奔牛新汶刮板输送21200技术方案资料.docx
《奔牛新汶刮板输送21200技术方案资料.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《奔牛新汶刮板输送21200技术方案资料.docx(16页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
奔牛新汶刮板输送21200技术方案资料
刮板输送机SGZ1000/2×1200技术方案
一、刮板运输机技术性能指标:
1)运输能力:
≥2500t/h;
2)供货长度:
270m;
3)适应的工作面倾角:
最大10°;
4)适应的工作面走向倾角:
≥±10°;
5)刮板链速:
1.5m/s;
6)电机规格:
YBSS-1200G;
二、技术要求:
1)前部刮板输送机起动方式:
调速软起动;
2)后部刮板输送机起动方式:
调速软起动;
3)适应电压等级:
3300V,频率:
50HZ;
4)传动装置采用平行布置方式,驱动部能够与后部刮板机通用互换;
5)水冷行星减速器传递功率不小于1300kW,电动机和减速器的冷却器耐压应达到6.0MPa;
6)驱动电机功率:
≥1200kW,使用国产防爆电机;
7)电机外壳的防护等级:
IP57;
8)设备入井前应取得中国国家煤矿安全标准证书和"MA"标示牌;
三、技术解决方案:
1)液力耦合器调速软启动方式;
2)变频器一拖一调速软启动方式;
3)变频器一拖二调速软起动方式;
液力耦合器调速软启动
一、技术方案
二、方案说明
为实现2×1200kW前后溜刮板输送机的变频调速软启动,我们采用四台进口1200kW福伊特调速型液力耦合器,采用单速电机+调速液力耦合器+减速器的传动方式。
通过天津华宁的控制硬件KTC101系统,在改变工作面软件控制逻辑的基础上,完成对VOITH刮板机软启动的控制,实现设备在启动时缓慢运行,KTC101控制系统最多可以同时控制机头两台、机尾两台VOITH耦合器,完全满足前后溜驱动装置的要求。
达到大运量的目的。
具体优点如下:
(一)异步电动机几乎无负载启动;
(二)通过改变不同偶合器的充液顺序实现多驱动系统的顺序启动;
(三)启动过程中的力矩限制;
(四)平稳但快速的建立力矩;
(五)在刮板机卡住时启动系统并使电机保持工作在峰值扭矩状态;
(六)通过换水实现频繁启动而没有任何热容量(启动频率限制)的问题;
(七)自动负载补偿;
(八)通过闭路循环系统最大程度的利用水从而节约使用成本;
(九)由于不再需要液压紧链和行星齿轮组合的系统从而减少了设备投资;
三、系统配置明细
表1设备配置明细表
序号
设备名称
规格型号
数量
单位
参考价格(万元)
1
调速型液力耦合器
CPC1200
4
台
4×270
2
矿用隔爆兼本安起动器
QJZ2-800/3300-2.4
2
台
2×40
3
隔爆型变压器
KBSGZY-3150/10(6)
2
台
2×50
4
液力耦合器控制系统
KTC101
2
套
2×40
总价(不含电机、电缆):
1340万元
变频器一拖一调速软启动
一、技术方案
二、方案说明
为实现2×1200kW前后溜刮板输送机的变频调速软启动,我们采用四台BPJV-1400/3.3隔爆兼本质安全型高压变频器、四台隔爆型整流移相变压器组成。
具体优点如下:
该防爆变频器是一种集数字式高压变频调速和风-水冷散热技术为一体的高新技术产品,它采用ABB为煤矿刮板输送机配套设计的第二代专用型变频器机芯,由于沿用了ABB革命性的“直接转矩控制(DTC)”技术,该防爆变频器具有起动转矩大、克服静摩擦负载能力强、起动电流小、起动平稳、防潮能力强、性能可靠、对电网冲击小等优点。
该防爆变频器适用于煤矿井下综采工作面刮板输送机类型负载,尤其可以满足刮板输送机各种运行工况的要求。
其独特的五电平拓扑技术和正弦波滤波技术,保证了变频器输出波形接近于正弦波,谐波低,电磁干扰小,可以满足国内刮板输送机配套常规隔爆电机的使用,不需要采用隔爆变频电机,变频器到电机电缆长度达到2000米。
该防爆变频器针对刮板输送机负载设计,启动输出转矩大,具备恒转矩特性,具有“零速满转矩”的效果,0~50Hz内,1分钟/10分钟可输出2倍额定转矩。
该防爆变频器采用ABB具有自主知识产权的空-水换热冷却技术,对冷却水介质无特殊要求,可以直接使用综采工作面冷却用自来水对变频器进行冷却。
冷却水不和功率器件接触,有效解决了长期运行冷却管路漏水对功率器件的影响和损坏。
该防爆变频器内部减振设计,有效地保证了装置移动和车载工作过程中的抗震要求,耐震能力达3g;机芯模块化加推车式安装设计,增加了调整和维护的便利性。
三、系统配置明细
表1设备配置明细表
序号
设备名称
规格型号
数量
单位
参考价格(万元)
1
矿用隔爆兼本质安全型高压变频器
BPJV-1400/3.3
4
台
4×500
2
矿用隔爆型变流移动变电站
KBZSGZY-2500/10/
2×1.905Dd0y11
4
台
4×50
3
输入侧电缆连接器(插头)
LBG3-500/3300150mm2
8
个
8
4
输出侧电缆连接器(插头)
LBG1-500/3300150mm2
4
个
4
5
专用供电电缆
MVFP1.9/3.3KV-3*150-3*70/3
1300
米
自行采购
6
专用通信电缆(CAN总线)
MHYVRP3*2*16/0.2
1200
米
自行采购
总价:
(不含电机、电缆)
2212万元
四、优异的电气性能
1)变频器采用独立结构,并单独配备前端移相变压器,可靠性高;
2)ABB原装煤矿专业变频器机芯,DTC直接转矩控制,负载转矩传递迅速;
3)具有高压合闸显示以及直流母线带电显示功能,可清楚判断高压带电状态;
4)变频器具备远控与近控两种控制方式,可以自由切换;
5)变频器具备功率平衡功能,保持多机运行转矩平衡。
可以根据现场工况配置主从机,任一台设备都可以作为主机或者从机使用;
6)变频器具备单机调试功能,可以对任一台变频器进行单独调试行;
7)变频器输出给前级断路器分、合闸命令通过硬接点给出,接收断路器状态反馈信号,并可以在屏幕上显示;
8)变频器具备刮板机断链保护功能,断链后可以立即保护停车;
9)配有中文显示界面,可以显示变频器、前级断路器的主要运行状态;
10)变频器具备开机自检功能,可以方便诊断当前变频器状态,并可以在显示屏上显示故障代码及故障信息;
11)加减速时间连续可调,可调范围不小于120s;
12)具备正、反转控制功能;
13)供电电压85%~110%内可以输出额定转矩,额定电压75%~85%降容输出;
14)0-50Hz内具备恒转矩特性(ABB煤矿专用机芯专门设计);
15)变频器调速误差≤0.5%,速度稳定度≤0.1%,功率控制不平衡率≤2%;
16)具备低速检修模式,可0~50Hz内自由设定变频器输出速度,方便检修刮板机;
17)可以配接常规隔爆三相交流电动机,对驱动电机无特殊要求;
18)具备以太网通讯接口,可以和矿井自动化系统无缝连接;
19)额定输入电压、额定负载情况下,效率达98%以上;
20)功率因数0.95以上;
21)具有过压保护,输入电压大于额定电压的110%时,过电压动作,故障输出并指示;
22)具有欠压保护保护,输入电压低于额定电压的85%时,欠电压保护动作并指示;
23)变频器具备瞬时断电保护功能,运行过程中,输入电源中断,再送电,变频器不会自动启动;
24)变频器采用空-水冷冷却方式,具备水电联锁功能;
25)变频器具有漏电闭锁、短路保护、瞬间过流、过载保护、绝缘监测、接地故障保护、过欠压保护、控制电源过欠压保护、过温保护、信号丢失保护、超频保护、失速保护、功率器件过热保护等保护功能;
26)电磁兼容性符合国标及行业标准要求;
变频器一拖二调速软启动
一、技术方案
二、方案说明
为实现2×1200kW前后溜刮板输送机的变频调速软启动,我们采用2台BPJV-3×1250/3.3矿用隔爆兼本质安全型高压变频器(以下简称高压变频器)驱动,一台变频器两个回路拖动前溜输送机电机,第三个回路备用;另一台变频器两个回路拖动后溜输送机电机,第三个回路备用。
通过采用变频器驱动工作面刮板运输机后,可降低电动机损坏故障率,减少链条、刮板损坏故障的发生并降低减速机损坏故障率。
具体优点如下:
1)可替代CST、TTT、高低速电动机及开关等设备,传动系统采用直接对轮联接,简化机械结构,提高设备的机械效率和可靠性。
2)变频器的低速大转矩特性可以实现刮板机、转载机重载软启动,减少对传动机械和供电电网的电气冲击。
3)根据链条强度设置最大转矩保护,减少断链的发生。
4)设置转矩下限保护值,实现断链自动停机保护。
5)实现机头机尾电机功率动态平衡。
6)驱动控制系统具备低速检修模式以及正反转控制模式,便于刮板机的检修和卡链的处理。
7)能够直接驱动普通的单速隔爆电机,相比双速电机节省一根电缆。
三、系统配置明细
表1设备配置明细表
序号
设备名称
规格型号
数量
单位
参考报价(万元)
1
矿用隔爆兼本质安全型高压变频器
BPJV-3×1250/3.3
2
台
2×960
2
矿用隔爆型变流移动变电站
KBZSGZY-2500/10/
2×1.905Dd0y11
2
台
2×70
3
输入侧电缆连接器(插头)
LBG3-500/3300150mm2
8
个
10
4
输出侧电缆连接器(插头)
LBG1-500/3300150mm2
4
个
4
总价:
(不含电机、电缆)
2074万元
3.1电动机要求,见表2:
功率
1200kW矿用隔爆型变频调速三相异步电动机
额定电压
3300V
绝缘等级
H级
冷却方式
水冷
定子线圈结构
成型线圈
轴承
绝缘轴承
3.2电源及负荷电缆
选用变频器专用屏蔽的电缆(变频电缆的结构包括三根主线绝缘线、三根零线绝缘线,在主线绝缘线和零线绝缘线外依次设置内绕包层、铜带层、外绕包层和外护套层,形成3+3线芯结构,使电缆具有较强的耐电压冲击性,能经受高速频繁变频时的脉冲电压。
)
3.3现场安装
变频器的现场布置注意尽量缩短变频器到电机的距离,即变频器尽可能的靠近电机放置。
变频器输出电缆与输入电缆不能平行布置,并减少交叉的次数,防止对电网的干扰。
3.4控制电缆要求
对外控制电缆(包含通讯电缆)应单独布线,并使用屏蔽双绞电缆,以抑制干扰。
机头驱动部与中间驱动部的通信线采用屏蔽双绞电缆。
四、本方案的优点
4.1起动特性好
1)初始转矩大,转矩上限最大可设置为电机额定转矩的220%。
2)刮板输送机三个变频回路之间采用高速CAN总线通讯,三台电机出力始终保持一致。
4.2保护速度快、断链保护齐全
1)根据链条强度设置最大转矩保护,减少断链的发生,最大转矩限制值通过参数页面设定;
2)设备存储了历史断链的数据曲线,当检测到符合断链特征的电压、电流波动情况时,实施断链保护,降低断链的几率,减轻修复时的工作量。
4.3易维护
1)相比CST、液力耦合器,变频器无需定期的维护;
2)变频器及控制台都配置了10.4吋液晶显示屏,数据显示直观,故障信息及排除故障的引导步骤清晰,易操作;
3)可通过远程访问查看设备运行状态,观察数据运行情况,需要时做提前预防工作。
4.4操作简单
1)变频器系统连接至操作台,所有控制操作在操作台上进行,简便易行;
2)实现正反向起动,在控制台上就可实现;
3)变频器的冷却系统、信号检测系统的各项逻辑,系统自动完成。
4.5系统结构简单、效率高
1)变频器采用交直交电压源型结构,提高供电系统功率因数;
2)替代CST,采用直接对轮连接减少设备安装空间;
3)消除了液力耦合器(或CST)的机械磨损。
4.6电磁兼容(EMC)性能指标符合国家标准要求
1)变频器输入采用12脉冲整流方式,减小对电网和其它设备干扰;
2)由于运输机电机起动缓慢,对电网电压基本无瞬变的影响;
方案分析表
方案类别
液力调速耦合器
变频器一拖一
变频器一拖二
智能制造
无法实现
可以实现(功能见附录1)
勉强实现
布置位置
工作面液压支架下
顺槽设备列车
顺槽设备列车
多机功率平衡
差
好
(ABB直接转矩控制、光纤通信接口)
一般
(CAN通讯,外围实现)
适用电机
普通隔爆三相交流电动机
普通隔爆三相交流电动机
隔爆三相交流电动机
耐振性能
安装环境差,易受振动影响,可靠性差
好(≥3g)
一般(≤0.7g)
散热方式
换热器普通水;
空-水强制冷却;
换热器普通水;
可靠性高
水冷;
去离子水;
可靠性低
(管路结构复杂)
技术
ABB
二代变频机芯(acs2000)
五电平/IGBT
ABB
一代变频机芯(acs1000)
三电平/IGCT
维修
故障率高,拆卸困难,井下维修困难
故障率低,拆装简单,可就地维修
故障率低,拆装简单,可就地维修
调速范围、精度
只能定性调速,精度低,转速波动大,调速范围窄
可以达到0.01Hz,调速精度高;调速范围宽
可以达到0.01Hz,调速精度高;调速范围宽
效率
效率近90%。
通常在95%以上;
通常在95%以上;
可靠性
液力耦合的结构非常复杂,有复杂的液力传感机构。
磨损和故障随着使用时间越来越多;
平均无故障时间往往能超过1万小时;容易实现电气上的冗余设计,提高了可靠性;
平均无故障时间往往能超过1万小时;容易实现电气上的冗余设计,提高了可靠性;
价格
较低
价格高,ABB专用技术
价格较高,各种硬件搭接技术
附录1:
(智能制造完成功能)
1、替代CST、调速偶合器、高低速电动机及开关等设备,传动系统采用对轮联接,简化机械结构,提高设备的机械效率和可靠性。
2、利用变频器的低速大转矩特性实现刮板机重载软启动,减少对传动机械和供电电网的电气冲击。
3、根据链条强度设置最大转矩保护,减少断链的发生。
4、实现机头机尾电机功率动态平衡。
5、利用低速检修模式以及正反转控制模式,进行刮板机的检修和卡链的处理。
6、利用变频电机恒扭矩等特性,根据刮板输送机实时负载调整链速,减少刮板链、中部槽、链轮等相关零部件的磨损。
7、有效控制刮板输送机启停前后的链条张力,提高链条寿命。
8、采煤机、刮板机、转载机和皮带机之间自适应联合控制。
9、实现减速器等驱动部件的保护。