邢臺煤礦—450水泵電機溫控系統(tǒng)改造

唐賀龍

摘 要：邢臺煤礦-450泵房有3臺水泵，擔(dān)負著該礦-450水平以及-450以下水平的排水任務(wù)。該泵房日常排水量不大、環(huán)境潮濕，沒有配備泵工值班， 以往是定期派泵工去巡檢，根據(jù)水位情況有選擇地人工抽水。另外，由于水泵電機也不是長時間、連續(xù)工作，在潮濕的環(huán)境中因為呼吸性現(xiàn)象造成絕緣低，容易發(fā)生燒壞電機事故。因此，需要對排水系統(tǒng)進行升級改造，以實現(xiàn)對-450泵房水位和水泵電機溫度的實時監(jiān)測和控制。

關(guān)鍵詞：煤礦排水；呼吸現(xiàn)象；電機絕緣；溫度控制

1 舊系統(tǒng)存在的問題

邢臺礦-450泵房日常排水量不大、環(huán)境潮濕，因此沒有配設(shè)專門值班的泵工進行抽水，而是定期派泵工去根據(jù)水位情況有選擇地人工抽水，在這種情況下，過去對-450泵房的水位情況就沒有第一時間掌握的能力，只有在泵工去巡檢或定期抽水時才能了解到水位情況，因此對突發(fā)性大量出水的及時抽排存在隱患，如果遇到突發(fā)性的大量來水則會造成巷道或泵房積水、甚至淹沒。另外，-450泵房環(huán)境比較潮濕，由于水泵電機也不是長時間、連續(xù)工作。電動機的起動、停止時內(nèi)部的高溫和外部潮濕環(huán)境的巨大溫差和濕度差會造成電機內(nèi)外部的呼吸性現(xiàn)象，使潮氣進入電機內(nèi)部，造成電機因受潮而絕緣降低。當再次啟動電機時容易燒壞電機，以前就發(fā)生過類似事故。因此，-450泵房的升級改造勢在必行。

2 系統(tǒng)概況

-450泵房水泵電機溫控系統(tǒng)核心單元為2臺KXB-660W型礦用隔爆型電機溫度控制器、2臺超聲波液位計，配合井下電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，通過交換機實現(xiàn)與上位機之間通訊，實現(xiàn)對-450泵房3臺水泵、電機的實時監(jiān)測?，F(xiàn)場的控制器能顯示所控制電機的運行狀態(tài)、時間及環(huán)境溫度，電機當前溫度；井上的上位機能顯示每臺水泵的水倉水位、水泵軸溫、電機軸溫、電機定子溫度，如圖1。

圖1

3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能與設(shè)置

上位機和交換機位于井上環(huán)境良好的值班室（運轉(zhuǎn)組）內(nèi)，2臺KXB-660W型礦用隔爆型電機溫度控制器安裝于井下無粉塵、通風(fēng)良好和無滴水的-450泵房內(nèi)；2個液位計分別裝在1#、2#小井井口，電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)安裝在30米之內(nèi)的-450中央變電所內(nèi)。

KXB-660W型礦用隔爆型電機溫度控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)：核心部件主盤板，其上裝有斷路器、雙向可控硅、控制變壓器、開關(guān)電源、隔離器、控制接線端子等元件，負責(zé)信號采集后的處理和控制；控制器控制部分有主回路和控制回路。主回路主要有斷路器、雙相可控硅組成。控制回路主要有控制板（其上設(shè)置有一塊單片機控制板）、變送器、繼電器、液晶等組成。通過控制板中固化的程序?qū)崿F(xiàn)整個控制器的各種保護功能。溫度傳感器和超聲波液位計負責(zé)采集水泵、電機軸溫和水倉水位。

裝置安裝有高清LFD顯示屏，如圖2，除了地面值班人員可以觀察實時數(shù)據(jù)之外，現(xiàn)場也可通過顯示屏進入循環(huán)顯示界面，查看控制電機狀態(tài)，方便現(xiàn)場工作人員對系統(tǒng)實時狀態(tài)的了解和對系統(tǒng)的操控。

圖2 電機顯示界面

該溫控裝置屬于智能化設(shè)備，采用微控芯片，全面控制大型電機設(shè)備的定子溫度變化，減少設(shè)備由于溫升快速跳變帶來的內(nèi)部應(yīng)力。在電機溫度控制器的基礎(chǔ)上加上數(shù)據(jù)采集通訊模塊，每個水倉安裝一臺超聲波液位計，實現(xiàn)水倉液位的實時監(jiān)測，配套上位機軟件實時顯示井下泵房液位，電機前、后軸承溫度等模擬量參數(shù)?？刂破鲗λ畟}水位、水泵軸溫、電機軸溫、電機定子溫度、等參數(shù)的實時監(jiān)測。設(shè)備通過485轉(zhuǎn)RJ45模塊通過交換機實現(xiàn)與上位機之間通訊。實現(xiàn)了對-450泵房排水設(shè)施的集中監(jiān)控，并能夠結(jié)合先進的控制思想合理調(diào)度設(shè)備運行。

4 系統(tǒng)工作流程和原理

溫控系統(tǒng)實時監(jiān)測-450泵房的水位高度，運轉(zhuǎn)組值班人員通過上位機觀測水位信號和各參數(shù)信息，需要進行排水時進行排水。排水過程中：水泵電機啟動前，控制器對電機進行檢測進行必要的加熱和除潮，提高電機絕緣，避免電機絕緣低而被燒毀。排水完畢后，設(shè)備電機停止工作，控制器檢測到信號自動進入降溫控制?？刂破靼丛O(shè)定曲線（設(shè)備出廠時根據(jù)需求對控制溫度的可變電位器進行整定）控制設(shè)備的溫度，穩(wěn)步下降，保護設(shè)備不因為溫度突變而產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，影響設(shè)備使用壽命，到接近環(huán)境溫度時自動停止控制工作。

5 結(jié)語

電機溫控系統(tǒng)的設(shè)計和投入使用，實現(xiàn)了對-450泵房水倉水位的實時監(jiān)測和控制，并有效地保護了水泵電機的絕緣性能、降低了事故率、延長了電機的使用壽命、減少維修次數(shù)，同時也降低了泵工的工作量以及用工成本，在提高泵房安全系數(shù)的同時也增加了企業(yè)的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]田渝飛.礦用隔爆型電機溫度控制器的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2013.7.