邢臺煤礦—450水泵電機溫控系統改造

唐賀龍

摘 要：邢臺煤礦-450泵房有3臺水泵，擔負著該礦-450水平以及-450以下水平的排水任務。該泵房日常排水量不大、環境潮濕，沒有配備泵工值班， 以往是定期派泵工去巡檢，根據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、連續工作，在潮濕的環境中因為呼吸性現象造成絕緣低，容易發生燒壞電機事故。因此，需要對排水系統進行升級改造，以實現對-450泵房水位和水泵電機溫度的實時監測和控制。

關鍵詞：煤礦排水；呼吸現象；電機絕緣；溫度控制

1 舊系統存在的問題

邢臺礦-450泵房日常排水量不大、環境潮濕，因此沒有配設專門值班的泵工進行抽水，而是定期派泵工去根據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，因此對突發性大量出水的及時抽排存在隱患，如果遇到突發性的大量來水則會造成巷道或泵房積水、甚至淹沒。另外，-450泵房環境比較潮濕，由于水泵電機也不是長時間、連續工作。電動機的起動、停止時內部的高溫和外部潮濕環境的巨大溫差和濕度差會造成電機內外部的呼吸性現象，使潮氣進入電機內部，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，以前就發生過類似事故。因此，-450泵房的升級改造勢在必行。

2 系統概況

-450泵房水泵電機溫控系統核心單元為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，配合井下電網監控系統，通過交換機實現與上位機之間通訊，實現對-450泵房3臺水泵、電機的實時監測。現場的控制器能顯示所控制電機的運行狀態、時間及環境溫度，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 系統結構功能與設置

上位機和交換機位于井上環境良好的值班室（運轉組）內，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、通風良好和無滴水的-450泵房內；2個液位計分別裝在1#、2#小井井口，電網監控系統安裝在30米之內的-450中央變電所內。

KXB-660W型礦用隔爆型電機溫度控制器內部結構：核心部件主盤板，其上裝有斷路器、雙向可控硅、控制變壓器、開關電源、隔離器、控制接線端子等元件，負責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實現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據之外，現場也可通過顯示屏進入循環顯示界面，查看控制電機狀態，方便現場工作人員對系統實時狀態的了解和對系統的操控。

圖2 電機顯示界面

該溫控裝置屬于智能化設備，采用微控芯片，全面控制大型電機設備的定子溫度變化，減少設備由于溫升快速跳變帶來的內部應力。在電機溫度控制器的基礎上加上數據采集通訊模塊，每個水倉安裝一臺超聲波液位計，實現水倉液位的實時監測，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。控制器對水倉水位、水泵軸溫、電機軸溫、電機定子溫度、等參數的實時監測。設備通過485轉RJ45模塊通過交換機實現與上位機之間通訊。實現了對-450泵房排水設施的集中監控，并能夠結合先進的控制思想合理調度設備運行。

4 系統工作流程和原理

溫控系統實時監測-450泵房的水位高度，運轉組值班人員通過上位機觀測水位信號和各參數信息，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，設備電機停止工作，控制器檢測到信號自動進入降溫控制。控制器按設定曲線（設備出廠時根據需求對控制溫度的可變電位器進行整定）控制設備的溫度，穩步下降，保護設備不因為溫度突變而產生內部應力，影響設備使用壽命，到接近環境溫度時自動停止控制工作。

5 結語

電機溫控系統的設計和投入使用，實現了對-450泵房水倉水位的實時監測和控制，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，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的同時也增加了企業的經濟效益。

參考文獻：

[1]田渝飛.礦用隔爆型電機溫度控制器的應用[J].科技風，2013.7.