长城矿卡轨车电控系统技术协议.doc

长城防爆变频卡轨车电控系统技术协议甲方：石家庄煤矿机械有限责任公司辅助运输设备分公司乙方：石家庄煤矿机械有限责任公司长城煤矿所选用的异形轨卡轨车运输系统，主要由牵引绞车、紧绳器、电气系统、通讯系统、牵引储绳车、安全制动车、人车、轨道系统等组成。卡轨车运输系统应用于1303南回风巷，该巷道宽4600，顶板为倾斜顶板,最低高度为1600；卡轨车轨距要求为600，轨道采用30kg/m（K140）异形轨道，最大运输重量约为20T；运输距离全长约1100米；巷道内有坡道若干处，其中最大为15，运输系统有5水平拐弯两处，主要技术参数见表1。表1 主要技术参数序号参数名称单 位数 值备 注1绞车额定牵引力kN90/54通过换档改变牵引力2绞车额定牵引速度m/s1.04/1.76工频2牵引速度m/s01.3/02.2通过变频实现无级变速3工作制动闸制动力kN1354安全制动闸制动力kN 905爬坡能力206运输距离m11009垂直转弯半径m1510水平转弯半径m611牵引钢丝绳直径mm2612主绳轮直径mm140013副绳轮直径mm120014制动车制动力kN160制动速度m/s3.4515安全人车承载人数人1216牵引储绳车制动力kN13517组合式紧绳器（紧绳量）m1218主电机参数功率kW110型号：YBK2-315L1-6三相 50HZ电压V66019电液制动器电机参数功率kW0.375用于绞车工作闸三相 50HZ电压V66020电液制动器电机参数功率kW0.445用于绞车安全闸三相 50HZ电压V66021变频调速柜参数功率kW110型号: KDJR1-550/660BP电压V660甲乙双方就 新汶集团长城煤矿 变频控制绳牵引卡轨车系统通过协商，达成如下技术协议：1卡轨车液压绞车工作过程及基本要求卡轨车运输系统中的液压绞车，其主电机的起动必须与工作制动闸及安全制动闸相匹配。主电机起动前要依次打开安全制动闸及工作制动闸，倘若一个制动闸未打开,则主电机不能起动。在工作制动闸打开1-2秒内主电机起动，以确保系统在负力状态下不出现溜车现象。主电机的停机必须与工作制动闸及安全制动闸相匹配。主电机停机前，应先降低主电机转速,然后再停机，以确保系统运行平稳。主电机停机的同时工作制动闸制动，延时2-4秒后安全制动闸再制动。当出现紧急情况时，绞车应能实现紧急制动，此时工作制动闸及安全制动闸同时制动，主电机停机。2 电控系统技术要求:2.1 基本要求2.1.1 卡轨车电控系统（以下简称“电控系统”）应符合其企业标准的要求，并按照经规定程序批准的图样和技术文件制造。2.1.2 电控系统所用的原材料、外购件和外协件应具有质量合格证以及配套设备应具有质量合格证、煤安证、生产许可证，并经入厂检验合格后方可使用。2.1.3 电控系统所有机械加工件、焊接件及组装过程应符合图样及工艺文件外，还应符合工程机械的有关通用技术条件。2.1.4满足煤矿安全规格(2010版)所规定的保护要求。 2.1.5 电控系统的连接电缆应采用有“煤安”标志的合格产品，要求排线整齐，电缆引入部分不应受拉力。2.1.6 电控系统应满足卡轨车的使用要求外，还应符合所采用各类电器的有关行业标准的规定。2.1.7 电控系统的控制功能应满足手动、半自动、远控和检修等运行方式的控制，还应满足根据实际路况不同设定的运行速度自动控制卡轨车运行的要求。2.1.8 当卡轨车出现故障时应有显示、报警、停机等功能。2.1.9 电控系统应具备强抗干扰装置，还应避免干扰其它设备正常运转。2.1.10电控系统应采取行之有效的防潮、防腐措施，并满足在潮湿环境使用安全、可靠的要求。. 2.1.11电控系统各零、部件表面的毛刺、金属屑、污渍等应清除干净，零、部件表面不得有损伤。2.1.12电控系统应具有一定的整体性，各箱、柜外形应美观大方，并有防锈、防腐措施，要求外表颜色应以有关规程的要求，在与规程不矛盾的时候应以乳白色为主调。2.2 使用要求2.2.1 牵引绞车启动和停止：2.2.1.1主电机的启动和停止必须与工作制动闸、安全制动闸相匹配，动作协调一致。尤其在坡道上的启动、运行、停车、制动、换向等，保证车辆运行安全、可靠，不可出现溜车现象。2.2.1.2 主电动机须设有过载保护功能。当电动机的工作状态超过允许过载工作值时（1.2倍过载）或过载工作超过5分钟时（可调整），电控系统应保护停机，并有明显的说明显示。2.2.1.3 主电动机启动前应对工作制动闸和安全制动闸进行检测，判断它们是否已经“打开”：如果工作制动闸和安全制动闸二者有一个没有“打开”，要求主电动机应不能启动；如果工作制动闸和安全制动闸已经“打开”，要求主电动机应在较短的时间内启动。显示屏应能显示打开的信号。2.2.1.4 在启动主电动机前，应先将安全制动闸“打开”（松闸状态）。当卡轨车处于正常工作情况下，要求安全制动闸应始终处于“松闸”状态，此时卡轨车的停车制动由工作制动闸完成，减速制动由电控系统完成。通常卡轨车需要停止工作一段时间时，才将安全制动闸处于“制动”状态。2.2.1.5 在工作状态下，当工作制动闸处于“制动”的同时，主电动机也应停止工作，避免出现工作制动闸和主电动机工作不同步所产生的主电动机过载工作的现象，并确保列车制动动作的安全、可靠。2.2.1.6 当出现紧急情况实施紧急制动时：工作制动闸和安全制动闸同时“制动”，主电动机也应停止工作，确保列车的制动安全、可靠。2.2.1.7 工作制动闸和安全制动闸也可分别执行“松闸”和“制动”工作，以便于卡轨车绞车系统检修。2.2.2 牵引绞车的运行：2.2.2.1 卡轨车的牵引速度在（0.12.2）m/s范围内为正、反向无级调速运行，相应电动机的工作调速范围为（101300）r/min，也为正、反向无级调速。当电动机工作运行在（101000）r/min范围内应以恒扭矩运行；当电动机工作运行在（10001300）r/min范围内应以恒功率运行。2.2.2.2 要求与电动机配套使用的变频控制器对主电动机应具有过载、过热、过流、过压、欠压、电机失速、电压电流不平衡等一系列安全保护，且均为失效安全型，即：施行任何一项保护，都要求制动停车，保证设备能长期连续正常工作。此项保护应有中文显示。2.2.2.3 主电动机的启动转速不应大于10r/min，并要求设置合理（可现场调节）的加加速度；主电动机停机前的转速应越低越好，并要求设置合理（可现场调节）的减减速度，保证列车减速运行和停车制动平稳可靠。一般要求加速度值不超过+0.5-0.5m/s2范围；中途运行时也需要加、减速运行至规定值，在不同的运行区间要求的运行速度有可能不同，具体数值根据用户的实际使用情况来定。2.2.2.4 电动机在卡轨车下坡运行时处于发电状态，要求电动机能连续发电工作，并在下坡时保持100%的制动力矩，电气系统不过热、运转可靠，且不受时间限制，并实现无级调速的要求；电动机在卡轨车上坡运行时处于电动状态，并实现无级调速的要求。2.2.2.5 电动机在卡轨车运行过程中，可能处于电动状态，也可能处于发电状态。要求：电控系统应能自动调整控制电动机所处不同状态的要求，实现车辆在起伏不平的道路上的平稳运行。2.2.2.6 电控系统应保证电动机在任何状态下都具有稳定工作的能力，并不受时间限制，同时避免或减小电动机正常工作时产生振动现象。2.2.3 运行要求：2.2.3.1 起步和停车时的电拖动应平缓，应避免出现明显的爬动现象。2.2.3.2 当实施手动控制卡轨车运行时，要求卡轨车的加速或减速也应均匀缓慢，避免出现明显的爬动现象。2.2.3.3 通常情况下，卡轨车的运行速度由Vo=0m/s加速为Vt=2.2m/s时的行程以25m为宜，卡轨车的运行速度由Vo=3m/s减速为Vt=0m/s时的行程也以25m为宜，并可根据用户实际要求进行调整。2.2.3.4 正常情况下，主电动机停机前应先将电动机的转速均匀缓慢降低，然后再停机，以保证列车运行平稳，紧急情况除外。2.2.3.5 在卡轨车运行线路上，可能存在一个或几个中间站以及多处特殊地段时，如果卡轨车能明确所到站的位置，则应避免卡轨车在中途停车，但应减速至慢行运行，通过中间站或各处特殊地段然后加速至正常运行速度运行，确保卡轨车直达运输。控制运行速度应可现场调整。2.2.3.6 电控系统应提供3档速度选择，根据不同的档位分别限定其正常工作速度为：1.0m/s、1.5m/s、2.2m/s，用以实现手动控制和分档控制卡轨车最高运行速度的要求，此速度值也可根据卡轨车实际运行情况进行调整，前提是不使电动机出现过热现象。2.2.3.7 电控系统应在轨道系统的两端（首尾）各设一个越位保护装置，以确保卡轨车运输安全。2.2.3.8 在卡轨车的起点及终点应设置里程(行程)自动校正装置，确保显示卡轨车实际运行位置地准确。校正传感器采用防爆磁性接近开关（磁钢+接近开关）。磁钢固定在牵引机车上。2.2.3.9 卡轨车进出各转载点和特殊区段（共5个特殊点）能实现自动限速运行控制，速度控制为0.5m/s。2.2.3.10控制系统要有应急开车回路。2.2.4 操纵系统2.2.4.1 电控操纵系统应配备操纵台。操纵台应具有电压、电流、卡轨车运行速度(线速度)、卡轨车运行里程（或称行程。单位：米）和运行时间等参数的屏幕显示以及超速、欠速、钢丝绳打滑、电控系统、各个电动机等保护功能和项目显示。2.2.4.2 操纵台上的按键应排布整齐、有序，并要求有简要的功能说明标识。2.2.4.3 操纵台应将运行操作按键和检修操作按键明显地分开，并集中分布在各自区域内，且应有闭锁功能。2.2.4.4 操纵系统应设置有运行操作与检修操作的功能转换开关，避免出现误动作。2.2.4.5 应在操纵台上便于司机操作的地方设置能控制卡轨车运行速度的手动手柄（操纵手柄的工作行程宜长勿短），手柄为自复位手柄，并应有相对应控制卡轨车运行速度的刻线或显示，便于司机操作。2.2.4.6 操纵台上应设置运行速度分档档位按钮，根据不同的档位分别限定其正常工作速度为：1.0m/s、1.5m/s、2.2m/s，根据不同的档位限定其正常工作速度，以实现分档控制卡轨车运行最高速度的要求。2.2.4.7 操纵台上的按钮应根据其功能的不同配以不同的外观颜色，以美观大方为宜。2.2.4.8 操纵台上应设置卡轨车车辆运行位置的实时显示、故障显示及电源指示等，位置显示误差不宜超过3m，以便于司机监控操作。2.2.4.9 操纵台上应设有安全制动闸和工作制动闸所处状态指示。2.2.5 通讯系统2.2.5.1漏泄通讯系统漏泄通讯系统应满足以下要求：a) 在卡轨车运行全程可实现跟车司机与绞车司机的通话要求，通话质量高、双方声音清晰可辨。b) 跟车司机使用的手持机在卡轨车运行全程可发出减速、加速、停车、开车等信号并保证绞车司机可以听清楚。c) 跟车司机使用的手持机在卡轨车运行全程可发出紧急停车指令，此时卡轨车控制系统应实现急停功能，跟车司机使用的手持机急停按键不复位则卡轨车的控制系统不能启动，并有报警显示。d) 跟车司机使用的手持机应满足防水、防潮的要求。e) 跟车司机使用的手持机应配备手机6部和充电器3部；泄露通讯电缆配备1200米距离的使用要求。2.2.5.2矿用防爆固定对讲电话应提供10部矿用防爆固定对讲电话，并满足1200米距离的使用要求。2.2.6 安全电器柜、操作台等电器部件在不开盖状态下，不应出现操作人员和维护人员触电现象。3 电器元件参数及动作要求3.1 变频器调速装置主要技术参数及要求变频器应采用KDJR1-550/660BP型隔爆兼本安四象限变频器，要求变频器工作稳定可靠。3.1.1 变频器输入电源：额定输入电压：三相AC 660V电压波动范围：+10%15%额定输入频率：50Hz3.1.2 变频器输出：控制功率：110kW 输出电压：三相AC 0660V。输出频率：0.550Hz连续可调，为恒扭矩调节。5065Hz连续可调，为恒功率调节。3.1.3 过载系数：允许长时间电机过载倍数1.2，短时间电机过载倍数1.8（1分钟）。3.1.4 控制方式：无速度传感器矢量控制方式，将直流控制中的双闭环（速度环、电流环）调节控制通过一系列矢量变换后用于交流三相电机的控制，使交流三相异步电机的调速性能可以和直流电机一样好，其调速精度高，性能好，带编码器。调制方式为PWM调制。3.1.5 调节器：速度精度0.5%，可获得精确的速度和转矩控制，使变频器应用范围更广泛。换向变频技术：自动换向变频技术，四象限运行，当电动机减速制动时，从逆变器返回的再生功率使变频器控制装置内直流母线电压升高，变频控制装置内控制芯片发出指令，使输入电流相位与电源电压相位相反将电动机再生能量反馈到电网，实现电动机的能量再生制动。3.1.6 功率因数：有较高的功率因数：COS=0.953.1.7污染及抗干扰：变频器回馈电流应对电网的高次谐波污染小，变频器产生的总谐波电流失真5%，并采取有效抗干扰措施，使变频器工作可靠，并且不污染电网和干扰其他设备的正常工作。3.1.8 安全保护：变频器具有输出频率过高、过压、欠压、过流、短路、接地、电机失速、电压电流不平衡、过载、功率元器件过热和电动机缺相等保护和报警功能，并有故障记忆功能，能记忆最近10条以上故障信息和10条以上报警信息。要求配有代码表方便故障查找及快速排除。要求故障显示为中文显示。3.2 控制主电动机3.2.1 电动机使用工况：控制电动机运行达到下列基本要求：a) 卡轨车启动时，卡轨车运行速度由V0=0m/s缓慢加速到Vt ；卡轨车停车时，卡轨车由Vt缓慢减速到V0=0m/s；b) 卡轨车坡道起步不出现溜车现象；c) 卡轨车启动时所需牵引力较大，有可能要用到电动机的堵转转矩，该转矩一般不会超过额定扭矩1.2倍。卡轨车速度的变化通过改变输入电动机的输入电压频率完成，输入电动机的电压频率为0.565Hz连续可调，相应电机的工作调速范围为（101300）r/min。当电动机工作运行在（101000）r/min范围内应以恒扭矩运行；当电机工作运行在（10001300）r/min范围内应以恒功率运行。电动机的工作状态有两种：当卡轨车上坡时，电动机处于电动工作状态；当卡轨车下坡时，电动机处于发电制动状态。3.2.2 主电机主要技术参数表序 号名 称单 位数 值备 注1型 号YBK2-315L1-61. 用于变频2. 设置测温装置2功 率kW1103电 压V660/11403.3 工作制动3.3.1 工作制动闸使用工况：工作制动闸布置在主电机与减速机之间的联轴器上。当给制动闸电动机接通电源时，制动闸慢慢打开并处于“开启”状态；当给制动闸电动机切断电源时，制动闸迅速闭合处于“制动”状态。在工作制动闸打开时，需要延时几秒钟（现场调整）待制动闸完全处于 “开启”状态，电动机才能开始运行，此时应考虑防止卡轨车重载坡道溜车问题。3.3.2 工作制动闸电动机参数表序 号名 称单 位数 值1功 率kW0.3752电 压V6603工作频率Hz503.4 安全制动3.4.1 安全制动闸使用工况：安全制动闸布置在减速机中间输出轴上，为运输车系统提供紧急停车，以保证系统安全工作。制动器的松闸速度可通过调整ED推动器上的溢流阀实现。正常工作时，安全制动闸处于“开启”状态，由工作制动闸与变频控制柜协调地工作；紧急情况时，安全制动闸和工作制动闸同时制动，变频柜处于保护状态。另外，安全制动闸与工作制动闸配合使用可对绞车实施检修工作。3.4.2 安全制动闸电动机参数表序 号名 称单 位数 值1功 率kW0.4452电 压V6603工作频率Hz504 电控系统使用测试为了检测卡轨车整机性能，配套电控系统应在工地做以下使用测试，其它性能参数的试验应做工厂试验。4.1 做卡轨车的空载运行和负载运行试验，检验主电动机的启动和停止是否与工作制动闸、安全制动闸相匹配，动作是否协调一致。尤其是在坡道上的停车、制动、启动、运行、换向等功能是否可靠，不可出现溜车现象。4.2 做卡轨车的空载运行和负载运行试验，检验卡轨车的调速性能。主电动机通过变频调速的转速范围为(101300)r/min，控制卡轨车的牵引速度在(0.022.2)m/s范围内无级调速。4.3 做卡轨车的空载运行和负载运行试验，检验紧急制动功能。4.4 做卡轨车的空载运行和负载运行试验，检验电控系统是否具有过载、过热、过流、过压、欠压、短路、接地、超速、欠速、钢丝绳打滑、手持机锁定开车等安全保护。4.5 做卡轨车的空载运行和负载运行试验，检验操纵台各种显示值是否准确。4.6 做卡轨车的空载运行和负载运行试验，检验卡轨车的越位保护功能是否可靠。4.7 做卡轨车牵引力试验，检验电控系统的电压、电流是否能达到额定值。4.8 做卡轨车的空载运行和负载运行试验，在卡轨车运行全程检