安阳大众煤业有限责任公司新主井电控技术协议2012.doc
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4、郑州设计研究院有限公司总则 1、本技术条件的使用范围仅限于安阳大众煤业有限责任公司新主井提升机变频电控系统。2、本技术条件提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术细节作出规定,也未充分引述有关标准和规范的条文。供方应保证提供符合本技术条件和工业标准的优质产品。3、如果供方没有以书面形式对本技术条件的条文提出异议,则认为供方可以提供完全满足技术条件的产品。4、本技术条件作为定货合同的附件。一、 合同设备技术条款明细:1设备名称全数字交流变频调速提升机电控系统2型号ASCS83规格满足1200KW双绕组同步电机的控制要求4 数量1套二、 主要技术数据井筒直径:5.0m提升高度:400.7m提升类
5、别:煤炭、检修人员提升系统:一对9t立井多绳箕斗提升系统提升机:JKMD-34P()型落地式四绳摩擦轮提升机最大提升速度:9.11m/s检修速度0.30.5m/s加、减速度:0.75m/s2加、减速度变化率:0.4m/s2摩擦轮直径:3000mm天轮直径:3000mm最大静张力:450kN最大静张力差:140kN提升钢丝绳直径:30mm绳间距:300mm提升仰角:5070电动机:TDBS型交流同步电动机,双绕组,功率1200kW,电压1140V,转数58r/min,=2,强迫风冷。绕 组:双绕组、不错相,两绕组可串联运行。励磁电压:由电机厂确定后提供给供方励磁电流:由电机厂确定后提供给供方极
6、数:16绝 缘:F级电动机过载能力:2三、 合同设备供货范围明细表序号设备名称型号规格/技术参数单位数量备 注1高压开关柜KYN-28A,含综保,UPS台7厂家配套2励磁整流变压器SG10-315KVA,干式变压器台1与电机配套,满足需方要求3定子整流变压器SG10-1000KVA,干式变压器台2与电机配套4辅助变压器SG10-200KVA,干式变压器台1厂家配套5双绕组同步机变频器ASCS-8-VF-1200,含电抗器套1变频器必须大于电动机容量的20%6低压电源控制柜ASCS-8-CN台1中矿传动7单/双绕组切换柜ASCS-8-ZHL台1中矿传动8PLC控制柜ASCS-8-CS,内含两台P
7、LC(S7-300)、UPS台1中矿传动9励磁整流柜ASCS-8-CF台1中矿传动10操作台ASCS-8-FPA,含S7-300一套,含主电机测温仪表套1中矿传动11风机变频柜30KW,380V-480V(暂定)台1中矿传动12上位机P4CPU,寸LED,2G内存,500G硬盘,含软件台1研华13打印机激光彩色打印机,A3台1Epson14轴编码器2048转台2厂家配套15传动专用编码器HUBNER台1德国HUBNER16井筒开关KG1010G,磁钢个12厂家配套17编程器THINKPAD含编程软件、编程电缆台2厂家配套18主电机测温仪表装于操作台内个2厂家配套19UPS2KVA台1厂家配套2
8、0专业传动工具套1厂家配套21控制电缆包含PLC通讯电缆、上位机通讯电缆等相关电器间连接导线套1厂家配套随机备件1IGBT个2英飞凌2IGBT驱动板个2CONCEPT3井筒开关个10配套厂家424V继电器个20配套厂家5灯箱指示灯个10配套厂家6旋钮个10配套厂家7可控硅个3配套厂家8快熔个3配套厂家9空气开关个8配套厂家四、总体设计:提升机电控系统采用ASCS-8电控系统,是基于数字化,自动化,网络化,和信息化等先进技术,采用“交流同步电机大功率同步电机三电平变频调速+多PLC冗余控制+上位机监控”全数字电控系统。其动态性能满足提升机四象限运行要求,并满足提升工艺要求的过载能力和安全系数。4
9、1电控系统设计原则(1) 以高可靠性,安全性及技术先进性为前提,采用安全、可靠、先进、合理的新技术,完成提升机系统的控制及运行。(2) 从适应性、普遍性、通用性和成熟性上考虑,选择所需设备。(3) 在保证系统功能的前提下,尽可能简化系统,尽量减少投资。(4) 采用经过实践检验的电工行业先进技术,使用维护方便。(5) 元器件进行严格筛选,关键环节一律采用可靠性高的部件(6) 电控系统设计,产品图样及制造,符合国家标准,设计原则参照煤矿安全规程、煤矿工业矿井设计规范、供配电设计规范、低压配电设计规范等规程规范和技术要求。42电控系统总的技术要求(1) 主传动采用高性能的交直交变频同步电动机传动系统
10、,采用大功率同步电机三电平变频调速系统变频电控系统,整体功能与技术水平达到国际先进水平;(2) 电控系统设计按1200KW双绕组同步电机配套,可实现电机全载全速和全载半速运行;(3) 驱动装置能够适应提升系统各种工况,按照预定的速度图和提升要求实现四个象限内的启动运行,加速、等速、减速、低速爬行、停车、制动和换向等功能。(4) 装置的过载能力与电机的过载能力相当。变频装置的额定容量不应当小于主电机的过载能力,且还应当留有一定余量。不允许用变频器的过载能力去抵消电机的过载。(5) 负载变化为-120%0+120%额定负载时,装置满足四象限运行要求。(6) 全数字变频矢量控制器可实现:速度闭环控制
11、、功率因数控制、矢量控制、定子电流闭环控制、转子励磁电流闭环控制等功能;(7) 系统具有行程控制、故障监视、过程和故障处理等功能,建立安全可靠的保护系统;(8) 生成各种生产报表及统计、故障信息等画面,反映提升机所有的运行参数和运行状态,以及故障类型,故障发生时间和位置,能及时通知维修人员排除故障,从而缩短排除故障时间,提高劳动生产率;(9) 对电网的无功冲击和高次谐波干扰为最小。变频装置输出正弦的电压和电流波形,整个调速范围内谐波畸变(包括电压和电流) THD 小于 2%,满足IEEE519-1992 及 GB/T14549-1993 的谐波抑制标准,不影响同一电网上其他设备的正常运行,变频
12、器对电网谐波影响减至最小,变频器对本体控制系统就地控制柜无谐波影响。变频器本体额定效率98%,系统额定效率(从进线开关到电机之间的所有设备)95%。 为避免无故跳闸,提供无熔丝保护结构的变频器。变频器在整个调速范围的功率因数不低于0.95,在国家电力行业和当地电力部门的允许范围内。(10)整流柜及各类电子控制柜保证良好的通风和冷却,并具有防尘措施。43电控设备执行标准和使用条件431电控设备符合下列规定和基本要求:(1) 煤矿安全规程2010版;(2) 煤矿地面多绳摩擦式提升系统设计规范 (MT50211997);(3) 交流传动矿井提升机电控设备技术条件(JB426386);(4) 工业过程
13、测量和控制装置的电磁兼容性(GB/T1392692);(5) 低压配电设计规范(GB5005495);(6) 进口电气设备遵守国际电工委员会IEC标准;(7) 电控装置的静动态性能指标完全满足提升机四象限运行的要求;(8) 电控装置能承受提升机运行时的地坪振动;(9) 安全回路等关键电路采用冗余结构设计;(10)传动装置设置散热风机,并设置通风监视; (11)井筒中和井下采用防爆设备,其标准满足于GB3836-83/1-4要求.432电气控制系统使用条件(1)电气控制系统安装在户内场合,基本工作条件如下:(2)海拔高度不超过1000米;(3)周围介质温度不高于+43,不低于-14;(4)空气相
14、对湿度:最强日的日平均最大相对湿度不超过95%;但应该注意到由于温度变化可能会偶然地产生凝露;(5)无显著振动,无冲击振动的场合;(6)耐震能力:按度震区设防;(6)周围介质无爆炸危险,且不足以腐蚀金属,无破坏绝缘的气体和沉埃(包括导电沉埃);(7)电网质量:波形为50HZ正弦曲线,电压幅值波动不超过+10%(短时允许+15%的电压波动).五、电控系统设备成套范围及技术特点51高压供电部分配备7台高压开关柜:两台6kV进线柜、一台PT计量保护柜、两台出线柜,分别供给两台定子变压器,一台出线柜,供给励磁变压器,一台出线柜,供给低压供电的辅助变压器。选用具有双电源进线兼馈电功能的高压真空开关柜,采
15、用下进线,两进线必须有电器闭锁。高压真空开关柜具有电度、电压、电流测量,失压、过流、进线联锁以及电动操作机构,具有“五防”功能,具备欠压延时保护、漏电保护、短路保护、缺相保护等。 (1)高压开关柜额定电压6kV,额定短路开断电流31.5kA。(2)断路器采用常州森源,综保采用上海南自。 (3)高压柜采用微机保护,柜内设置所要求的各种显示和保护,设置就地和远程操作。(4) 高压柜配备具有数字显示和RS485变送功能的电力仪表,能监测三相U、I、P、Q、S、COS、f、Ep、Eq、1-31次谐波等综合电力参数。各个断路器的辅助触点都引进主控PLC并传输至上位机以监视其工作状态。52变压器采用环氧树
16、脂浇注干式整流变压器 (带测温装置),初级和次级绕组间加一层静电屏蔽层,且该屏蔽层应接地,高压侧22.5%,五档,无载调压,容量合理配备。定子回路变压器采用干式变压器,1000KVA,6KV/1KV;辅助变压器为200KVA,6KVA/380V;励磁变压器为315KVA。53低压配电部分低压电源的同时工作容量按“冷却风机容量(需与供货厂家核实)+电控设备本身需要容量 +50kW”考虑。低压电源提供以下电源回路: 1、双回路进线开关。进线回路,配具有数字显示和变送功能的电力仪表XD-345(带RS485通信接口)。2、电控设备本身需要的电源。3、提升机辅助设备的电源。4、起重机电源。5、照明电源
17、,采用双回路自动切换开关, 380V,63A6、提升信号设备电源(380V,20A)。7、备用电源,380V,60A,不少于四个回路。此外低压配电设备还提供稳定可靠的24V直流电源和稳压电源,还配备UPS对提升的重要控制单元(如PLC、监控计算机等)供电,以便当主电源故障时,能确保提升机安全停车。54定子变流柜 定子变频柜要求:要求配套齐全,保护功能可靠完善。其中整流变压器要求采用环氧树脂浇注干式整流变压器 (带测温装置),初级和次级绕组间加一层静电屏蔽层,且该屏蔽层应接地,高压侧22.5%,五档,无载调压。系统设计采用两台变流柜组成定子变频主回路,采用背靠背的三电平模式设计,整流逆变柜均采用
18、进口IGBT作为功率单元,整流及逆变采用相同的设计,在电动和发电状态时,分别实现整流和逆变功能,实现能量的双向馈入和馈出。55励磁整流柜采用三相可控硅整流桥四象限直流功率控制系统,主要完成励磁电流调节功能。同时可以通过电压表、电流表,以显示输入交流电压、输出励磁电压和励磁电流值。56全数字调节柜全数字转子变频矢量控制器采用DSP+FPGA结构,以32位数字信号处理器为核心,实现:速度闭环控制、单位功率因数控制、转子变频矢量控制、电流闭环控制,故障诊断等功能。所有电路均采用标准电气模块插件结构,系统主要包括: 高速中央处理单元(可多处理器并行工作) 输入输出单元: A/D采样和D/A变送单元:
19、脉冲触发单元: 总线架构:调节控制采用全数字调速控制系统。调节系统为数字闭环控制系统,具有优良的动、静态品质指标。调节控制应具有以下功能:1) 对两个提升容器的位置检测2) 预先设定手动和自动操作的速度值。3) 限制加、减速过程的冲击,速度应当平滑变化。4) 在整个提升周期中的位置控制,调节系统应能计算滚筒直径及提升距离,并可以修正。5) 速度控制。6) 起动时对负载,加速度和绳重的力矩预置7) 转矩和电流基准,包括最大值限制。8) 定子电流调节。9) 励磁电流调节。10) 根据提升容器在井筒中的起始位置,自动生成“S”运行曲线并调节控制(在自动方式)。11) 监测钢丝绳滑动,自动校正同步。1
20、2) 摩擦轮直径的补偿。13) 过卷复位功能。14) 对电机和变频器的监控。15) 装置本身自监控与自诊断并有告警功能。16) 除上述功能外,投标商可根据所采用的驱动方式补充必要的功能。变频器调节系统可减少对提升机电气和机械设备的不良影响。在整个提升周期的所有点上均可实现加/减速度的平滑变化,对钢丝绳和其他机械设备不会产生不必要的负载。在控制方式上,通过高性能矢量控制算法,将功率变换装置和电机作为整体考虑,在实现高性能调速的前提下,对网侧功率因数、网侧谐波、电机定子侧、网侧功率因数等系统关键指标进行调控,满足系统运行在较低的开关频率、较小的进线电抗实现能量双向流动、单位功率因数以及正弦的网侧电
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