济西水泵6000V软启动方案

井下中央泵房应用QBG-180/6000R软起动装置方案介绍

一、概述：

QBG-180/6000R通用型高压软起动装置是由我公司引进美国A-B公司的核心技术，同时结合我公司多年生产矿用电器产品经验而研制成的高科技产品。本软起动装置采用了先进的电力电子器件和全数字控制技术，具有起动性能可靠、操作简单方便和使用故障率极低的优点。本软起动装置具有电动机过流、过载、欠载、过压、欠压、三相电压不平衡、堵转、缺相及晶闸管过热等18种保护功能和三相电流、电压、功率因数等实时监测功能；具有先进的故障记忆功能：能保留近三十次故障的代码和最后一次故障的参数；作为煤矿井下水泵的软起动装置，是十分理想的，同时可以采取一拖一、一拖二、一拖三、一拖四等多种方式对大型水泵进行控制。

本软起动装置还装备有RS-485通讯接口，可以与矿计算机网络连接，实现远程集中控制和远程故障诊断。

二、现场情况：

泵房现水泵 3台； 电机型号： ； 电机功率： 710KW； 电 压： 10KV； 水泵型号： ； 管 径： ；

工作情况：工作 台、备用 台、检修 台。 三、规范与标准 3.1 遵循的设计原则

1）以《煤矿安全规程》为基础，并结合现场实际情况；

2）遵循“五高”建设方针，即高起点、高技术、高质量、高效率、高

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效益，突出效益优先；

3）技术先进，可靠性高，扩展与升级容易，具有故障自诊断功能，做到够用、适用、好用、易扩展；

4）充分利用现有资源，在技术先进的基础上，做到经济实用； 5）网络通讯功能强大，易于与其它系统集成。 3.2 遵守的主要现行标准

GB4796 《电工电子产品环境条件》

GB20062 《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》 GB4720-84 《低压电器电控设备》

GB50171-92 《电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施式及验收规范》 IEC144 《低压开关和控制设备的外壳防护等级》 ANSI488 《可编程仪器的数字接口》 ISA-55.2 《过程运算的二进制逻辑图》 ISA-55.3 《过程操作的二进制逻辑图》 ISA-55.4 《仪表回路图》 四、使用环境条件：

⑴、工作环境温度：0～+40℃； 贮存环境温度：-20～+50℃；

⑵、海拔高度：不超过+2000m，不低于-1000m； ⑶、空气相对湿度：不大于95%（+25℃）； ⑷、与垂直面的安装倾斜度不大于15°； ⑸、无滴水和淋水的地方； ⑹、无显著摇动与冲击的地方； 五、主要技术参数：

⑴ 额定电压：AC10KV ±15%； ⑵ 额定频率：50Hz；

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⑶ 额定电流：180A ⑷ 额定功率：710KW

⑸ 起动连续时间：0-60S可调； ⑹ 真空接触器机械寿命：10万次； ⑺ 真空接触器电寿命：30万次； ⑻ 高压电气部份绝缘水平：20KV； ⑼ 低压电气部份绝缘水平：2KV；

⑽ 外形尺寸： 1200mm（L）×800 mm（W）×2200mm（H）。 或根据用户要求 六、工作原理：

软起动工作原理，本软起动控制方式可分为就地控制和远方控制，SMC智能控制器可以设置为三种起动方式：软起动方式、泵控方式、限流起动方式。软起动方式又可分为：斜坡起动方式、双斜坡起动方式、带突跳起动方式、带S形起动曲线的起动方式。（软起动方式的特点是可以设定起动初始转矩的百分比和起动时间，根据负载的不同调整初始转矩的设置，最后得出一个最佳起动曲线。软起动方式适合于水泵类变转矩负荷的起动。泵控方式主要适合于水泵的起动，泵控方式还具有泵停止功能，可以防止水泵停止时水锤冲击造成机械的损坏。）

A、本安控制显示箱、高压开关、软起动及智能真空开关装置均以屏蔽控制电缆连接。

B、顺序起动流程(以1#、2#起动为例):以就地控制方式为例 (1)合上上级10KV高压开关，高压开关电源侧有10KV电。

(2)按下本安箱上的“1#高压开关闭合”按钮，程序控制使1#高压开关闭合,软起动电源侧有电，按下本安箱上的“6#开关闭合”按钮，使智能真空开关装置内6#开关闭合，1号电机起动准备（起动时间现场设定）。本安箱显示“1#高压开关闭合”、“6#开关闭合”。

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(3) 本安箱上“就地/远控”旋钮转换到“就地”位置，“软起/全压” 旋钮选择在“软起”位置，按下“起动”按钮，1#电机软起动开始, 在起动的过程中（见附图1），SMC对采集到的起动电压、起动电流进行即时的计算处理，根据贮存在计算机软件中的电机数学模型进行数学运算，得出电机的实际转速。当该转速接近电机的额定转速时，SMC发出UTS（Up To Speed）指令，SMC内辅助继电器吸合，其常开接点闭合，使中间继电器BC吸合。BC吸合后，其常开接点闭合，使BCE中间断电器有电吸合，其常开接点闭合，使合闸线圈CC有电，旁路高压开关闭合，6#开关断开，2#开关闭合，1#水泵正常运行。本安箱显示“1#水泵运行”。

(4) 2#水泵电机的起动过程：按下本安操作箱“7#开关闭合”按钮，7#开关闭合 软起动工作 经过0-60S 2#电机水泵运行。

C.系统内部闭锁:（闭锁全部由控制箱PLC程序控制完成） (1)1#高压开关、6#开关闭合,2#高压开关不能闭合,软起动装置允许 起动1#电机运行

(2)1#高压开关、7#开关闭合,3#高压开关不能闭合,软起动装置允许 起动2#电机运行

(3)1#高压开关、8#开关闭合,4#高压开关不能闭合,软起动装置允许 起动3#电机运行

(4) )1#高压开关、9#开关闭合,5#高压开关不能闭合,软起动装置允许 起动4#电机运行

(5) 6#、7#、8# 9#开关最多只能有一台闭合

停止时，可采用“软停”功能，软停/停止进行转换。软停的过程与软起过程相同，过程相反。停止也可以直接停泵。

上述是水泵顺序起动方式，也可以采用同时软起动两台水泵或三台水泵，也可采用先软起一台再同时软起两台的方式。软起动和软停止的过程由可编程序控制器根据用户需要现场编程来完成。由于采用PLC可编程序

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控制器来完成运行过程控制，因而操作非常简单方便，现场人员可以选定操作方式。 操作方式；

① 顺序软起动 1# 2# 3# 4#顺序软停止4# 3# 2# 1# ② 一拖四软起动 同时起动1#、2#、3#、4#四台同时软停或分别软停。

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附图一（控制电路原理）

1 AC110V BC BC BCE BCE BCE BCE CC 2 HC B BCE PLC SP HK CR B CR CR CR BC 11 13 14 15 16 17 18 19 20 L N G U1 T1 SMC BUL 825 25 26 27 28 29 30 故障扣信号 B 运行信号 冷却风扇 AC220V

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八、电气布置

本软起动装置在电气布置上（见电气布置图）分为：主电路、反馈电路和控制电路三部分。其主电路是由串联在电动机三相定子绕组中的反并联连接的晶闸管组组成，而由于耐压的要求，在6KV主电路中，晶闸管一般是三只串联，六只晶闸管组成一相的反并联组。起动时，根据计算机内设定的起动曲线，智能马达控制器根据采集到的电动机实际起动电压和起动电流信号进行运算处理（速度环、电流环），使电机按设定的起动曲线起动，达到软起动的目的。

驱动模块通过光纤与计算机接口模块连接，从而接收智能马达控制器（SMC）来的指令，采用光纤连接大大提高了装置的抗干扰能力，大大提高了装置的可靠性。

计算机接口模块的功能有：

⑴ 向三相驱动模块SPGD传递计算机发出的指令。 ⑵ 采集主回路电压反馈信号

⑶ 接收智能马达控制器SMC发出的指令。

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电气布置图

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九、运输和安装：

⑴、该软起动装置为电力电子器件组成，在运输过程中应按包装箱上标志

搬运，避免强烈震动，严禁翻、滚运输；

⑵、软起动装置尽量安装在干燥、通风的区域，距墙距离应大于0.8米； ⑶、软起动装置应垂直安装，与垂直面的安装倾斜度最大不超过15°； ⑷、电源线和负荷线按标志正确接线，不得接错；

⑸、软起动装置隔爆外壳应可靠接地，连接软起动器至配电室接地母线之

间的接地线应用断面不小于25mm的裸铜线，或厚度不小于4mm，断面不小于50mm的镀锌扁铜。 十、使用注意事项：

⑴、软起动装置其隔爆外壳及本安接线腔的结构及电气参数在出厂前均已

装配调试合格，用户严禁改动，以确保本产品的隔爆性能。

⑵、检修或故障处理需打开隔爆箱体时，必须先将上级高压馈电开关断

开，确认无电后方能进行。

⑶、禁止对软起动装置的主回路进行耐压试验，当需要进行绝缘摇测时，

必须用跳线短接晶闸管并断开所有高压反馈线，以免损坏元器件。 (4)、不得随意曲折箱内光纤，以免损坏光纤，影响软起动器的正常工作。 (5)、软起动器使用之前，必须通过SMC进行起动方式，起动参数的设置和

电机参数的填写、设置和填写结束，将SMC遣回到运行显示状态

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