风机变频电控改造方案(通用方案)

河南地方煤炭集团季布煤业有限公司

主

通

风

机

变

频

改

造

技

术

方

案

季布煤业主通风机变频改造技术方案

一、季布煤业公司风机现状：

季布煤业公司现用主扇风机为BU54-16×75×2KW风机，运行电压380V，运行电流80A。风叶角度正向。现有设备主要有：1台低压配电柜、4台自耦降压启动柜、1台风机监测仪及各类传感器。

二、存在在主要问题：

1、冲击电流大

通风机电机启动方式为自耦变压器降压起动方式，起动电流是其额定电流的3～5倍，在如此大的电流冲击下，接触器、电机的使用寿命大大下降。同时，起动时的机械冲击，容易对机械散件、轴承、、管道等造成破坏，从而增加维修量和备品、备件费用。

2、电能的严重浪费

主通风机一直处在较轻负载下运行。在传统的技术条件下，由于电机的转速不可以调节，只能通过改变风机叶片或挡风板的角度进行风量调节。因此造成能源浪费，增加生产成本。所以就造成了电能的无端浪费！有悖于国家的节能减排政策。

3、启动困难，机械损伤严重

主通风机若采用直接启动，启动时间长，启动电流大，对电动机的绝缘有着较大的威胁，严重时甚至烧坏电动机。而电机在启动过程中所产生的机械冲击现象使风机产生较大的机械应力，会严重影响到电动机、风机及其它机械的使用寿命。

4、自动化程度低

主通风机依靠人工调节风机叶片或挡风板角度调节风量，不具备风量的自动实时调节功能，自动化程度低，检测点少。在故障状态下，不能及时和风机联动，将对矿井正常生产造成严重影响。

三、通风机变频改造技术特点：

1、通风机改造后采用变频启动和调速，具有启动电流小，调速方便，运行稳定以及节能等特点。

2、增加电源切换柜，双母线供电，通过智能切换开关可以实现双电源自动切换，切换时间不大于3S，保证通风机供电安全可靠，具有过载、短路、欠电压保护功功能。

3、控制系统具有过欠压、短路、堵转、过载、断相、接地、电机过热等多种保护功能。

4、PLC控制系统采用西门子S7-200可编程序控制器，配以多种检测控制组件完成了风机应有的各种工艺控制，实现风机的闭环控制及各种情况下的安全保护以及系统切换时的各种闭锁。在风机变频电控操作和监控方面，控制柜提供了全面的操作按钮，操作更简单、方便，配备声光报警器。并配备以太网模块为以后实现全矿井自动化作准备。实现系统联锁、起、停控制、保护、通风机工作状态在线监测及数据通讯等功能。

5、变频器采用INVT GD200系列风机专用变频器，满足通风机负载各种运行工况的要求，根据风机运行工况,频率精度可以达到0.01HZ.启动力矩180%/HZ.

6、GD200变频器采用先进的降噪技术，有效实现低载波频率的低噪声运行，有效降低变频器输出中的高频谐波成分，保证变频器运行中，电网质量符合GB/T14549-1993；

7、变频器具有自动节能和自动稳压功能，电机在空载或轻载运行的过程中，GD200变频器会适当调整输出电压，达到空载或轻载运行时节能的目的。当外界电压发生变化时，变频器的自动稳压功能能够保证输出电压基本不变。

四、采用自动化上位机监控功能

安全监控系统内监控系统可以采用计算机或触摸屏两种途径，优先使用上位计算机，上位机采用台湾研华高档工控机，组态软件采用组态王组态软件。

根据煤矿企业现场的实际情况以及风机在线监测系统所必需测量物理量的要求，监测以下数据（两台风机）：

10 电机轴承温度 4

11 定子绕组温度 4

12 风机振幅 2 通过振动专用数据采集器

13 正反转、停止信号8 开关量

表1 测点统计表

下面是风机在线监测系统的拓补图.

上位机操作界面

➢系统主监控画面（可显示：电压、电流、输出频率、转速、电机绕阻温度、轴承温度、风机水平及垂直震动、系统累计运行

时间、风量、负压、瓦斯浓度等）；

➢系统切换控制界面；

➢风机特性曲线实时显示界面（采用动态曲线可根据不同频率生成）；

➢系统历史状态查询界面（可依据用户要求按年、月、日、时对系统运行状态进行查询）

➢报警显示界面（显示变频器、整流变压器、电机温度、风机温

度、风机震动、瓦斯浓度等）

系统管理

控制系统所有操作均需进行“用户登录”，“用户权限”采用分级式管理方式具体如下：

操作员级用户，可对风机系统进行常规的操作（如：起、停操作等）、运行状态监控、数据查询等，但该级用户在组态方式下无法对风机进行反风、退出监控系统、消除报警记录等特殊操作；

管理员级用户，可对风机系统进行除“反风操作”外的所有操作；反风专用密码，该密码仅限于在组态系统中对系统反风进行操作时使用

可实现远程操作控制。

季布煤业机电科

2014年3月29日