煤矿主通风机变频调速及控制监控系统

煤矿主通风机变频调速及控制监控系统概述煤矿巷道通风系统，在煤矿的安全生产中起着至关重要的作用，由于煤矿开采及掘进的不断延伸，巷道延长，矿井所需的风量将不断增加，风机所用功率也将加大；四季的交替，冷热的变化，所需的风量也需不断调节。变频调速以其优异3二、变频节能原理率因数、节电显著和应用范围广泛等诸多优点方式，可以实现以下几个功能：眺生产成本;使用寿命;动化运行程度，安全生产。变频调速控制系统利用变频调速来实现风量（风压）调节，代替挡风板等控制方式，不但可以节约大量的电能，而且可以显著改善系统的运行性能。曲线（1）为风机在恒定转速n1下的风压一风量（H—Q）特性，曲线（2）为管网风阻特性（风门全开）。假设风机工作在A点效率最高，此时风压为H2,风量为Q1,轴功率N1与Q1、H2的乘积成正比，在图中可用面积AH2OQ1表示。如果生产工艺要求，风量需要从Q1减至Q2，这时用调节风门的方法才目当于增加管网阻力，使管网阻力特性变到曲线（3）,系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行。从图中看出，

风压反而增加，轴功率与面积BH1OQ2成正比。显然，轴功率下降不大。如果采用变频器调速控制方式，风机转速由n1降到n2，根据风机参数的比例定律，画出在转速n2风量（Q-H）特性，如曲线（4）所示。可见在满足同样风量Q2的情况下，风压H3大幅度降低，功率N3也随着显著减少，用面积CH3OQ2表示。节省的功率^N=（H1-H3）XQ2,用面积BH1H3C表示。显然，节能的经济效果是十分明显的。由流体力学可知，风量与转速的一次方成正比，风压H与转速的平方成正比，轴功率N与转速的三次方成正比。采用变频器进行调速，当风量下降到80%时，转速也下降到80%，而轴功率N将下降到额定功率的51.2%，如果风量下降到60%,轴功率N可下降到额定功率的21.6%,当然还需要考虑由于转速降低会弓【起的效率降低及附加控制装置的效率影响等。即使这样，这个节能数字也是很可观的，因此风机采用转速控制方式来调节风量，在节能上是个有效的方法。理论分析和实测都证明用人为增加通风阻力（关小闸门）的方法调节风量会造成电能的浪费，是不可取的。而大型煤矿的服务年限大多在几十年以上，投产初期到井田稳定开采一般在十年以上，因此在主扇风机设计上余量会特别大，在才目当长的时间内主扇风机一直处在较轻负载下运行。如果煤矿主扇风机还采用档板调节，只会造成能源浪费、增加生产成本。可是采用变频调速改变风机转速的方法调节风量，不但节能效益显著，而且还有减少机械磨损延长机械使用寿命的效果。三、系统技术说明按照系统设计中各部分功能来划分，将系统分为三大部分，即为：＞供配电系统•10KV高压配电系统

•380/220V低压配电系统◊交流系统◊直流系统＞变频调速系统完成对电动机的驱动、保护功能，根据风量与瓦斯浓度实现PID闭环控制，实现风机自动调速运行；并具有重载启动、过载能力强、保护功能完善等诸多优势。驱动部分还另设置旁路柜，在变频器出现问题时，可自动将风机切换至工频运行，保证井下通风正常，安全生产。＞无人值守控制及在线监控系统；控制及在线监控系统中采用可编程控制器PLC作为主控器，上位机配备工控机及组态软件完成系统操作与监控，PLC采用双机热备方式，任意一套控制器出现问题，另一套可以快速响应投入运行；控制部分采集现场设备及传感器的返回信号，并根据运转工况要求，通过编程的方式实现风机运行的授权遥控、现场集中、就地手动等控制方式，使风机系统达到智能运行，能自动切换风机，自动反风，实现无人值守。并实现系统中各设备的实时参数检测、历史数据查询，相关重要参数的定期报表输出，使操作人员对每台设备的状况充分了解，维护人员对设备的运行情况有据可查。矿井主通风机监控系统完成以下自动控制和监测功能：•主通风机正常状态下的开、停控制。•主通风机定期轮换控制。•矿井发生事故需返风时的倒转反风控制。•风门绞车控制。控制风门电动执行机构，实现风门的开闭，并监测到位信号；

自动调节控制程序具有倒换风机预警、定时反风预告、风量调节预报三类程序。控制风机电机高压起动柜的分合闸，控制和保护变频器和整流变压器，并监视其故障保护状况。监测风机电机的轴承温度、绕组温度信号。监测风机的主轴承温度、振动位移、喘振信号。显示、记录所检测的各个温度值，绘制曲线，并提供历史数据的查询。根据静压、压差检测信号，绘制静压、风量、风速和效率曲线，并提供历史数据