浅谈综采面组合开关的创新技术改造

发表时间:2019/9/27   来源:《知识-力量》2019年10月43期   作者:高飞
[导读] 分析了综采用组合开关存在的问题、损毁的原因,提出创新技术改造方法,最终获得了较好的效果。
(淮北矿业股份有限公司综采安拆分公司,安徽 淮北 235052)
摘要:分析了综采用组合开关存在的问题、损毁的原因,提出创新技术改造方法,最终获得了较好的效果。
关键词:综采面;组合开关;创新改造

 
             引言:
            煤矿综采面刮板输送机和转载机控制设备大部分使用矿用隔爆兼本质安全型四回路真空电磁启动器。生产过程中因生产量高、设备功率大、启动频繁等因素影响,导致其组合开关经常出现PLC智能控制主控制单元、驱动单元和信号反馈单元、功能自锁等损坏现象,影响正常生产。对此问题进行跟踪调查和剖析研究,对其实施综合性技术创新和改造,从而减少了故障率,提高了开机率,并能稳定性和可靠性运行了。
            1 组合开关存在的问题
            1)主控制单元。综采面比较多用QJZ-4×400/1140A型组合开关,其PLC主控制单元则是开关的内核心控制部分,它的内部主要有ATMEGA128L微处理器、EPM7032S可编程逻辑器件和IDTT130高速随机存取储存器,负责开关程序运行和逻辑组合。而主控单元在生产运行中,就曾多次出现低速不能同时启动、拒启和低速运行后转不上高速问题。拆解主控单元电路板发现,微处理器和可编程逻辑器件有损坏现象。
            2)控制驱动单元。其PLC控制驱动单元则是开关控制元件的驱动部分,它的内部主要有2142COR补偿运算放大器、M27C256B 可擦除可编程ROM芯片、EE80C196KC20微控制器、LOC111P光电耦合等元件,主要负责开关信号输入输出、逻辑运算处理、程序运行、模式转换、控制单元启动。而控制驱动单元在生产运行中却经常出现拒动、不转换高速和自动跳闸等问题。拆解驱动单元时发现,可编程ROM芯片、限流电阻也有损坏现象。
            3)辅助接点。开关启动后正常工作时,其驱动单元输出合闸信号经CKJ5-400交流真空接触器辅助接点反馈回驱动单元,从而使智能控制单元进行识别发出的启动运行指令是否被执行。假若执行开关自锁保持吸合,但不执行开关自保护跳闸,也不保持运行状态。检查发现,由于辅助接点频繁动作,接点易于损坏,再加上接点位置比较隐蔽,每次处理接点需1h左右,直接影响了生产时间。
            2 损毁的原因分析
            1)主控制单元和驱动单元部分。由于PLC可编程智能主控制单元和驱动单元内部的微处理器、微控制器、信号处理器、运算放大起等集成电路,对工作电源信号有较高的质量要求,国内和进口集成元件性能可靠、稳定,质量基本能得到保证,所以集成电路自身的质量问题就导致了主控制单元和驱动单元损坏可能性较小。排除内在因素,通过控制单元、驱动单元拆解分析,因近年来电气设备大量使用了软启动和变频器调速设备,启动控制调速过程中产生的高次谐波回馈至电网,与电网频率不匹配,对同一电网其它设备就造成干扰,破坏了电网的稳定性和安全性。高次谐波经电网回馈至开关电源后,经电源模块便进入到主控制单元和驱动单元,从而直接影响到微处理器、运算放大器、信号处理器、可编程控制器等器件的稳定性、可靠性,以致集成电路被损坏,开关出现误动、拒动和程序紊乱。所以,电网的污染产生,才是高次谐波导致主控制单元和驱动单元损坏的根本原因。
            2)驱动单元漏电检测部分。在以上分析的驱动单元损坏原因外,那么另一个原因就是QJZ-4×400/1140A型组合开关的漏电检测单元直接串接于了1140V高压电源上。我们通过组合开关内部转换接点保证开关在停机时对负荷线路绝缘进行检测,因CKJ5-400型交流真空接触器长期大负荷分合,再加上本身的质量原因,其真空管多次发生粘连,从而导致1140V高压电压直接窜入驱动单元之内,致使驱动单元内的集成元器件被损坏。
            3)真空接触器和辅助接点部分。该组合开关内的CKJ5-400型交流真空接触器,由于长期频繁的动作,加上其辅助接点容量又小,则易于折断。所以,辅助接点接触不好则是导致驱动单元合闸信号无法及时反馈,转换继电器不自锁,以及开关合闸后掉闸和不能保持在运行状态的主要原因问题。
            3 创新技术改造方法
            1)改造主控制单元和驱动单元部分运行可靠性。改造为了解决高次谐波经电源进入PLC智能主控制单元和驱动单元干扰驱动程序运行可靠性,避免主控制和驱动单元损坏,我们选用ZYH-EL-3A型过滤器,加装在电源模块输入端对此高次谐波有效过滤,不让电网高次谐波进入PLC智能控制单元(见图1)。
            2)改造漏电检测单元的高压窜入。为了解决漏电检测单元高压窜入驱动单元,选用180KD20型压敏电阻,加在驱动单元内。只要1140V高压窜入驱动单元时,则直接通过压敏电阻接地,防止了损坏驱动单元(见图1)。
 
            3)改造交流真空接触器辅助接点。为解决CKJ5-400交流真空接触器辅助接点损坏导致组合开关掉闸和不保持,特将驱动单元合闸信号接点开关自保(自锁)接点从KM1、KM2、KM3、KM4真空接触器辅助接点上,改造在KM11、KM22、KM33、KM44中间继电器上,能有效防止辅助接点导致的组合开关掉闸和不保持(见图2)。
 
            4 改造后的效果评价
            对综采所使用的该类组合开关技术创新改造后,经过一个多月的实地运行,并没发生PLC主控制单元和驱动单元损坏的现象。显然其故障率得以降低,也减少了开关的维护量,并降低了维护费用,并能保证了设备安全稳定运行。
            结束语:
            对于该类型组合开关的技术创新改造,有效解决了影响生产的问题,节省了一定的投入费用,并能为以后类似问题的出现找出解决途径。
参考文献
[1]夏护国.煤矿综采工作面组合开关的研究与应用[J].煤炭工程,2007(02).
[2]邵春雷.综放工作面组合开关故障分析与综合技术改造[J].煤,2011,4:34-35.
 
 
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