煤矿主扇风机改造方案

系统组成
名称
型号
数量
低压配电柜 400A
2
变频柜 主控柜 切换柜 司机台 上位机
ACS550
4
S7-300 PLC 1
400A
2
S7-200 PLC 1
IBM
1
风机在线监控 可选
1
备注 1#风机与2#风机电源进
线与配电 变频器安装配置
系统PLC控制 运行模式切换
系统操作 系统监控
在线监控
系统结构
3 小型断路器 4 电流表
PL7-3P-10A
5 电压表
6 电流互感器
7 按钮
APT
8 指示灯
APT
9 PROFI-BUS通讯卡 ABB
备注 ABB SIEMENS
MOLLER
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。
开环 <10 ms 额定转矩 闭环 <10 ms 额定转矩 开环 ± 5%额定转矩 闭环 ± 2%额定转矩
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% s
变频柜配置
序号 1 2
名称 变频器 接触器
型号 ACS550
上位机监控系统
风机部分监控信 号
低压柜 低压柜
主控柜PLC
操作台PLC
变频柜
ABB
ABB
变频柜
ABB
ABB
切换柜
切换柜
电机
柜体构成
变频柜 变频柜 切换柜 变频柜 变频柜 切换柜 主控柜 低压柜 低压柜
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。
这里提供两种切换方案待选。
方案一
1#进线
2#进线
❖ 采用接触器（即：
KM1~KM8）和 单刀双掷开关
断路器（ZQ1、 ZQ2）均为可控器 1#风机工频
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# 变 频
ACS550
KM1 KM2
单刀双掷开关
主通风机变频改造方案
目录
1
概述
2
标准与规范
3 4
系统组成 低压配电柜
5
变频柜
6
监控PLC系统
7
控制台
8
在线监测系统
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。
序号 名称
型号
备注
1 空开
CM1-400
2 单刀双掷刀开 DZ-400 关
3 接触器
CK1-400
4 小型断路器 PL7-3P-10A
5 电流表
Fra Baidu bibliotek
6 电压表
7 电流互感器
8 转换开关
APT
9 按钮
APT
10 指示灯
APT
11 安装附件
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GOST R认证 ▪ RoHS 认证
变频器技术参数
供电电压 频率 功率因数 效率 输出电压范围 频率控制 电机控制软件 转矩控制
速度控制
380 至480 V, +10/-15%
48……63 Hz
0.98
>98%
0……额定
0…… 500 Hz
矢量控制
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》GB50168-92
❖ 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。
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。
1# 变 频
ACS550
不能自动切换风机，
且切换时间较长。
2# 变 频
ACS550
KM1
M 1#
KM2
M 2#
2#进线
单刀双掷开关
2#风机工频
3# 变 频
ACS550
4# 变 频
ACS550
KM3
M 3#
KM4
M 4#
运行模式
本系统提供了 1#进线
四种不同的正常
运行及应急运行 单刀双掷开关
方式。
1#风机工频
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。
有准备切换
2#进线
单刀双掷开关
2#风机工频
模式一 模式二 模式三 模式四
1# 变 频
ACS550
KM1 KM2
2# 变 频
ACS550
3# 变 频
ACS550
KM3 ZQ1 KM4 KM5 KM6 ZQ2
4# 变 频
ACS550
KM7 KM8
M
M
1#
2#
M
M
3#
4#
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）
2#风机工频
2# 变 频
ACS550
3# 变 频
ACS550
4# 变 频
ACS550
KM3 ZQ1 KM4 KM5 KM6 ZQ2
KM7 KM8
M
M
1#
2#
M
M
3#
4#
方案二
1#进线
❖ 使用单刀双掷开关
代替接触器切换回 单刀双掷开关
路。该方案电路较 1#风机工频 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