主井绞车直流电控双系统改造与应用

范清波 宋波 范明栋

摘 要：主井绞车电控系统采用徐州中矿传动生产的ASCS-3型直流调速系统，2002年投入使用目前已经使用10年。整流装置元器件已趋向老化，故障率已增高，为了满足生产及安全需要，高庄煤业有限公司主井进行新型双系统电控系统改造、增设备用直流调速系统与原电控系统互为备用。实现“直流电机电机+可控硅整流+全数字调节控制+多PLC网络控制+上位机诊断与监控+局域网信息互联”的控制模式。

關键词：直流调速装置；提升机；互为备用；节能效果显著

1 概述

高庄煤业有限公司主井绞车使用中信重工生产的2JK-3.5/12.5E型单绳双滚筒提升机，提升方式为立井提升，电机功率1000kW，电控系统采用徐州中矿传动生产的ASCS-3型直流调速系统，2002年投入使用目前已经使用10年。整流装置元器件已趋向老化，故障率已增高，为了满足生产及安全需要，高庄煤业有限公司主井进行新型双系统电控系统改造、增设备用直流调速系统与原电控系统互为备用。实现“直流电机电机+可控硅整流+全数字调节控制+多PLC网络控制+上位机诊断与监控+局域网信息互联”的控制模式。

2 改造过程

⑴主井电控系统改造选用西门子6RA70直流拖动全数字调速电控系统，该系统基于数字化、自动化、网络化和信息化等先进技术，采用“直流电机电机+可控硅整流+6RA70全数字调节控制+多PLC网络控制+上位机诊断与监控+局域网信息互联”的控制模式，与其他矿用一般型设备配套使用，完成矿山大功率电力拖动系统调速控制。为保证提升系统稳定可靠的四象限运行，并使变流系统对电网的无功冲击和高次谐波的干扰为最小，主电机电枢采用串联12脉动晶闸管整流器供电，采用电枢换向控制；主电机磁场采用6脉动晶闸管整流器供电。

⑵改造原则如下：

1）保留原机械系统、电机、润滑系统

2）保留原低压柜、整流柜、调节柜和励磁柜

3）保留原整流变压器、励磁变压器和辅助变压器，通过转接柜作为新老系统共用。

4）新增一台低压柜

5）新增一台PLC柜代替老PLC柜

6）新增两台原装6RA70整流装置

7）新增一台原装6RA70励磁装置

8）新增一台变压器转接柜，用于新老系统变压器二次侧的转接。

9）新增一台直流主回路转接柜

10）新旧电控系统独立工作，相互备用。

3 6RA70直流调速系统特点

SIMOREG 6RA70系列整流装置为三相交流电源直接供电的全数字控制装置，其结构紧凑，用于可调速直流电机电枢和励磁供电，装置额定电枢电流范围为15至2000A，额定励磁3到85A，并可通过并联SIMOREG整流装置进行扩展，并联后输出额定电枢电流可达到12000A。6RA70直流控制器已经广泛应用与各行业，控制器的核心器件上已经在国内外得到可靠实例的证实，可靠性和安全方面较有保障。根据不同的应用场合，可选择单象限或四象限工作的装置，单象限工作装置的功率部分电路为三相全控桥B6C；四象限工作装置的功率部分为两个三相全控桥（B6）A（B6）C；励磁回路采用单相半控桥B2HZ，额定电流15-800A的装置（交流输入电压400V时，电流至1200A），电枢和励磁回路的功率部分为电绝缘晶闸管模块，所以其散热器不带电；更大电流或输入电压高的装置，电枢回路的功率部分为平板式晶闸管，这时散热器是带电的。装置本身带有参数设定单元，不需要其它的任何助力，设备即可完成参数的设定。所有的控制、调节、监视及附加功能都由微处理器来实现。可选择给定值和反馈值为数字量或模拟量。

SIMOREG 6RA70系列整流装置特点为体积小，结构紧凑。装置的门内装有一个电子箱，箱内装入调节板，电子箱内可装用于技术扩展和串行接口的附加板。各个单元很容易拆装使装置维修服务变得简单、易行。外部信号连接的开关量输入/输出，模拟量输入、输出，脉冲发生器等，通过插接端子排实现。装置软件存放闪（Flash）-EPPOM，使用基本装置的串行接口通过写入可以方便地更换。

6RA70电控系统采用智能模块化处理：基本装置通过BICO-技术实现全面的诊断功能，同时利用与传动相关的开闭环控制实现自优化整合；工艺控制软件为自由连接的功能块；通讯功能强大，可通过USS协议实现与PC机及外部控制设备的连接，可通过PROFIBUS协议实现装置与装置的通讯，可通过SIMOLINK协议实现传动点与传动点之间的直接通讯等。

4 效益分析

⑴安全效益。6RA70直流全数字调速电控系统安装后，新电控系统与原电控系统互为备用；提高了主井绞车电控系统的稳定性、可靠性，保障主提升系统的安全运行。

⑵经济效益。6RA70直流全数字调速电控系统节电效果显著。经计算采用新系统提升比采用老系统提升原煤每吨节电约0.1kW·h，2013年全年累计提升原煤4324928吨。

年累计节电约为：4324928t×0.1kW·h=43.2万Kw·h

年节约电费=43.2万Kw·h×0.72元/Kw·h=31.104万元

[参考文献]

[1]新编电气工程实用手册.中国水利水电出版社.2001.93-101.

[2]沙振舜.电气实用技术手册.2005.176-211.