摘要：文章通過對潘三礦東風(fēng)井主通風(fēng)機電控系統(tǒng)存在的問題進行綜合分析，闡述了本次技術(shù)改進的必要性和可行性，拿出了具體的改進方案，并對改進后的電控系統(tǒng)進行了效果評價。

關(guān)鍵詞：主通風(fēng)機；電控系統(tǒng)；液態(tài)軟啟裝置后備保護；UPS逆變故障失電報警保護；電源缺相報警保護

中圖分類號：TD441 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）05-0030-03

1 概述

潘三礦東風(fēng)井選用的是英國豪頓公司生產(chǎn)的ANN2960/1600N型軸流式通風(fēng)機，該風(fēng)機采用約翰芬雷工程技術(shù)有限公司的PYFK-1/2000型控制系統(tǒng)。在該風(fēng)機實際運行過程中，通過對該套電控系統(tǒng)進行綜合分析，發(fā)現(xiàn)了不少缺陷和問題。

（1）該風(fēng)機起動方式是在電機主回路里串接GZYQ2-3000/6-△S型液態(tài)軟起動裝置。該起動裝置與傳統(tǒng)的起動方式相比，具有液阻和起動時間可按工況隨機調(diào)整的優(yōu)點。該裝置在輕載的情況下起動電流≤2.5倍的額定電流，并可以連續(xù)起動三次。

但該裝置也存在以下缺點：主控計算機是西門子公司生產(chǎn)的S7-200可編程控制器，極板電機采用變頻調(diào)速控制方式。雖然技術(shù)較先進，但也造成了控制回路復(fù)雜，故障點多。任何一點出現(xiàn)故障，在10分鐘內(nèi)都很難將故障點找到，更無法將故障排除，造成主通風(fēng)機無法正常起動，給風(fēng)機的運行帶來了很大的安全隱患。在實際工作中也出現(xiàn)過因軟啟裝置出故障而造成風(fēng)機不能正常起動的事件。

（2）主通風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng)不間斷電源選用的是廣東易事特電源股份有限公司生產(chǎn)的EA880T DSP雙變換工頻UPS。它主要采用帶輸出隔離變壓器的雙變換結(jié)構(gòu)和先進的全數(shù)字控制技術(shù)，在市電掉電后，UPS可為負(fù)載繼續(xù)提供穩(wěn)壓、穩(wěn)頻、潔凈、不間斷的電力供應(yīng)。此UPS由輸入輸出空開、輸入輸出EMI濾波器、整流器、逆變器、輸出變壓器、靜態(tài)開關(guān)、電池維修旁路開關(guān)等單元組成。

在實際工作中，由于UPS逆變過程比較復(fù)雜，任一元件或環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常都會引起系統(tǒng)故障，造成UPS掉電，使整個監(jiān)控系統(tǒng)失去電源，不但會導(dǎo)致主通風(fēng)機液壓系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)停止運行，還會使高壓配電柜失去分閘信號，同時因為PLC本身失去電源，導(dǎo)致整個報警系統(tǒng)癱瘓。如果不能及時發(fā)現(xiàn)這些故障，就會造成風(fēng)機軸承超溫?zé)龤?，而主通風(fēng)機軸承在短時間內(nèi)很難修復(fù)，這樣只能單臺風(fēng)機運轉(zhuǎn)，給礦井通風(fēng)系統(tǒng)帶來巨大的安全隱患。

（3）該風(fēng)機沒有三相電源缺相報警保護，一旦某相電源出現(xiàn)問題，就會造成停機事故，不能及時發(fā)現(xiàn)和解決的話，就會導(dǎo)致重大責(zé)任事故的發(fā)生。

針對上述三種情況，我們計劃對主通風(fēng)機現(xiàn)有電控系統(tǒng)進行改進，從根本上解決這些問題和隱患，確保主通風(fēng)機的安全運轉(zhuǎn)。

2 改進方案

2.1 增設(shè)主通風(fēng)機液態(tài)軟起裝置后備保護

2.1.1 增設(shè)硬件：增加輸出繼電器；敷設(shè)100米左右的信號電纜。

2.1.2 工作原理：在風(fēng)機電機起動過程中，利用高壓起動柜的起動反饋信號，經(jīng)主通風(fēng)機主控計算機程序處理，延時后去控制軟起裝置上的短接真空斷路器合閘。延時時間設(shè)定略大于軟啟裝置正常啟動時間。此時，如果軟啟裝置正常工作，在規(guī)定的時間內(nèi)，短接斷路器合閘，風(fēng)機正常啟動，此后備保護不參與工作。如果因某種故障造成軟啟裝置不能正常運行，S7-200將不會延時向短接斷路器發(fā)出合閘信號。到一定時間后，向高壓柜發(fā)出分閘信號，風(fēng)機啟動失敗。通過加裝此項目，當(dāng)軟起裝置發(fā)生故障后，即使到合閘時間沒發(fā)出合閘信號，但在發(fā)出停止信號前，由風(fēng)機主控計算機又向其發(fā)出了合閘信號，此時風(fēng)機完全可以啟動。另外由S7-200發(fā)出故障信號，以便維修人員查找故障原因。

要點：主控計算機發(fā)出的合閘信號要略大于S7-200發(fā)出的正常合閘信號設(shè)定時間，而要小于其向高壓柜發(fā)出分閘信號時間；通過修改S7-200程序，在風(fēng)機啟動后，即使軟啟裝置有故障，但在風(fēng)機啟動結(jié)束后，它的使命已完成，不準(zhǔn)其再向高壓柜發(fā)出分閘信號，此時風(fēng)機能安全正常運行。

風(fēng)機主控程序改進部分梯形圖如下：

2.2 增加UPS逆變故障失電報警保護

為防止因UPS逆變故障造成較大責(zé)任事故的發(fā)生，經(jīng)過分析和研究，計劃給在用PLC柜增加一套UPS逆變故障失電報警保護。一旦UPS出現(xiàn)故障掉電，備用PLC就會進行報警提示，當(dāng)班風(fēng)機司機能立即發(fā)現(xiàn)，并及時將液壓站和潤滑站控制箱操作手柄打到“就地”位置，同時開啟油泵。這樣就能保證風(fēng)機安全地運行。

具體工作原理：

利用在用PLC柜上的一個電源指示燈繼電器，只要UPS電源有電，該繼電器一直保持吸合狀態(tài)，由于其常閉點在工作模式下是斷開的，因此在此繼電器常閉點上接電鈴信號，電鈴的電源取自備用PLC。一旦出現(xiàn)UPS電源逆變故障跳電，繼電器線圈失電，引起常閉點閉合，電鈴就會發(fā)出報警信號。

原理圖如圖3所示：

2.3 增加主通風(fēng)機電源缺相報警保護

針對該風(fēng)機沒有三相電源缺相報警保護這一缺陷，經(jīng)過反復(fù)研究，在不影響風(fēng)機原有性能的基礎(chǔ)上，利用兩臺風(fēng)機的潤滑油站電源指示，在硬件上做了部分增加，并在軟件程序上做了部分改動，經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試，在電源缺相時，報警系統(tǒng)能自動發(fā)出聲光報警信號，并有字幕顯示電源缺相報警，提醒操作人員立即檢查三相電源電壓，若電壓異常，可迅速把風(fēng)機切換到電壓正常的另一段電源上，恢復(fù)礦井正常通風(fēng)。

具體工作原理如下：

東風(fēng)井潤滑油站電源指示是由一只接到電源A相220V小型繼電器控制的，并且通過繼電器把電源開關(guān)信號傳送給PLC，可以顯示油站電源是否備妥。我們在控制箱內(nèi)安裝了兩只小型繼電器，兩只繼電器線圈分別接到三相電源的B、C兩相上，然后把兩只繼電器的常開觸點串聯(lián)后再與電源指示繼電器線圈串聯(lián)。這樣，當(dāng)三相電源的其中任意一相斷線缺相時，這三只繼電器中必定會有一只因線圈失電引起電源指示繼電器動作，向PLC發(fā)出信號，觸發(fā)故障報警程序動作，發(fā)出聲光報警信號，并有“三相電源缺相報警”字幕顯示，提醒操作人員對故障做出迅速正確的判斷。

具體電路圖如圖4所示：

3 效果評價

通過對東風(fēng)井主通風(fēng)機原電控系統(tǒng)進行改進，增設(shè)了主通風(fēng)機液態(tài)軟啟裝置后備保護、UPS逆變故障失電報警保護以及電源缺相報警保護，不僅完善了風(fēng)機的安全保護，提高了風(fēng)機的安全性能，而且大大縮短了故障狀態(tài)下風(fēng)機啟動時間，降低了操作人員和維護人員的工作強度，從而可以有效地避免礦井較大機電責(zé)任事故的發(fā)生。

參考文獻

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作者簡介：高斌鵬（1983-），男，陜西西安人，供職于淮南礦業(yè)集團潘三礦機電工區(qū)，研究方向：機電設(shè)備管理。

（責(zé)任編輯：吳 濤）