南山煤矿动力科主排水泵电机安装软启动控制器装置.doc

附件1

科学技术成果申报表

成果名称：南山矿主排水泵电机安装软启动控制器装置改造

任务来源：龙煤矿业集团股份有限公司鹤岗分公司南山煤矿

完成单位及主要研究人员： 南山煤矿动力科

主要协作单位：

工作起止时间：2013年5月23日—2013年5月30日

填报单位负责人 填报单位
（盖章） （盖章）

填报日期2014年1月20日
内容摘要（包括成果的主要用途、原理、技术关键、预定和达到的技术指标、经济价值、国内外水平比较等）
井下主排水泵是煤矿的重要生产和安全设备，是煤矿机电设备四大件之一。它主要将煤矿井下的涌水排到地面净化水池，它能否安全可靠地运行，直接关系到煤矿的安全和生产。
南山矿井下现有3个水泵房，一水平泵房共7台排水泵总排水能力约2486m3∕h，二水平泵房共4台排水泵总排水能力约1137m3∕h，三水平泵房共5台排水泵总排水能力约1690 m3∕h。现在排水泵电机都是通过按豆开关或高开进行全压启动水泵电动机，由于电机功率较大，启动电流较高平时开泵时对电机损伤也较大，对电机的使用寿命起到了一定得危害作用。
为了缓解开泵时对电机的损耗，我们在2013年5月份对三水平泵房安装了两台电机软启动，分别带2#、3#泵和4#、5#泵电机，经过软启动的安装和调试，开泵进行软启的效果很理想，也达到了对电机启动时的保护效果，为电机的维修和配件的频繁更换也做出了节俭，使电机具有完备的保护功能。
系统简介如下：
1、一拖多软起动系统：系统可以通过控制一台软起动器,使用顺序方式、选择性方式起动多台电动机，从而降低用户的设备投入成本。一拖多软起动系统简称为一拖N（N代表拖动电动机的台数）。
2、起动回路：在一套标准一拖多软起动系统中，由一台高开、一台高压软起动器和一台选切开关组成电动机的起动回路。
3、运行回路：由N台高开分别为N台电动机提供电源，组成电动机的正常运行回路，并同时作为电动机的应急直接起动回路使用。
4、高压软起动器：连接于软起供电高开和选切开关、电动机间的起动设备，是起动回路中起动电动机的重要设备，符号为QBRG，简称为软起动器。
5、高开：应用于一拖多软起动系统中，在起动回路中使用，为高压软起动器提供电源，符号为K2，简称为软起供电高开；在电动机运行回路中使用，为电动机的正常运行提供电源，并要求同时满足电动机的应急直接起动，符号为Kn（n=3、4、5……n），简称为（1#、2#、3#……n#）运行高开。
6、选切开关：由N台真空接触器组成，接于高压软起动器的晶闸管功率组件负载侧，用于选择电动机以形成该台电动机的起动回路，起动完成后，切除电动机的起动回路，完成起动过程，符号为KMn（n=1、2、3……n，简称为（1#、2#、3#……n#）选切开关。因为开关处于软起动器的负载侧，一般也叫（1#、2#、3#……n#）下口开关。
7、旁路真空接触器：在高压软起动器中与晶闸管功率组件并联连接的真空接触器，旁路闭合关断晶闸管，作为起动回路中指示电动机完成起动过程并达到正常运行速度，符号为B1，简称为旁路开关。
8、 PLC控制系统：由可编程控制器PLC和小型控制继电器、电源等组成，对系统设备进行控制。
9、本安控制显示系统：司机操作进行起动、停止电动机的控制系统，集成了控制、显示、报警等功能。

项目负责人（签字）： 2014年1月20日
注：如本栏填写不下，可添页（大小应与本页同）

科技成果数据采集卡
主要用途：
井下主排水泵是煤矿的重要生产和安全设备，是煤矿机电设备四大件之一。它主要将煤矿井下的涌水排到地面净化水池，它能否安全可靠地运行，直接关系到煤矿的安全和生产。
为了缓解开泵时电机电流过高对其造成的损耗，我们在三水平泵房安装了两台电机软启动，分别带2#、3#泵和4#、5#泵电机，经过软启动的安装和调试，开泵进行软启的效果很理想，也达到了对电机启动时的保护效果，使电机具有完备的保护功能。

技术创新点：
1、系统可以通过控制一台软起动器,使用顺序方式、选择性方式起动多台电动机，从而降低用户的设备投入成本。
2、由N台高开分别为N台电动机提供电源，组成电动机的正常运行回路，并同时作为电动机的应急直接起动回路使用。
3、由一台可靠的PLC控制系统和本安控制系统组成。控制N台电动机的起动、停止，并显示系统的运行状态，指示故障状态。
4、其中高压软起动器需外供同一AC127V控制电源，由单独、可靠的低压照明综保供电。
5、具有全压和软起多功能系统启动排水泵电动机，在水泵运行高开面板上直接按下合闸按钮，水泵运行高开合闸，即直接全压起动水泵电动机：将软起/全压选择打到全压选择位置，全压选择指示灯亮，旁路开关B1动作合闸，复位控制显示屏上的禁控按钮，显示屏上的禁控指示灯不亮，按下起动钮，系统控制对应水泵运行高开合闸，直接全压起动水泵电动机。

研发起止时间：
2013年5月23日—2013年5月30日
资金投入：
1.5万元
经济效益、社会交益：
此次主排水泵电机安装软启动控制器装置改造，所用材料及配件全部就地解决，共投入1.5万元，而采用厂家生产的全套在线监控设备，则需投入资金3万元左右。而主排水泵电机软启动控制器装置的投入使用，解决了电动机启动电流过高的隐患，不仅大大降低了人工劳动强度，解决了电动机频繁更换材料配件的问题，也有效的控制了检修泵的数量问题，安全有效的保证了主排水泵的稳定排水。

项目完成单位（公章）： 项目负责人（章）：

基层单位鉴定意见：
这次南山矿动力科主排水泵电机安装软启动控制器装置的改造，不仅大大降低了人工劳动强度，解决了电动机频繁更换材料配件的问题，也有效的控制了检修泵的数量问题，安全有效的保证了主排水泵的稳定排水，不仅延长了电动机的使用寿命，也为电动机的材料配件做出了大量节俭。并在此过程中自行设计增加了保护功能和应急操作，使设备能够更加安全稳定的运行。
鉴定负责人：佟金龙 鉴定日期：2013年5月30日
鹤矿集团鉴定公司意见：

鉴定负责人： 鉴定日期：
资料目录：

（盖章）

附件2

成果
登记
登记号

批准日期

科学技术成果鉴定证书
鹤矿鉴字[20 ]第 号

成果名称：南山矿主排水泵电机安装软启动控制器装置改造

完成单位：龙煤矿业集团股份有限公司鹤岗分公司南山煤矿

鉴定形式：

组织鉴定单位：

鉴定日期：

鉴定批准日期：

简要技术说明及主要技术性能指标
 井下主排水泵是煤矿的重要生产和安全设备，是煤矿机电设备四大件之一。它主要将煤矿井下的涌水排到地面净化水池，它能否安全可靠地运行，直接关系到煤矿的安全和生产。
南山矿井下现有3个水泵房，一水平泵房共7台排水泵总排水能力约2486m3∕h，二水平泵房共4台排水泵总排水能力约1137m3∕h，三水平泵房共5台排水泵总排水能力约1690 m3∕h。现在排水泵电机都是通过按豆开关或高开进行全压启动水泵电动机，由于电机功率较大，启动电流较高平时开泵时对电机损伤也较大，对电机的使用寿命起到了一定得危害作用。

主要技术参数
(1) 额定电压：AC6KV±15%和AC10KV±15%
(2) 额定频率：50Hz
(3) 额定工作电流：200A/400A
(4) 最高开关频率：20次/小时（依据实际负载）
(5) 起动持续时间：≤30秒/次
(6) 真空接触器机械寿命：10万次
(7) 真空接触器电寿命：30万次
(8) 高压电气部分绝缘水平：23KV和30KV
(9) AC127V以下电气部分绝缘水平：2KV

工作原理
三组晶 闸管组件和旁路真空接触器并联连接组成软起动三相主电源回路系统。用户电网电源经供电高开输出端由高压电缆连接到三相晶闸管组件的输入端（标识为R、S、T），三相晶闸管组件的输出端由高压电缆穿过三相电流互感器连接到输出端子（标识为U、V、W），再由输出端连接到电动机（电源与负载端切勿接反,否则造成设备损坏）。三相电流互感器为电流反馈元件，其二次侧电流信号经导线传送给接口板，再由接口板连接排线将信号传输给SMC控制器，SMC控制器通过接收到的电流信号，对系统进行过载、欠载等相关保护和显示电流值；分压电阻反馈板为电压反馈元件，其输入端子由高压导线连接到三相晶闸管输入、输出端，采集高压信号，经分压电阻反馈板输出三相低电压反馈信号传输到接口板上,由接口板连接排线传送给SMC控制器进行处理。接口板通过光纤连接到三相晶闸管组件上的驱动板，实现了晶闸管组件和控制部分的电气隔离；SMC控制器产生驱动信号，驱动接口板上光纤传送器，通过光纤把驱动信号传送到驱动板，控制可控硅的关闭、导通。接口板也可以通过光纤接收来自驱动板的温度反馈，如果散热器温度高于设定值，SMC控制器停止三相晶闸管组件的驱动信号，并超温故障显示。当给出起动信号后，SMC控制器根据设定的起动曲线和采集到的电机实际起动电压、电流信号进行运算处理，连续输出调整晶闸管控制角的驱动脉冲，从而连续改变晶闸管上的压降，进而改变电动机的起动电压，使电机按设定参数对应的曲线起动，达到软起动的目的。当SMC控制器检测到电机运行转速接近电机额定转速时，SMC控制器发出“速度到达”指令，可编程的触点动作闭合，控制旁路真空接触器B1合闸，切除三相晶闸管组件回路，带电机全压运行，电动机的起动过程结束。当电动机正常或故障停机时，发出停机信号，旁路接触器B1释放，切断电动机主回路电源，电动机停止运行。

推广应用前景与措施
南山矿动力科排水泵电机都是通过按豆开关或高开进行全压启动水泵电动机，由于电机功率较大，启动电流较高平时开泵时对电机损伤也较大，对电机的使用寿命起到了一定得危害作用。
南山矿对主排水泵电机安装软启动控制器装置后，降低了电动机的启动电流，通过使用，发现一拖多高压软启动控制器非常适用，它不但启动水泵使用简单、方便，而且解决了全压启动时对电流过高的隐患，对电机起到了实质性的保护作用，降低人工频繁维修的劳动强度，开泵进行软启的效果很理想，也达到了对电机启动时的保护效果，使电机具有完备的保护功能，也为电动机的材料及配件做出了节俭，降低了待修泵的数量，使排水泵能够长期安全稳定的运行，为煤矿企业的安全、高效生产提供了有力保障。

主要技术文件目录及来源
1、《煤矿安全规程》
2、《矿山机电》

鉴定委员会专家测试报告

测试组长： 成员：
年 月 日

鉴定意见

鉴定委员会主任：________________ 副主任：____________
____________年______月____ 日

主持鉴定单位意见

主管领导签字：___________ （盖章）

__________年______ 月_____ 日
组织鉴定单位意见

主管领导签字：___________ （盖章）

__________年______ 月_____ 日

主要研究人员名单
序号
姓名
年龄
文化程度
所学专业
现从事专业
职称职务
工作单位
在成果中所起的作用
1
孙振海
46
大学
机电
机电
高级工程师、副矿长
南山矿
主持参加
2
佟金龙
49
大专
机电
机电
工程师、矿副总
南山矿
主持参加
3
梁民
46
大学
机电
机电
工程师、科长
南山矿
主持参加
4
赵海公
46
大学
机电
机电
高级工程师、党总支书记
南山矿
主持参加
5
房振江
48
大专
机电
机电
助工、技术科长
南山矿
主持参加
6

7
邴龙海
31
大学
机电
机电
助工、主任工程师
南山矿
主持参加
8

9
于海波
30
本科
机电
机电
助工
南山矿
主持参加
10

11

12

鉴定委员会名单
序号
鉴定委员会职务
姓名
工作单位
所学专业
现从事专业
职务职称
签名
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12