/30紧凑、安装简单、维修方便等优点。各部分功能原理见下述内容。(三)功能原理1.控制单元包括PLC控制系统以及辅助电机控制回路。选用AB的SLC500系列控制器，通过DeviceNet总线与传动部分和以及内水冷进行数据交换，与外水冷的接口是通过直接I/O硬接线实现的。a)PLC控制系统：主要由以下设备构成，其主要功能是完成系统的控制功能、实现远程通讯及第三方通讯、提供操作界面、显示系统状态参数及故障信息。1xABSLC504CPU模块1x电源模块3x32点开关量输入模块2x16点开关量输出模块3xRTD输入模块2x模拟量输入模块1xModbus通讯模块1xDeviceNet通讯模块1xPanelView显示屏10x防爆操作按钮（安装于柜门上）b)辅助电机控制回路：包括13个辅助电机控制回路，可控制如下设备：1#电机冷却风扇1#减速机油泵1#减速机风扇2#电机冷却风扇2#减速机油泵2#减速机风扇3#电机冷却风扇3#减速机油泵ZJT防爆变频装置6/303#减速机风扇张紧绞车系统电源卷带电机外水冷泵外水冷却风扇2.进线单元包括1000A真空断路器2台、变频充电回路；双回路进线引自不同变压器，为了获得12脉波整流，变压器两个副边绕组之间必须存在30℃的相位差，所以一个变压器绕组为星形接法（Yy0），另一个绕组为角形接法（Yd11）。3.整流单元安装有ACS800-507LC-2150-7整流模块、整流控制模块、风机、换热器、熔断器等；采用大功率整流二极管组成全波整流桥,二组整流桥各输入相位差30°的660V电源，实现12脉冲整流，谐波抑制符合IEEE519的标准。。直流采用母线设计，直流畸变率降低80%。4.逆变单元安装ACS800-107LC-700-7逆变模块、逆变控制模块、风机、换热器、熔断器等；直流母线下侧并接三组逆变单元，采用IGCT功率管作为逆变器件，并采用PMW(脉宽调制)技术以提供正弦波输出。三相逆变器的每个桥臂由2个IGCT组成:IGCT的输出电压在正直流电压、中性点(NP)和负直流电压之间切换。采用DTC技术，可以对输出的电压和频率在0~最大值之间进行连续的控制。在运转过程中变频传动系统自动完成功率平衡。5.内水冷单元安装内循环水泵、主换热器、内水冷控制模块、压力计、储能罐和阀门等。内水冷通过循环水泵直接对整流和逆变单元进行降温。配有温度传感器、压力传感器随时监测循环水的温度和压力，保证设备正常运行。ZJT防爆变频装置7/30附内水冷却回路图。三、安装调试(一)安装准备1.开箱验收去掉包装箱后，确认装置外观完好无损，无锈蚀或漆皮脱落现象。随同产品装箱的文件：a)装箱单1份b)产品合格证明书1份c)产品使用说明书2份2.运输储存a)装置总重约10000kg(净重)。b)在移动设备前，应确保装置的门盖牢固关闭。如果装置中的各部件已松动或已脱离其在箱体中的位置，请勿移动装置。c)电源输入、输出电缆连接器端面，应加保护盖板，以防防爆面碰伤。对裸露的防爆面、电缆连接器、观察窗等应注意保护。d)装置在打开包装箱后运输中应有防止雨雪侵蚀的措施。必须同时使用为安全装卸而设置的6只起吊环。严禁使用2只起吊环进行起吊。在装置使用安装前，应仔细阅读使用说明书和使用操作手册。e)装置使用前，尤其对经贮存后再使用的应检查：变频器是否完好无损；各隔爆结合面有无锈蚀、损伤，紧固件是否松动；连接导线有无松动；送电前应注意各电器元件是否有因受潮而引起绝缘性能下降的情况；确认输入与输出的接法符合规定的要求后，方可送电。冷却管路是否有泄漏重要ZJT防爆变频装置8/30(二)系统构成1.控制范围本装置主要的控制对象为井下输送机系统（如图所示），包括：三台主电机的变频控制三台电机冷却风机启停控制三台减速机油泵启停控制三台减速机冷却风扇启停控制外水冷却循环泵电机启停控制外水冷却风扇电机启停控制张紧绞车的监控卷带电机启停控制。同时，装置提供DH+、DeviceNet、Modbus通讯接口，可与矿井控制网联网；并可和其它系统（如皮带保护系统）通讯交换数据。系统图（需要修改更换）ZJT防爆变频装置9/302.监测信号为保证系统的安全控制，装置对如下信号（装置外）进行监测：每台主电机绕组温度、前后轴温度；每台减速机高、低速轴温度、油温；外冷却水水温及水位；张紧绞车系统状态信息皮带保护系统故障信息3.冷却系统装置采用水冷方式对变频系统进行冷却，本防爆变频装置自带内水冷系统，通过ABB变频器内置循环水泵直接对整流和逆变单元进行降温；同时在变频柜体内每个腔体下部还设有风扇，以加强空气流通，方便散热。若需要，系统还可在安装时添加外水冷系统。外水冷系统由水箱、冷却水循环泵以及热交换器风扇组成，通过外冷却泵的循环将水箱中的水与内循环水进行热交换，从而给内循环水降温；外冷却风扇则用来给水箱内的外循环水降温。（附冷却系统原理图）加装不合格的循环水将导致散热效果严重下降并损坏水管。(三)安装调试1.安装a)确认主变压器安装接线正确，两台变压器绕组接线应分别为Yd11和Yy0方式。装置需要2路660V、1000A相位差30°的电源输入，才能满足所有输出。b)变频柜一般就近安放于输送机驱动部主巷道内，最好能放置于临近的联络巷内，但距离输送机驱动部的距离不超过50米。c)外水冷却装置（包括冷却泵、水箱和热交换器）距离变频柜不超过10米为宜，并至于通风良好、粉尘较少的地点。警告重要ZJT防爆变频装置10/30d)按照设计图纸完成动力及控制接线。e)打开装置柜门将所有相关的断路器打到ON位置；PLC/CPU钥匙打到中间位置；变频器断路器开关（K1~K13、Q0~Q8）到正确位置。（详见原理图册）。漏电、接地保护投入。关闭所有柜门，拧紧螺栓。表－断路器开关说明代号名称、功能描述控制方式K1外水冷却泵启动器断路器手动、PLC输出控制接触器K2外水冷却风扇启动器断路器手动、PLC输出控制接触器K31#电机冷却风扇启动器断路器手动、PLC输出控制接触器K41#减速机润滑油泵启动器断路器手动、PLC输出控制接触器K51#减速机冷却风扇启动器断路器手动、PLC输出控制接触器K62#电机冷却风扇启动器断路器手动、PLC输出控制接触器K72#减速机润滑油泵启动器断路器手动、PLC输出控制接触器K82#减速机冷却风扇启动器断路器手动、PLC输出控制接触器K93#电机冷却风扇启动器断路器手动、PLC输出控制接触器K103#减速机润滑油泵启动器断路器手动、PLC输出控制接触器K113#减速机冷却风扇启动器断路器手动、PLC输出控制接触器K12张紧控制器电源回路启动器断路器手动、PLC输出控制接触器K13卷带机启动器断路器手动、PLC输出控制接触器Q0控制变压器上端断路器（660V）手动控制Q1辅助动力回路总断路器（660V）手动控制Q2220V控制电源总断路器手动控制Q3PLC单元冷却风扇断路器手动控制Q4备用手动控制Q5插座电源短路器手动控制Q6PLC单元220V控制电源断路器手动控制Q7PLC单元24V控制电源断路器手动控制Q8整流单元24V控制电源断路器手动控制Q100控制单元总隔离到闸外部手动控制Q1011#主进线断路器PLC控制、柜体按钮控制Q1022#主进线断路器PLC控制、柜体按钮控制ZJT防爆变频装置11/30Q103充电回路隔离刀闸手动控制Q110进线单元控制电源断路器手动控制Q111进线单元冷却风机断路器手动控制Q202整流单元冷却风机断路器手动控制Q301逆变单元控制电源断路器手动控制Q3111#逆变模块冷却风机断路器手动控制Q3122#逆变模块冷却风机断路器手动控制Q3133#逆变模块冷却风机断路器手动控制F1内循环水泵动力电源