通风机变频器、控制技术规格书

潞安新疆煤化工（集团）

砂墩子矿井

通风机变频器、控制

技术规格书

中煤国际工程集团华宇工程

二零一零年八月

第一章概述

1、使用条件

1.1、服务年限：中央回风立井服务年限约20年。气象条件

1.2、气候类型：本区属大陆性温带干旱气候，干旱、少雨雪。

1.3、气温：年平均最高气温31℃至35℃，极端最高气温达43.9℃；年平均最低气温

-18℃至－15℃，极端最低气温－31.9℃。

1.4、风向、风速、风压：春夏两季多风，风向以东北风为主，平均风速为

2.8m/s最

速为26.4m/s，基本风压为0.6kN/m2。

1.5、降雨量：常年少雨雪，全年降水量不足40mm，降水日数不足25天，年平均蒸

3064.3mm。

1.6、土壤最大冻深：1.27m。

2、通风机概况：

砂墩子矿井风井场地选用2台变频调速的防爆对旋轴流式通风机，一台工作，一台备用，采用两级对旋，设备安装于回风立井井口。

通风机驱动电动机为矿用隔爆型异步电动机,功率：560kW；电压：660V；驱动方式：变频驱动：数量：4台(每台风机配2台电机)；冷却方式：风冷；电机定子绕组部分应装设温度检测传感器。

通风机配电室电源引自110kV变电站10kV不同母线段。

风机在线监测装置由通风机主机厂配套供货根据相关规要求。

第二章变频器

1. 变频调速装置技术要求

1.1.变配调速装置要求运行方式选择灵活，可自由实现两台电机同时对旋运行，单台电

机运行方式选择，正风、反风无需进行机械反风操作，通过给定控制信号即可进行反风与正风的转换。根据矿井风量、风压、风阻、等参数，通过控制电位器即可调节风量。

1.2.可与矿井监控系统、主扇自动监控系统组成闭环控制系统。

1.3.系统由四台变频器带工频旁路组成的变频柜及PLC控制柜构成。

1.4.控制方法：频率控制（U/f）；闭环频率控制；闭环矢量控制

1.5.系统要具备软启动软停止功能。

1.6.能实现风量自动和手动调节功能,电机转速连续可调。

1.7.每套对旋风机从控制上能实现两台电机同时正转、反转，也可以实现单台电机正转、

反转。

1.8.能实现反风操作功能，同时两台或单台电机均能实现反风操作。

1.9.控制方式具备自动、手动、就地三种模式。

1.10.具备故障报警和声光指示功能。

1.11.必须具有过流保护、过载保护、制动电阻过载保护、过压保护、

1.1

2.欠电压保护、接地保护、缺相保护、IGBT保护、电机热保护、变频器过热保护、

失速保护、+24V和+10V参考电压短路保护等。

1.13.具有电源监测功能。

1.14.具有电机相监控功能。

2. 变频器型号：

采用NXC06506G5L0TSFA1A2A5D2+IFD+ACH+ACL+ 0DU型变频器，订货时应包括变频器,柜体,进线开关、旁路柜、和附件等.

3.主要技术指标

3.1变频器输入电源：

额定输入电压： AC660V

电压波动围：-10%～+10%

额定输入频率：45...66Hz

3.2变频器输出：

控制功率：560kW

输出电压：三相AC 0～660V

输出频率：0～50Hz连续可调

连续输出电流：650

启动转矩：150%（低过载）；200%（高过载）

频率分辨率：0.01Hz

3.3控制特性

3.3.1要求具有先进的矢量控制技术构成的高性能交流调速装置,恒转矩负载，起动

转矩大，过载能力强。能有效地控制风机电动机的软启动/软停车整个动态过

程。

3.3.2变频器容量和配置:采用变频对电机“一拖一”控制方式。

3.3.3容量选择：驱动电机的功率为560kW，考虑到过载能力裕量，选用输出电流650A

变频器，满足启动时的过载要求，变频器输入电压围为690V，变频器输出电

压围为0～690V。

3.3.4动态负荷检测与速度控制:根据实际需用风量的大小来确定风机的实际运行速

度，采用两种给定方式：变频器给定、PLC调速给定。

3.4变频器基本性能：

3.4.1符合并优于IEEE519～1992及GB/T14519～93标准对电压失真和电流失真最严

格的要求，电机不会受到变频装置对输出电缆共模电压和dv/dt的影响。

3.4.2在20～100%的负载变化情况达到或超过0.95的功率因数。

3.4.3转矩脉动小于0.1%,避免喘振现象。

3.4.5 满足输出电缆长度200米要求。为确保电机安全、长期运行，变频器必须输出

正弦输出电流和电压波形，因此要求变频器输出线电压必须在20电平以上，

必须加装变频器同品牌的输出滤波器。

3.4.6可空载调试，也可在没有10KV高压情况下用低压电进行空载调试，变频器可

在输出不带电机的情况下进行空载调试。

3.4.7控制采用带速度传感器矢量控制，起动转矩可达150%。

3.4.8电压下降35%之前可降额运行，变频器效率为98.5%。

3.4.9控制系统采用全数字微机控制，有自诊断功能，电机参数自动检测、控制系统

参数自动优化。

3.4.10变频器功率单元和主控系统通讯采用光纤连接，具有良好的通信速率和抗干

扰能力。

3.4.11调速围：0-100%连续可调。

3.4.12输出频率0-320HZ。

3.4.13变频器抗地震能力为8级，振动0.5G。

3.4.14整流形式及整流元件：系统组成12脉冲脉动整流；

3.4.15逆变形式及逆变元件：PWM，IGBT，无传感器矢量控制。

3.4.16可靠性指标：（平均无故障工作时间）：100000小时以上；

3.4.17本体效率：98%以上；

3.4.18冷却方式：强制风冷

3.4.19过载能力：150%，1分钟

3.4.20防护等级：IP21

3.4.21噪声等级：≤80dB；

3.4.22过载能力：150%，1分钟

3.4.23制动转矩：直流制动30%*Tn

3.4.24模拟量信号输入规格及数量：4-20mA,≥1

3.4.25模拟量信号输出规格及数量：4-20mA,≥3

3.4.26开关量信号输入数量：≥10

3.4.27开关量信号输出数量：≥4

3.4.28整流及逆变触发信号采用光纤隔离。

3.5变频器控制接口

3.5.1 、2路4～20mA或0～10V模拟量输入。

3.5.2 、2路4～20mA模拟量输出或0～10V用以输出电机电压，电流和频率等指示

信号(可程序修改)。

3.5.3 、10点开关量无源输入：自动起动/停止，手动起动/停止，紧停，复位等。

3.5.4、4点开关量无源输出：变频器就绪，运行，故障等 (容量220VAC/5A)。

3.5.5、变频器带有DeviceNet通讯接口，可以将功率因数、输出频率、输出电压等

参数通过通讯接口传送至PLC。

3.6、变频装置有隔离变压器的各种保护。

3.7、变频器带转速跟踪再起动功能。

3.8、变频装置在进线侧有：欠压保护；过压保护；瞬间过流；接地故障保护；过载保

护；系统自保:驱动板欠压保护；控制电源欠/过压保护；过温保护；信号丢失保护。

3.9、变频装置在电机侧有：短路保护；过载保护；过压保护；超速保护；过温保护；

中性点过压保护；磁通不平衡保护。

3.10、制动：变频器在停车是能够提供制动不小于30%*Tn转矩。

第三章 PLC控制系统

1.PLC控制系统概述

1.1、通风机PLC控制系系统为煤矿通风机电气部分的重要组成，应与其他配电设备同

时招标，确定控制系统工程施工单位，明确施工方案，及时与设计单位及其他相关

系统生产厂家沟通，协商施工细则。

1.2、通风机PLC控制系统由可编程控制器（PLC）构成（包括后台工控机及打印机）。

通风机采用PLC控制，监控系统应具有轴承温度、风机运行振动、风机风量、静压、全压、风速、风门开度、电源等状态和参数的自动监控、动态显示功能；有与全矿安全生产监控系统联网进行数据通信的接口；操作方式应具有自动、手动、遥控三种方式。

1.3、通风机的控制系统应能沟满足远距离起动和停止通风机，需要反风时能远距离控

制反风的要求。

1.4、通风机控制系统应具有报警功能，当各种参数超过允许值时应能够依据超过允许

值的大小发出报警信号或实现故障停机，信号应为声光兼备。

1.5、PLC可编程控制器是整个系统的控制核心，必须稳定、可靠、高速，采用高性能

PLC，PLC 的I/O接口应有不少于20%的备用量，必须使用AB公司CompactLogix产品。

2.控制系统操作方式：

2.1、自动方式:

风机具备了自动运行的必要条件，例如变频器起动柜没有故障、风机的控制系统没有故障报警、润滑系统、蝶阀控制回路没有故障等情况下可以进行自动方式运行。

操作员在操作站的工控组态软件运行窗口，选择处于远控待命状态的风机，然后按“起动”按钮，起动此风机，按“停止”按钮，停止此风机。整个起停过程由自动运行程序控制。

2.2、手动方式:

当PLC系统产生故障或调试设备时，不能进行自动运行程序控制时的应急起动方式。此时，操作员通过变频器柜和开关上手动操作按钮，控制风机起停、蝶阀开闭、润滑站起停。同样也可作为紧急停止使用。用户如果在对风机运行工况有充分了解的基础上，可以直接就地操控本台风机的设备。手动控制主要用于设备检修及试车

2.3、遥控方式:

在矿井调度室进行操作，通过监控网络将操作命令下达至通风机监控系统中，由PLC控制完成各种操作并检测反馈信号。

3.监控系统功能：

3.1工作方式：自动、手动、遥控；

3.2控制通风设备正常通风操作和反风操作，并且反风操作的时间小于10min。

3.3控制蝶阀的开闭，并监测到位信号；

3.4控制风机电机变频器的分合闸，并监视其故障保护状况；

3.5控制风机电机旁路柜的分合闸，并监视其故障保护状况

3.6监测风机电机的轴承温度、绕组温度信号、风机转速；

3.7监测风机制动器的位置及状态；

3.8根据通风机在线检测系统提供的静压、压差检测信号，绘制静压、风量、风速和效

率曲线，并提供历史数据查询；

3.9采集并显示电机的电压、电流、有功、无功、频率、功率因数；

3.10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；

3.11应具有网络通信接口能力：RJ45接口，TCP/IP协议，OPC软件接口。

3.12提供DeviceNet接口，可以接入变频器系统

3.13提供Modbus-RTU接口，可以接入数字仪表系统

3.14显示在线测量与处理的风机的参量，并能够以指定时间间隔刷新，便于各种参数的

直接定位观察和使用。便于观察指定时间长度各种不同参数的变化趋势。

3.15以历史曲线图形显示测量与处理的风机运行参数，并能够查询任意历史时刻的数

据，历史数据在计算机数据库中的保留量为一个月或指定时间跨度，也可拷贝到磁盘长期保存，便于查询分析。

3.16能够以报表形式查询显示，在线测量与处理的风机运行参数的历史数据，便于值班

人员打印值班报表及技术人员定量分析、研究和准备数据制作性能曲线。

3.17能够以多种形式对在线测量与处理的风机运行参数越线报警。

4.技术指标

4.1工作电压；交流220V

4.2变送器精度：小于0.5级

4.3监测精度：

风量：2.5级

压力：0.5级

电参数：0.25级

温度：0.5级

5.通讯：

5.1提供以太网通信接口，能够将系统所有信息通过矿井工业以太网上传至矿调度中心，

实现信息的上传下达。

5.2提供DeviceNe接口t、Modbus-RTU接口通信接口，实现与变频器系统和数字仪表

系统通信功能

5.3能够通过太网通信接口，实现与通风机在线监测系统通信功能。

6.系统监控软件

通过点击菜单栏的下拉菜单按钮，打开相应的窗口画面，功能不少于以下：

6.1系统管理下拉菜单：用户窗口管理、登录用户、注销用户、修改密码、用户管理、

退出系统。

6.2运行状态下拉菜单：运行窗口（上电后自动加载，为主窗口，反映风机设备的运行

状态，如通风机是否处于运行状态，转向如何，风门的开闭状态、工作方式是自动还是手动、本次运行的持续时间，显示已运行风机电机的绕组和轴承的温度、风机主轴承的温度、振动位移值、风机的风量、风速、静压、效率。自动方式下，经过授权的操作员可以操控两台风门的开闭、风机的起停，液压站电机和加热器。）、实时报警、历史报警。

6.3风机数据下拉菜单：风量风速、、静压效率、历史数据、风机电量。

6.4温度数据下拉菜单：电机温度、风机温度、历史数据。

6.5设备状态下拉菜单：高压柜、低压柜、通风机、蝶阀、润滑站。

6.6其他下拉菜单：帮助、关于

7.后台工控机配置：

P4/2.8G/512M/80G/DVD光驱/log键盘/log鼠标；

D-Link以太网卡， 12×DVD；

8.监控系统PLC模块配置：见设计单位图纸

9. PLC柜体尺寸：

9.1 PLC柜为非标柜体，由控制系统工程施工单位提供。

尺寸2200（H）X 1000（W）X800 （L）mm，

柜屏位全封闭结构，前后开门，柜门为外扣式。

9.2详见PLC配置图及PLC柜电源系统图。

10.操作台：钢制或木制，尺寸根据房间尺寸和摆放位置定

第四章设备清册

1、变频器设备

2、控制系统

备注：1、变频器柜和变频旁路柜应由变频器厂家一起提供，变频器厂家根据低压柜厂家提供的690V水平母线位置确定旁路柜垂直母线位置。

2、低压柜厂家必须提供10/0.69kV变压器与低压柜之间的密集型母

线，包括吊挂支架和始端单元等安装附件。

3、低压柜厂家必须提供0.69kV系统水平贯穿母线，包括变频器柜和

变频旁路柜水平母线。

4、附供电系统图

工期三个月