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9 8 煤矿机 电 2 0 0 8年第2期 改造井下主排水泵 电气 自动控制系统 王新民， 蔡辽平， 吴国强 晋城无烟煤矿业集团公司 长平煤矿，山西 晋城 0 4 8 0 o 6 摘 要 根据长平煤矿实际情况， 以经济实用、 实时高可靠自动化控制为设计原则， 合理调度水泵 运行， 提高矿井效益， 以此对井下主排水泵电气自动控制系统进行改造。 关键词 水泵；排水系统；改造 中图分类号 T D 4 4 2 ． 5 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 0 8 7 4 2 0 0 8 0 2 0 0 9 8 0 2 I mp r o v i n g El e c t r i c Au t o c o n t r o l S y s t e m f o r Un d e r g r o u n d Ma i n Dr a i n a g e Pu mp WA NG Xi n rai n ，C A I L i a o - p i n g， G u o q i a n g C h a n g p i n g C o a l Mi n e ， J i n c h e n g A n t h r a c i t e Mi n i n g C o ． ， L t d ． ， J i n c h e n g 0 4 8 0 o 6 ， C h i n a Ab s t r a c t A c c o r d i n g t o c o a l mi n e c o n d i t i o n s ，t h e p a p e r t a k e s t h e e c o n o mi c ，r e a l t i me a n d h i g h r e l i a b l e a u t o c o n t r o l a s d e s i g n p r i n c i p l e t o r e a s o n a b l y a d j u s t t h e o p e r a t i o n o f d r a i n a g e p u mp a n d i n c r e a s e t h e mi n e b e n e f i t ， t h u s i mp r o v i n g t h e e l e c t r i c a u t o c o n t r o l s y s t e m f o r u n de r g r o u n d ma i n d r a i n a g e pu mp． Ke y wo r d s p u mp；d r a i n a g e s y s t e m；i mp r o v i n g 1引言 随着工业控制设备的迅猛发展， 可靠性程度 高 的控制方式 已普遍用于各行业 的 自动化控制领域 。 我矿中央水泵房排水系统， 前期设计时采用 4台 M D 4 5 0 - 6 0 8主排水泵， 其中一台备用 ， 设计选 用 P L C控制器对水泵及其附属系统实施 自动控制 及运行参数检测， 整个控制系统， 通过检测水仓水位 和其它参数控制水泵轮流工作并适时启动备用泵， 系统通过触摸屏以图形、 图像、 数据、 文字等方式能 实时反映系统的工作状况及水仓水位、 电动机工作 电流、 温度和排水管流量等参数， 并通过通讯模块与 矿井综合自动化系统实现数据交换。系统具有可编 程、 输 输出点数可扩展、 显示操作简便等特点， 除 能完成水泵的单机控制外， 还可通过工业以太网传 输接口模块与设置在井下中央变电所的网络交换机 连接， 并可由井上调度中心监控所有排水泵等被控 设备。 该系统可实现主水泵及水窝水泵的开停控制、 真空系统开停控制、 闸阀控制及真空引水电磁阀的 开闭等控制。两条排水管路的流量由两台超声波流 量计进行检测， 水仓的水位用超声波液位计进行检 测 ， 电动机及水泵轴承温度用 P T I O 0型传感器进行 检测。原设计抽真空系统采用水射流抽真空方式， 并采用高压风射流作为后备的吸真空方式， 它通过 手动球阀接入射流管路。系统可选择自动或手动实 现备用泵的循环启动和停止， 当运行的水泵出现轴 承超温、 开关柜故障或流量不足时可 自 动停止运行， 并提示、 报警。地面监控主机将工作方式切转到单 机启动时， 可在地面监控主机上单独控制系统中的 设备。地面控制站还可分别对每台水泵的运行电 耗、 工作时间等进行统计， 便于管理人员及时掌握每 台水泵的运行工况。该系统自投入运行后， 提高了 矿井排水能力， 降低了事故率， 提高了矿井效益。 为了进一步提高主排水 系统的可靠性 ， 现对原 有系统进行了改造以充分实现主排水系统的自 动化 控制。 2 改造后的 自动控制系统 见图 1 维普资讯 2 0 0 8年第2期 煤矿机电 9 9 图 1 改进后的主排水泵系统 该控制系统是在井下泵房集控室设有 P L C集 中控制站， 以充分采集各种信号， 按照工艺流程控制 各台水泵及相应的电动闸阀， 显示各种工作状态。 1 P L C配置及功能特点 系统采用 R O C K WE L L公司的可编程控制器， C o m p a c tL o g i x 控制器可以根据应用要求， 支持过程 密集型的应用和快速运动控制应用， C o n t r o l F la s h 卡 可做程序的移动存储。 在 C o mp a c t L o g i x I ／ O机架 内有 多个 处理 器模 块 、 在 C o n t r o l N e t 网内有多个处理器模块时 ， 所有的 处理器都可 以从输入模块读到输入值。任何一个处 理器都可以控制任何特定的输出模块， 也可通过系 统组态指定每个输出模块由哪个处理器控制。 每个模块的可卸端子块的机械键控可防止向模 块施加错误的电压 ， 不需要断开连线就可以更换 I ／ 0模块， 为维护工作创造方便。 2 监控系统特点 系统的实时性好， 可靠性高， 数据处理速度快， 可扩展性强， 有助于系统的扩展及管理网络的发展。 该系统可根据生产需要可随时增加控制接点， 控制 器和网络可靠性高， 维护工作量小。 系统投入运行时， P L C对软起动装置、 高压防爆 开关状态进行扫描分析， 运行过程中对传感器监控， 故障时报警。 根据水位控制原则， 能 自动实现水泵的轮换工 作， 延长了水泵的使用寿命。 监控装置可根据电网负荷信息， 以“ 移峰填谷” 原则确定开、 停水泵时间， 提高了矿井的电网质量。 装置采用超声水位计连续检测水仓水位， 超声水位 计输出4～ 2 0 m A信号 ， 经 P L C运算判别 ， 自动开停 水泵。在正常水位时， 各台泵能自动轮换工作 ， 在危 险水位时可自动投入必要数量的水泵运行， 并 自动 控制相应管路上的阀门， 达到节能 、 节耗 目的。 该监控装置具有 ① 自动注水环节。采用风射 流和水射流抽真空， 由高精度真空传感器监测真空 度及电流、 流量； ② 闸阀自动轮换工作。为了减小 启动功率， 水泵操作规程规定离心式水泵一定要关 闭出水闸阀后启动， 而当水泵停车时， 为了避免水锤 事故 ， 必须先关闭闸 阀， 缓慢减小 流速 ， 最后停车 。 该装置以轮换工作方式 ， 相继启动或停止水泵电动 机及其相应的阈， 停止时能先关电动阀， 最后停机； ③ 水位自动监控环节。根据水位的高低能 自动准 确地发出开 、 停水泵命令。选用的超 声波液位传感 器， 维护方便、 标定简单； ④ 参数传示环节。在操作 台的模拟屏上可模拟显示水仓水位、 水泵流量 、 水泵 压力及电动机、 电磁阀和电动阀的各种工作状态， 所 有的检测参数及工作状态均可由井下 P L C通过传 输网络传送给地面计算机 ， 经地面管理人员作出判 断后， 向井下发出控制命令； ⑤ 故障保护环节。当 水泵启动后或正常运行中， 如流量达不到正常值 ， 则 可通过流量保护装置使水泵停车， 转而启动另一台 水泵。P L C能监视水泵电机欠压、 过流、 短路等故障 及电动闸阀的故障， 并参与控制； ⑥ 电动机的自动 控制环节。它由 P L C 、 中间继电器 、 接触器等组成 ， 为防止电机受潮或出现其它故障系统可根据水泵的 开启次数 自动按一定顺序轮换开启水泵。当某 台或 其所属阀门故障或检修时， 该泵退出轮换， 其余各泵 仍按轮换工作制运行。 维普资讯 1 0 0 煤矿机电 2 0 0 8 年第2 期 三相异步电动机 的过热原 因与维护 马桂荣， 李桂兰 平顶山职业技术学院，河南 平顶山 4 6 7 0 0 1 摘 要 对三相异步电动机的过热原因进行分析， 针对发热原因， 根据现场操作经验， 提出对应的 防范措施 以降低 电动机 的事故率。 关键词 电动机 ； 过热；原因 中图分类号 T M 3 4 3 ． 2 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 0 8 7 4 2 0 0 8 0 2 0 1 0 0 0 2 Ov e r h e a t Re a s o n s a n d Ma i n t e n a n c e o f T h r e e - p h a s e As y n c h r o n o u s Mo t or MA Gu i r o n g，L I Gu i l a n g P i n g d i n g s h a n I n d u s t r i a l C o l l e g e o f T e c h n o l o g y ， P i n g d i n g s h a n 4 6 7 0 0 1 ，C h i n a Ab s t r a c t T h e p a p e r a n a l y z e s t h e o v e r h e a t r e a s o n s o f t h r e e p h a s e a s y n c h r o n o u s mo t o r ． I n v i e w o f t h e h e a t i n g rea s o n s a n d fi e l d o p e r a t i o n a l e x p e rie n c e ，t h e r e l a t e d p r e c a u t i o n me a s u r e s a r e p u t f o r w a r d i n o r d e r t o d e c r e a s e t h e f a u l t p r o b a b i l i t y o f mo t o r s ． Ke y wo r d s mo t o r ；o v e r h e a t ；rea s o n 、 1 引 言 三相异步电动机是 电力拖动设备 中应用最多的 一 种电气设备， 造成电动机报废的原因， 多半是由于 因过热烧毁所致 。本文就电动机引起过热的各种 因 素及其维修方法作一浅析， 供参考。 引发电动机过热的原 因主要是三相定子绕组产 生短路或断路、 绕组错接或是因轴承及定子与转子 铁芯相摩擦 ， 以及运行工况所致 。 2 内部因素引起的过热 效应的影响及受潮等因素， 其绕组的绝缘性能降低， 容易发生绕组匝间短路与漏电现象， 在电压不变的 情况下导致定子绕组中电流增大 ， 从 而引起 电动机 发生过热现象。同时绕组的绝缘性能降低， 又进一 步扩大了匝间短路范围， 使定子绕组电流再度增加， 直至电动机因过热而烧坏。 三相定子绕组对地短路或漏 电现象 的出现， 使 三相定子绕组在额定电流的基础上又增加 了一个对 地电流 ， 同样会造成电动机的过热或损坏。 对于因绕组绝缘性能下降而造成匝间或对地短 路、 漏电现象等， 若出现在绕组内部， 较轻微的可以 1 定子绕组短路或断路 通过重新浸漆后烘干的方式来恢复电动机定子绕组 1 绕组匝间短路及对地 机壳 短路或漏电 绝缘性能， 若在绕组端部， 则可以用包缠或衬垫的方 电动机经长期运行 ， 由于其定子绕组受电流热 式恢复绝缘 ， 若上述方法无法恢复其绝缘性能的 ， 则 3结 语 该系统已设计完成， 为保证排水正常， 在所有的 电控制阀门旁都设有手动阀门或手动电动两用阀 门， 系统还考虑到今后使用电机软启动时的接入环 节， 可以在基本不改动硬件设备的情况下对水泵电 机进行软启动的控制。 作者简介 王新民 1 9 7 0一 ， 男， 助理工程师。1 9 9 5年毕业于山西 师范大学电子技术专业， 现在晋城无烟煤矿业集团公司长平煤矿机 电设备 部工作 。 收稿 E l 期 2 0 0 71 2一l 7； 责任编辑 陈锡强 维普资讯