西安开轩通风机电控技术协议.doc

陕煤澄合合阳煤炭开发有限公司安阳煤矿回风斜井通风机电控系统技术协议书甲方：陕煤澄合合阳煤炭开发有限公司乙方：西安开轩自动化有限责任公司编制日期：2011年9月2日甲方：陕煤澄合合阳煤炭开发有限公司 （以下简称甲方）乙方：西安开轩自动化有限责任公司 （以下简称乙方）经双方协商，乙方向甲方提供安阳煤矿通风机房高、低配电设备及控制系统，现就相关事宜达成以下协议：一、概述1、总则本技术协议书是依据安阳煤矿回风斜井通风机电控部分(招标文件编号：0866-11B2SXQY058-02)的招标文件编写的，它完全满足安阳煤矿通风机电控系统的功能设计，结构，性能，安装和试验等方面的要求。柜内部分元件严格遵守招标文件及设计院图纸要求，部分元件依照本技术协议，若有与本协议相冲突的，以本协议为准。2、遵循标准（1）高压开关柜高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求(GB/T11022-1999)335kV交流金属封闭开关设备(GB/T3906-1991)交流高压负荷开关熔断器组合电器(GB169261997)交流高压隔离开关和接地开关订货技术条件(DL/T4862000)高压开关设备的共用订货技术导则(DL/T5931996)户内交流高压开关柜订货技术条件(DL/T4041997)（2）低压配电柜低压成套开关设备和控制设备(IEC439-1)低压成套开关设备(GB7251.1)低压抽出式成套开关设备(JB/T9661-1999)等标准（3）微机综合自动化保护装置继电保护和安全自动装置技术规程(GB14285-1993)微机线路保护装置通用技术条件(GB15145-1994)静态继电保护及安全自动装置通用技术条件(DL/T478-1992)地区电网调度自动化设计技术规程(DL/T5002-1991)地区电网数据采集与监控系统通用技术条件(GB/T13730-1992)电网调度系统运行管理规程(DL/T516-1993)电站设备自动化装置通用技术条件(JB3336-1993)电力系统二次电路控制及继电保护屏（柜、台）通用技术条件(JB5777-1991)静态继电保护装置逆变电源技术条件(DL/T527-1993)电工电子产品基本环境试验规程试验A：低温实验方法(GB2423.1-1989)电工电子产品基本环境试验规程试验B：高温实验方法(GB2423.2-1989)电工电子产品基本环境试验规程试验C：设备用恒定湿热试验方法(GB2423.9-1989)静态继电器及保护装置的电气干扰试验(GB6162-87)计算站场地技术条件(GB2887-89)继电器及继电保护装置基本试验方法(GB7261-87)计算站产地安全要求(GB9361-88)远动设备及系统第4部分:性能要求(GB17463-1998)量度继电器和保护装置的电气干扰试验静电放电试验(GB/T14958.14-1998)量度继电器和保护装置的电气干扰试验快速瞬变试验(GB/T14598.10-1996)电磁兼容试验和测量技术浪涌冲击试验(GB/T17626.5-1999)电磁兼容试验和测量技术工频磁场试验(GB/T17626.8-1998)电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场试验(GB/T17626.9-1998)电磁兼容试验和测量技术脉冲群试验(GB/T14598.13-1998)电磁兼容试验和测量技术电压突降、短时中断和电压变化试验(GB/T17626.11-1999)远动设备及系统第5部分:传输规约第103篇继电保护设备信息接口配套标准(DL/T667-1999)（4）变频器抗震动标准(IEC68-2-6)抗冲击标准(IEC68-2-27)EMC抗干扰标准(IEC1000-4-2,3,4,5)EMC传导及辐射干扰标准(IEC1800-3)工业环境的一般标准(EN50082-2)电气和电子工程师学会(IEEE519)CE标志(89/336EC)电压允许波动和闪动(GB12326电能质量)公用电网波动(GB/T14549电能质量)电力变压器(GB1094.11094.5)干式变压器(GB6450)干式电力变压器技术参数和要求(GB/T10228)干式电力变压器负载导则(GB17211)交流电气装置的过电压保护和绝缘配合(DL/T620)半导体变流器基本要求的规定(GB/T3859.1)半导体变流器应用导则(GB/T3859.2)半导体变流器变压器和电抗器(GB/T3859.3)其他有关的现行规范、标准。以上标准均执行最新版本。3、运行环境安装地点： 户内海拔高度： 约603米环境温度： 最高+40、最低-10相对湿度： 90%耐震能力： 按6级震区设防。污秽等级： III级二、配电系统（一）系统组成配电系统2台XGN2-10-11型高压开关进线柜（含综保系统）， 两台SG10-500/10/0.4kV干式变压器、4台低压柜(两台进线柜，一台母联柜，一台馈电柜)组成。该变配电室为通风机房所有高低压设备提供电源，高、低压系统均采用单母线分段运行方式。(二)10kV高压开关柜技术参数1、高压开关柜选用XGN2-10-11型开关柜；额定电压：12kV；额定电流：630A；额定频率：50Hz；开关柜防护等级为：IP4X，断路器室门打开时为IP2X。XGN2-12(Z)箱型固定式交流金属封闭开关柜，必须严格按国家标准GB3906 335kV交流金属封闭开关设备设计，符合国际电工委员会IEC298交流金属封闭开关设备和控制设备标准，满足 DL402、DL404标准。开关柜应有可靠的机械或电气防误操作的功能，即具有“五防”功能并达到“五防”闭锁要求 。柜体采用2mm敷铝锌钢板2、质量保证及试验：A、供方应提供下列设备质量证明书B、产品合格证；C、制造检验记录；D、材料合格证；E、电气试验报告（型式试验和出厂试验报告）3、试验要求：A、结构检查及外观检查：产品的其全部零件应符合正式产品图纸和技术要求，零部件装配正确、完整、无生锈、无腐蚀和涂漆层剥落现象，带电体相间及对地距离应符合制造标准规定值。B、机械试验及操作特性试验按GB1984有关规定进行，并满足要求。C、绝缘试验按GB311有关规定进行。D、断路器主回路电阻试验按GB762进行，并符合产品技术条件规定。E、其余各项试验均按GB3906和GB1984有关规定进行，并应符合要求。4、产品符合GB3906及IEC298等标准5、10kV高压进线柜配置清单设备名称高压进线柜设备型号XGN2-10设备编号AH1/AH2序号名称型号规格数量单位备注1上隔离开关GN30-12D/6301个国产优质2下隔离开关GN30-12/6301个国产优质3真空断路器ZN73A-12/630-25KA1个国产优质4电流互感器LZZBJ9-10 50/5 0.5/10P102个宝鸡天合5电压互感器JDZ-10 10/0.1/0.222个国产优质6综保装置PA150-F31个西安7熔断器RN2-10/13个国产优质8过电压保护器BSTG-A-12.7/6001个国产优质9二次元件操作元件及端子二次线等1个国产优质10数显仪表PD204E-9S41个国产优质11带电显示DXN-10T1个国产优质12铜排TMY-3*(50*5)30公斤国产优质13柜体1100*1300*26501台西安6、部分元器件技术要求：A、隔离开关额定电流：630A额定短路开断电流：20kA额定短路关合电流（峰值）：50kA辅助开关：常闭、常开接点各6个B、高压真空固封断路器型号:ZN73A-12/630-25KA额定电流：630A额定电压：12kV额定短路开断电流：25kA额定短路关合电流（峰值）：50kA额定动稳定电流（峰值）：50kA额定短路开断电流开断次数：50次机械寿命：50000次永磁机构机械寿命：100000次辅助开关：常闭、常开接点各4个 C、电流互感器：额定电流比：见主接线图准确度等级：0.5/10P10额定容量：10VA/15VA/30VA生产厂家：宝鸡天合互感器有限公司（二）变压器1、变压器柜配置清单设备名称变压器柜设备型号设备编号TM1/TM2序号名称型号规格数量单位备注1温湿度控制器ES80021台国产优质2变压器SG10-500/10-10/0.41台汉中汉变3变压器到进线柜铜排TMY-3*(80*6.3)+1*（50*5）1段西安2、SG10-500/10/0.4KV型电力变压器技术参数要求（1）型号：SG10-500/ 10/0.4kV电压组合 10.522.5%/0.4kV 负荷损耗 12.53kW 空载损耗 2.35kW空载电流 1.3阻抗电压 6额定容量 500kVA生产厂家：汉中变压器厂(2)带数字式温度显示及超温报警，风冷，带防护外壳。(3)带外壳的干式变压器柜配置ES8002型温度控制器。（四）低压进线柜技术参数（2台）低压配电柜选用GGD2型低压配电柜。（柜内元件严格遵守招标文件要求）额定绝缘电压：0.69kV额定工作电压：0.4kV额定频率：50Hz。低压进线柜内配置有智能电量表，功率变送器采集电流、电压、有功功率、功率因数等参数并通过RS485口送往PLC系统。设备名称3低压进线柜设备型号GGD设备编号AA1/AA8序号名称型号规格数量单位备注1隔离开关TB30-1000A/31个国产优质2万能式断路器TW30-2000/1000-3P1个国产优质3塑壳断路器TM30H-100W 100A1个国产优质4浪涌保护器ALU3 40KA 3P1个国产优质5数显仪表PD204E-9S4 1000/51个国产优质6电流互感器BH-0.66 1000/53个国产优质7指示灯SAD16-222个国产优质8按钮SA392个国产优质9铜排TMY-3*(80*6.3)+1*（50*5）76公斤西安10柜体800*600*22001台西安（五）低压联络柜配置清单（1台）设备名称6联络柜设备型号GGD设备编号AA4序号名称型号规格数量单位备注1隔离开关TB30-1000A/31个国产优质2万能式断路器TW30-2000/1000-3P1个国产优质3电流表PD204I-9K41个国产优质5电压表PD204U-9K41个国产优质6电流互感器BH-0.66 1000/53个国产优质7指示灯SAD16-222个国产优质8按钮SA392个国产优质9铜排TMY-3*(80*6.3)+1*（50*5）76公斤西安10柜体800*600*22001台西安（六）低压馈线柜技术参数（1台）设备名称7馈线柜设备型号GGD设备编号AA5序号名称型号规格数量单位备注1双电源切换开关TQ40-100/4P1个国产优质2塑壳断路器TM30H-63W 20-40A10个国产优质3接触器CJ20-32A10个国产优质4热继电器JR36-20A5个国产优质5UPSUPS-3KVA1个国产优质6指示灯SAD16-2210个国产优质7按钮SA3910个国产优质8铜排TMY-3*(80*6.3)+1*（50*5）76公斤西安9柜体1000*600*22001台西安（七）补充说明1、低压开关柜选用GGD2型柜体，断路器选择TW30；接触器选择CJ20；热继电器选择JR36。开关柜型号、数量及柜内元器件参数量见系统图。2、该柜提供风门绞车电源，照明电源，空调电源，变频器控制电源，PLC柜电源，风机监测系统电源，检修电源等10个电源。该柜体结构必须紧凑、布线合理，便于检修维护。3、其他要求a、具有短路、过流保护作用。b、断路器具有电动操作机构。（指大回路）c、具有有功、无功计量功能，具有电压、电流、功率因数等仪表显示功能；选用数字仪表并且有4-20mA输出功能。计量选用威胜厂生产的计量表。d、联络柜必须实现联络两段母线的功能。（3）防护等级：IP30（4）质量保证装置符合IEC439低压成套开关设备的控制设备和GB7251.1低压成套开关设备等国家标准。三、变频器设计选型本协议中的变频器采用西门子MM430低压变频器。单台变频器选额定功率200KVA，额定电压380V-440V。本方案中每组风机的两台电机采用一拖一驱动，一组风机的两台（一台）变频器工作，另外一组风机的两台（一台）变频器热备用，当一组风机的两台（一台）变频器出现故障时，可迅速自动切换到另外一组风机的两台（一台）变频器使其工作，从而提高通风机运行的可靠性。1、变频器选型型号：MM430额定容量：200KVA 输入额定电压：380V-440V输入额定频率：50Hz/60Hz允许输入电压工作范围：320V-460V允许输入电压失衡率：3%允许输入频率变化率：5%输出额定电压：380V输出频率：0Hz -650Hz数量：4台2、变频柜配置清单变频柜配置清单（设备AA2、AA6、AA7）设备名称变频柜设备型号GGD设备编号AA2/AA6/AA7序号名称型号规格数量合计备注1塑壳断路器TM30H-400W/3320 315A1个天津百利2变频器6SE64302UD420GB01台西门子3输入电抗器1个上海4输出电抗器1个上海5铜排TMY-3*(80*6.3)+1*（50*5）50公斤西安精达6柜体1000*600*22001台陕西立元变频柜配置清单（设备AA3）设备名称变频柜设备型号GGD设备编号AA2/AA6/AA7序号名称型号规格数量合计备注1塑壳断路器TM30H-400W/3320 315A2个天津百利2变频器6SE64302UD420GB01台西门子3输入电抗器1个上海4输出电抗器1个上海5铜排TMY-3*(80*6.3)+1*（50*5）50公斤西安精达6柜体1000*600*22001台陕西立元MM430必须采用独特的控制方式实现高转矩、高精度、宽调速驱动，满足通用变频器高性能化的要求；具有防跳闸性能和适应恶劣电网、温度、湿度和粉尘能力，以提高产品的可靠性；MM430具备实用的PI、简易PLC、灵活的输入输出端子、脉冲频率给定、停电和停机参数存储选择、频率给定通道与运行命令通道捆绑、零频回差控制、主辅给定控制、摆频控制、定长控制等优点，以提高系统的可靠性。MM430必须通过优化PWM控制技术和电磁兼容性整体设计，满足使用场所对低噪音、低电磁干扰的环保要求。3、 工作状态MM430的工作状态分为停机状态、运行状态、电机参数自整定状态。停机状态：变频器上电初始化后，若无运行命令输入，或运行中执行停机命令后，变频器即进入停机状态。运行状态：接到运行命令，变频器进入运行状态。电机参数自整定状态：功能参数FH.09设定为1或2后有运行命令，进入电机参数辨识状态。参数辨识完成后进入停机状态。4、运行方式MM430变频器运行方式分为五种，按优先级依次为：点动运行闭环运行PLC运行多段速度运行普通运行。点动运行：变频器在停机状态，接到点动运行命令（例如操作面板JOG键按下）后，按点动频率运行。闭环运行：闭环选择功能有效（F5.00=1），变频器将选择闭环运行方式，即按照给定和反馈量进行PI调节。通过多功能端子可将闭环运行方式失效，切换为较低级别的运行方式。PLC运行：PLC功能选择有效（F4.00个位不为0），变频器将选择PLC运行方式，变频器按照预先设定的运行方式运行。通过多功能端子可将PLC运行方式失效，切换为较低级别的运行方式。多段速度运行：通过多功能端子（1、2、3号功能）的开/闭组合，选择多段频率进行多段速运行。普通运行：即为简单的开环运行方式。5、变频器运行及控制要求因为一套风机的两台电机分别由各自的变频器驱动，所以在两台电机同时工作时，两台变频器互相联锁，同步工作；在两台电机不同时工作的时，两台变频器又分别可以独立运行。以保证通风机风量的需求。一套风机的两台电机运行时频率必须一致，从而保证电机转速一致，避免一台转速高，一台转速底，形成风阻，影响风机的正常运行。四、 PLC控制及上位在线监控系统本监测与控制系统所控制对象主要为两组矿用防爆对旋轴流式通风机，其中1组工作，1组备用，通风机采用变频调速装置。系统采集的数据来源于：通风机、风门、电动机及其定子温度轴承温度、变频器、低压开关柜等。本系统组成主要包括PLC控制，上位机监测监控，显示画面系统，完成对风机的运行过程实行检测、显示、控制、保护、报警、记录和管理，从而实现风机生产过程的自动化控制、监视和管理。监控系统所有文字说明必须是中文；为防止系统突然断电造成系统数据的丢失以及控制失控,采用UPS供电方式,保证系统不间断运行。（一） PLC系统1、概述 本方案PLC系统选用西门子的S7300系统，CPU选用315-2DP，选用343-1以太网模块和上位机通信。编程软件选用STEP7。PLC系统的开关量输入输出全部用欧姆龙继电器隔离，模拟量输入输出全部用安全栅进行隔离。2、PLC部分详细配置清单：序号 名称 型号 数量 生产厂 1CPU315-2DP6ES7 315-2AH14-0AB01 西门子 2底板530mm6ES7 390-1AF30-0AA03 西门子 3电源PS307 5A6ES7 307-1EA00-0AA03 西门子 4串口通信模块CP341-16ES7 341-1CH02-0AE01+1 西门子 5以太网模块CP343-16GK7 343-1EX30-0XE01 西门子 632点DI SM321（含连接器）6ES7 321-1BL00-9AM02 西门子 732点DO SM322（含连接器）6ES7 322-1BL00-9AM02 西门子 8主机架接口模块IM3606ES7 360-3AA01-0AA01 西门子 9扩展机架接口模块IM3616ES7 361-3CA01-0AA02 西门子 108路RTD模块（含连接器）6ES7 331-7PF01-9AM02 西门子 118路4-20mA AI模块（含连接器）6ES7 331-7KF02-9AJ06 西门子 124路4-20mA AO模块（含连接器）6ES7 332-5HD01-9AJ01 西门子 14连接电缆(1m)6ES7 368-3BB01-0AA02 西门子 3、主要功能控制PLC的功能主要有数据信号采集，工艺过程控制，组态现场总线和故障处理。控制PLC必须实现风量或风压控制；电机绕组温度监控（PT100温度传感器用户预埋）；轴承前后端温度监控；风量测控；风压测控；电气参数（供电电压；运行电流；运行电流；运行频率；有功功率；功率因数；）测控；风机振动、风机开停信号及风门开闭状态信号等；故障检测（变频器故障，电机过流等）及处理（如：紧急停车或自动重启）。控制PLC可完成各种控制工艺，就地/远程控制选择；转速远程给定；风门远程及就地操作；紧急停车等。综合上述描述，PLC控制系统的主要功能包括：采集通风系统电气参数和设备运行状态参数等，并实现通风机及其辅机设备的联锁控制。采集温度参数，对电机绕组温度、电机两端轴承温度、风机轴承温度、变压器每相绕组温度等进行监测，并作相应的控制。对风门开闭状态以及风门之间的联态进行监测，并作相应的控制。采集变频器柜交流输出、电流、功率、频率(4-20mA) 。实现对风机变频器的起停控制，并监测其运行状态、轻重故障。具有传感器信号断线、网络信号断线、PLC及其I/O模块故障的监测、报警功能。实现集中操作和就地操作。在机旁操作箱设集中操作/就地操作转换开关。控设备以及主电机冷却风机本身所要的电源回路外，根据设计院具体要求，留有供甲方使用的备用馈出回路（按设计图），并满足容量要求。（二）上位监控系统上位监控系统主要由两台工控机及其软件系统组成，工控机按照要求选用研华原装工控机，上位机组台监控软件选用业内最著名的IFIX，操作系统选用WINDOWS XP，上位机主要完成以下功能： PLC系统应用软件的编程与调试（工具软件选用GE公司PROFICY ME）； 监控画面的组态与运行（组态软件选用GE公司的iFIX软件）； 生产数据与操作记录的存储与查询（数据库软件选用MICROSOFT ACCESS）； 运行情况报表的自动生成与打印（报表生成软件选用MICROSOFT EXCEL）；软件系统工具软件选型如下表所示：序号名称产品选型厂家1操作系统WINDOWS XPMICROSOFT2通讯驱动GE9GE3组态软件iFIXGE4关系数据库ACCESSMICROSOFT5报表生成EXCELLMICROSOFT主要配置主机；P4，主频2.8G，内存1G，硬盘160G，10/100/1000M自适应网卡显示器：21液晶打印机：惠普A4激光打印机上位监控系统采用开放式的工业以太网协议和矿井综合自动化网络通信。若矿山数字化系统形成后，乙方应协助甲方将通风机的上位监测系统接入。主要功能与PLC进行数据通讯。具备齐全的人机对话及记录、显示功能。以三维动画图形动态模拟风机的运行情况，风门的开闭情况；现场实时监测数据的各种动态图形及数字显示：文字显示、棒图显示、模拟表盘显示功能，这些显示同时具备颜色预警（正常、警告、报警）功能。所有显示的文字说明必须是中文。控制风机变频器柜的分合闸，并监视其故障保护状况。控制风门电动执行机构，实现风门的开闭，并监测到位信号。连续监测风机电机的轴承温度、定子绕组温度、变压器每相绕组温度信号，在超温时能可靠地发出声光超温信号。连续监测风机的主轴承温度；在超温时能可靠地发出声光超温信号。从高压变频器采集数据，显示电机的电压、电流、有功、无功、频率、功率因数等参数。显示系统的实时报警信息，实时报警打印，并提供历史报警信息的查询。自动建立数据库，对于重要的工艺参数、电气参数自动生成曲线。打印运行报表(班、日、月、年) 和报警、故障实时报表。按设定程序对风机正常切换和故障切换进行控制和操作。当通风机发生故障时，利用运行记录和曲线对故障进行分析和判断。能通过工业以太网和矿井综合自动化管理系统联网，通过矿井网络系统服务器发布数据，管理终端可以通过局域网远程访问。对不同的用户设置不同的访问权限，共分为工程师级、操作员级、浏览级等。系统具有实时报警和历史报警功能，实时报警可实时显示每个测点参数(如超上、下限值) ，发生报警时，监视屏幕会弹出报警画面，同时具备智能化信息语音提示和故障语音报警功能。显示任意时间段的历史曲线图，所显示的各项同类型参数曲线可分别以不同的颜色叠加在一幅图中，以方便查询比较，还可存储和打印。可以在Windows的环境下进行编程，全汉化显示。实时快速响应，对设备运行状态、故障做到准确显示和实时报警。适应集散性要求；实时数据库管理；连续可靠运行；断电自动恢复。（三）、就地控制箱为了满足检修安全方便，各机械设备电机附近便于操作的地方必须设就地控制箱。就地控制箱采用防水防尘结构。就地控制箱由控制按钮、检修安全开关，指示灯等组成。六、供货范围按照上述技术说明，满足标书的各项技术要求，本标书的供货范围如下：序号名称型号规格单位数量备注1高压固定柜XGN2-10-11型；12KV/630A真空断路器；配综保；具有五防功能台2陕西立元2电力变压器SG10-500/10/0.4kV；500KVA,10KV/0.4KV;短路阻抗6%；带温控；风冷；带防护外壳台2汉中变压器厂3低压配电柜GGD2 (380V)；配UPS不间断电源；双回路进线台4陕西立元4系统控制柜仿GGD2；在线监测控制台1西安开轩5工业控制计算机主频酷睿2.8G，内存1G，硬盘160G，10/100/1000M自适应网卡；ProfiBus-DP总线通讯卡；21液晶显示器；A4激光打印机套2研华6工业以太交网换机4光纤口，8电口台13COM7变频器柜 MM430系列；适配 160kW （进口产品）；含进出线电抗器；200KVA/400V 台4西门子8就地控制箱防爆台4沈阳鹏鹰9风速传感器KGF2套2北京10负压传感器KGY4套2北京11封闭式母线桥AC400V；四母线槽米6陕西立元七、装置的电磁兼容性为提高装置的电磁兼容性，系统设计和装置柜、台的装配设计都必须严格按照工业过程测量和控制装置的电磁兼容性(GBT13926-1992)要求执行。确保整个系统不受电磁干扰、供电电源的影响，并对其它设备不产生危害性的干扰。1、内部装配柜、台内部元器件的布置及布线1）强、弱电元器件合理布局2）所有信号电缆在电缆槽内走线3）模拟量和数字量信号电