邢台煤矿—450水泵电机温控系统改造

唐贺龙

摘 要：邢台煤矿-450泵房有3台水泵，担负着该矿-450水平以及-450以下水平的排水任务。该泵房日常排水量不大、环境潮湿，没有配备泵工值班， 以往是定期派泵工去巡检，根据水位情况有选择地人工抽水。另外，由于水泵电机也不是长时间、连续工作，在潮湿的环境中因为呼吸性现象造成绝缘低，容易发生烧坏电机事故。因此，需要对排水系统进行升级改造，以实现对-450泵房水位和水泵电机温度的实时监测和控制。

关键词：煤矿排水；呼吸现象；电机绝缘；温度控制

1 旧系统存在的问题

邢台矿-450泵房日常排水量不大、环境潮湿，因此没有配设专门值班的泵工进行抽水，而是定期派泵工去根据水位情况有选择地人工抽水，在这种情况下，过去对-450泵房的水位情况就没有第一时间掌握的能力，只有在泵工去巡检或定期抽水时才能了解到水位情况，因此对突发性大量出水的及时抽排存在隐患，如果遇到突发性的大量来水则会造成巷道或泵房积水、甚至淹没。另外，-450泵房环境比较潮湿，由于水泵电机也不是长时间、连续工作。电动机的起动、停止时内部的高温和外部潮湿环境的巨大温差和湿度差会造成电机内外部的呼吸性现象，使潮气进入电机内部，造成电机因受潮而绝缘降低。当再次启动电机时容易烧坏电机，以前就发生过类似事故。因此，-450泵房的升级改造势在必行。

2 系统概况

-450泵房水泵电机温控系统核心单元为2台KXB-660W型矿用隔爆型电机温度控制器、2台超声波液位计，配合井下电网监控系统，通过交换机实现与上位机之间通讯，实现对-450泵房3台水泵、电机的实时监测。现场的控制器能显示所控制电机的运行状态、时间及环境温度，电机当前温度；井上的上位机能显示每台水泵的水仓水位、水泵轴温、电机轴温、电机定子温度，如图1。

图1

3 系统结构功能与设置

上位机和交换机位于井上环境良好的值班室（运转组）内，2台KXB-660W型矿用隔爆型电机温度控制器安装于井下无粉尘、通风良好和无滴水的-450泵房内；2个液位计分别装在1#、2#小井井口，电网监控系统安装在30米之内的-450中央变电所内。

KXB-660W型矿用隔爆型电机温度控制器内部结构：核心部件主盘板，其上装有断路器、双向可控硅、控制变压器、开关电源、隔离器、控制接线端子等元件，负责信号采集后的处理和控制；控制器控制部分有主回路和控制回路。主回路主要有断路器、双相可控硅组成。控制回路主要有控制板（其上设置有一块单片机控制板）、变送器、继电器、液晶等组成。通过控制板中固化的程序实现整个控制器的各种保护功能。温度传感器和超声波液位计负责采集水泵、电机轴温和水仓水位。

装置安装有高清LFD顯示屏，如图2，除了地面值班人员可以观察实时数据之外，现场也可通过显示屏进入循环显示界面，查看控制电机状态，方便现场工作人员对系统实时状态的了解和对系统的操控。

图2 电机显示界面

该温控装置属于智能化设备，采用微控芯片，全面控制大型电机设备的定子温度变化，减少设备由于温升快速跳变带来的内部应力。在电机温度控制器的基础上加上数据采集通讯模块，每个水仓安装一台超声波液位计，实现水仓液位的实时监测，配套上位机软件实时显示井下泵房液位，电机前、后轴承温度等模拟量参数。控制器对水仓水位、水泵轴温、电机轴温、电机定子温度、等参数的实时监测。设备通过485转RJ45模块通过交换机实现与上位机之间通讯。实现了对-450泵房排水设施的集中监控，并能够结合先进的控制思想合理调度设备运行。

4 系统工作流程和原理

温控系统实时监测-450泵房的水位高度，运转组值班人员通过上位机观测水位信号和各参数信息，需要进行排水时进行排水。排水过程中：水泵电机启动前，控制器对电机进行检测进行必要的加热和除潮，提高电机绝缘，避免电机绝缘低而被烧毁。排水完毕后，设备电机停止工作，控制器检测到信号自动进入降温控制。控制器按设定曲线（设备出厂时根据需求对控制温度的可变电位器进行整定）控制设备的温度，稳步下降，保护设备不因为温度突变而产生内部应力，影响设备使用寿命，到接近环境温度时自动停止控制工作。

5 结语

电机温控系统的设计和投入使用，实现了对-450泵房水仓水位的实时监测和控制，并有效地保护了水泵电机的绝缘性能、降低了事故率、延长了电机的使用寿命、减少维修次数，同时也降低了泵工的工作量以及用工成本，在提高泵房安全系数的同时也增加了企业的经济效益。

参考文献：

[1]田渝飞.矿用隔爆型电机温度控制器的应用[J].科技风，2013.7.