礦井供電交流材料精選(九篇)
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第1篇：礦井供電交流材料范文
關(guān)鍵詞:應(yīng)急 供電設(shè)備 選型 技術(shù)要求
中圖分類號:TD611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)09(c)-0091-01
北聯(lián)電能源公司高頭窯礦井設(shè)有地面35kV主變電所一座,承擔(dān)礦井全部供電負(fù)荷。由于礦井目前為單回路供電,設(shè)計(jì)采用柴油發(fā)電機(jī)作為礦井的應(yīng)急供電電源。
1 使用環(huán)境條件
(1)安裝場所:簡易彩板房。(2)海拔高度:1300m。(3)環(huán)境溫度:上限+35℃,下限-20℃(室內(nèi))。(4)相對濕度:日平均值不大于95%,月平均值不大于90%。(5)地震烈度不超過8度。(6)沒有火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)、嚴(yán)重污穢、化學(xué)腐蝕及劇烈震動(dòng)的場所。
2 設(shè)備選型計(jì)算
2.1 高頭窯煤礦應(yīng)急供電負(fù)荷
總負(fù)荷為1387kW,其中主排水及通風(fēng)設(shè)備為一級負(fù)荷,工作面排水設(shè)備為二級負(fù)荷,地面生活用電為三級負(fù)荷,供電時(shí)可根據(jù)發(fā)電設(shè)備的狀況逐級加減負(fù)荷。
2.2 發(fā)電機(jī)設(shè)備選取
根據(jù)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表的情況,選取3臺380V、500kW柴油發(fā)電機(jī)與1臺380V、800 kW柴油發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行,運(yùn)行方式為三用一備。柴油發(fā)電機(jī)發(fā)出的380V電壓經(jīng)升壓變壓器升壓至10kV后,輸入高頭窯35kV變電所10kV母線側(cè),運(yùn)行方式為4臺發(fā)電機(jī)同時(shí)并網(wǎng)運(yùn)行。
發(fā)電機(jī)總功率計(jì)算,3臺原有發(fā)電機(jī)已進(jìn)行過大修,經(jīng)實(shí)際使用測量現(xiàn)有效率為60%左右,800kW新發(fā)電機(jī)的效率為90%,3臺發(fā)電機(jī)功率計(jì)算:
800×90%+500×3×60%=1620kW
滿足應(yīng)急設(shè)備運(yùn)行需求。
3 發(fā)電設(shè)備技術(shù)要求
3.1 柴油發(fā)電機(jī)技術(shù)要求
(1)柴油發(fā)電機(jī)必須能與煤礦現(xiàn)有3臺HX500GF型發(fā)電機(jī)可靠并網(wǎng)運(yùn)行。(2)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)采用重慶康明斯柴油發(fā)動(dòng)機(jī),型號:KTAA19-G6A。四沖程,帶廢氣渦輪增壓,電調(diào)式柴油引擎。自帶風(fēng)扇水箱閉式水冷散熱,采用電子調(diào)速器調(diào)速,噴油方式直噴式。(3)交流發(fā)電機(jī)廠采用中美合資馬拉松交流發(fā)電機(jī),型號:MP-800-4A/S。
3.2 箱式變電站技術(shù)要求
4臺并網(wǎng)柜、升壓變壓器共同組成1臺箱式變電站,為煤礦提供10kV電源。
3.2.1 并網(wǎng)柜技術(shù)要求
(1)4臺并網(wǎng)柜能實(shí)現(xiàn)煤礦原有的3臺380V、500kW發(fā)電機(jī)組與新采購的1臺380V、800kW發(fā)電機(jī)組可靠并網(wǎng)運(yùn)行。并網(wǎng)柜為下電纜進(jìn)線,上銅母排出線。(2)并網(wǎng)柜可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)并聯(lián),可實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)開機(jī)/停機(jī)、數(shù)據(jù)測量、報(bào)警保護(hù)及“三遙”功能?？刂破鞑捎么笃聊灰壕?LCD)顯示,可選擇中英文操作界面,保證操作簡單,運(yùn)行可靠?？刂破鲬?yīng)具有控制GOV和AVR的功能,可以自動(dòng)同步及負(fù)荷均分,和發(fā)電機(jī)組進(jìn)行并聯(lián)?？刂破髂軠?zhǔn)確監(jiān)測發(fā)電機(jī)組的各種工作狀態(tài),當(dāng)發(fā)電機(jī)組工作異常時(shí)自動(dòng)關(guān)閉發(fā)電機(jī)組,并將故障狀態(tài)顯示在LCD上。(3)可以檢測所有發(fā)電機(jī)組相關(guān)的電參量及非電參量。(4)在自動(dòng)狀態(tài)下具有以下工作模式:不帶載運(yùn)行,帶載運(yùn)行,按需求并聯(lián)運(yùn)行。(5)具有解列時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)移功能。(6)具有定時(shí)帶載/不帶載試機(jī)功能,可實(shí)現(xiàn)每周/月循環(huán)開機(jī)/停機(jī)。(7)運(yùn)行過程中機(jī)組控制器實(shí)時(shí)監(jiān)控柴油機(jī)及發(fā)電機(jī)的運(yùn)行工況:當(dāng)發(fā)生輸出電壓過高或過低、輸出短路、及柴油機(jī)機(jī)油壓力偏低、冷卻水高溫、超速故障時(shí)立即報(bào)警停機(jī)(所有故障顯示均自動(dòng)鎖定)。停機(jī)的同時(shí)立即啟動(dòng)備用機(jī)組,并切換至備用機(jī)組供電。(8)對柴油發(fā)電機(jī)組的電參量及水溫、油壓、油位等實(shí)時(shí)監(jiān)測。(9)實(shí)現(xiàn)柴油發(fā)電機(jī)組自動(dòng)開機(jī)/停機(jī)、同步并聯(lián)、負(fù)荷均分及報(bào)警保護(hù)功能。(10)具有機(jī)組保養(yǎng)/維護(hù)時(shí)間到警告/停機(jī)功能。(11)保證輸出電壓、工頻波動(dòng)在允許范圍內(nèi),能實(shí)現(xiàn)人工啟動(dòng)、自動(dòng)并機(jī)、自動(dòng)負(fù)荷分配。(12)并機(jī)柜配置有隔離開關(guān)、斷路器,其額定電流及電壓符合發(fā)電機(jī)的相應(yīng)要求。
3.2.2 升壓變壓器的技術(shù)要求
(1)變壓器應(yīng)符合的標(biāo)準(zhǔn):IEC。
(2)變壓器名稱:環(huán)氧樹脂澆注絕緣干式三相雙繞組無勵(lì)磁變壓器。
(3)型號:SCB10-2500/10 10.5±2×2.5％/0.4kV 2500kVA。
(4)額定頻率:50Hz。
(5)額定容量:2500kVA。
(6)額定電壓比:0.4kV/10.5±2×2.5%。
(7)系統(tǒng)最高運(yùn)行電壓:
高壓側(cè):10.5kV:12kV；
低壓側(cè):0.4kV:0.42kV。
(8)變壓器損耗保證值:
空載損耗:≤3050W；
負(fù)載損耗:≤14450W(120℃)。
(9)調(diào)壓方式:10kV側(cè)中性點(diǎn)無勵(lì)磁調(diào)壓。
(10)調(diào)壓范圍:10.5±2×2.5％。
(11)阻抗電壓:6％。
(12)聯(lián)結(jié)組標(biāo)號:D,yn11。
(13)中性點(diǎn)運(yùn)行方式:10kV為不接地系統(tǒng)。
(14)冷卻方式:AN/AF。
(15)絕緣方式:環(huán)氧樹脂澆注絕緣。
(16)絕緣水平:F級絕緣。
(17)繞組材料:銅。
(18)鐵芯材料:優(yōu)質(zhì)冷軋硅片。
(19)安裝形式:
變壓器帶外柜體,低壓側(cè)母排進(jìn)線,高壓側(cè)電纜出線,(與低壓柜平行布置),上進(jìn)下出。
(20)外罩防護(hù)等級:IP20,采用優(yōu)質(zhì)鋼材制作,并做防腐處理。
(21)變壓器本體應(yīng)設(shè)溫度控制器,測量變壓器繞組溫度并進(jìn)行顯示,溫控器設(shè)有通訊接口滿足與變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)通訊,采用485接口。每臺變壓器外罩安裝低噪聲風(fēng)機(jī),配合溫度控制器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和手動(dòng)開啟。
(22)變壓器外罩門應(yīng)設(shè)機(jī)械閉鎖
3.2.3 其它技術(shù)要求
(1)箱式變電站4臺并網(wǎng)柜與升壓變壓器共用400V母線排,母線排采用銅板,其截面積及載流量應(yīng)符合4臺發(fā)電機(jī)同時(shí)運(yùn)行的要求。(2)整體箱式變電站具備完善五防功能。(3)箱式變電站箱體具有防雨、防曬、防銹及通風(fēng)散熱等功能。各室考慮溫度自動(dòng)控制裝置。保溫層彩鋼板厚度不小于2mm,彩鋼板之間的保溫層厚度不小于120mm。
綜上所述:為了解決礦井單回路供電,擬采用柴油發(fā)電機(jī)作為礦井的應(yīng)急供電電源,從技術(shù)要求、運(yùn)行方式及容量等各方面能滿足礦井通風(fēng)及排水等功能,從安全方面也保證了礦井的應(yīng)急措施。
參考文獻(xiàn)
[1]高遠(yuǎn)強(qiáng).柴油發(fā)電機(jī)組在煤礦建設(shè)工程中的應(yīng)用[J].建井技術(shù),2010(3).
第2篇：礦井供電交流材料范文
【關(guān)鍵詞】煤礦;保護(hù)接地;接地體;中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)
1.保護(hù)接地的必要性
在煤礦井下總接地電網(wǎng)是高、低壓電氣設(shè)備共用的高壓電網(wǎng)的單相接地電流遠(yuǎn)大于低壓電網(wǎng)，因此，井下總接地網(wǎng)電阻主要取決于高壓電網(wǎng)的單相接地電流。但在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，此電流又與高壓電網(wǎng)對地電容有關(guān)，電網(wǎng)愈大(包括電纜、架空線路)，電容就愈大。若此電容大至使單相接地電流超過20A（《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定此電流應(yīng)不大于20A)，則將超過人身允許的最大接觸電壓 40V（《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定接地網(wǎng)上任一保護(hù)接地點(diǎn)的接地電阻值不得超過2Ω，每一移動(dòng)式和手持式電氣設(shè)備至局部接地極之間的保護(hù)接地用的電纜芯線和接地連接導(dǎo)線的電阻值，不得超過1Ω。)，將威脅到人身安全。為此，應(yīng)根據(jù)單相電流的大小，適當(dāng)降低總接地網(wǎng)的電阻值；或采用其它措施以減小電網(wǎng)對地的電容電流。目前常用中性點(diǎn)經(jīng)消弧圈接地方式來補(bǔ)償電網(wǎng)對地的電容電流。
2.接地保護(hù)的電阻計(jì)算
2.1 單根垂直接地體的接地電阻
單根垂直接地體的接地電阻的理論計(jì)算公式：
R=0.366 Lg ， (1)
式中，R 為接地體接地電阻，Ω；L 為接地體長度，m；ρ 為土壤電阻率，Ω；d 為接地體的外徑或等效外徑，m。常用的簡化公式有：
R≈0.3ρ (2)
R≈ρ/L (3)
式中的符號含義同前。
在實(shí)際工程中，接地體的材料有角鋼、圓鋼和鋼管三種，(2)式、(3)分別簡化為：
2.1.1 角鋼接地體
取 L=2.5，規(guī)格 40mm ×40mm ×4mm ，即寬b=40mm ，等效為 0.84b=0.0336m ，代入式(1)計(jì)算可得：R=0.36ρ，或 R=0.91ρ/L。
2.1.2 圓鋼接地體
取 L=2.5m ，d=0.025m ，代入式(1)計(jì)算可得：R=0.38ρ，或 R=0.95ρ/L2.1.3 管體接地。取 L=2.5，d=0.6m ，代入(1)式可得：R=0.32ρ 或 R=0.81ρ/L。
為切實(shí)保證接地裝置接地電阻的要求，接地電阻計(jì)算值寧可適當(dāng)偏大而不宜偏小。如果接地電阻計(jì)算偏小，則設(shè)計(jì)出來的接地裝置可能達(dá)不到限定的接地電阻值要求。建議單根垂直接地體的電阻簡化計(jì)算公式采用式(2)。
2.2 單根水平接地體的電阻計(jì)算
單根水平接地體接地電阻的理論計(jì)算公式為：
R=0.366 Lg，(4)
式中，h為水平接地體埋地深度，其它符號的含義同前。
在工程中，常用的簡化計(jì)算公式也有兩個(gè)：
R≈0.03ρ (5)
R≈2ρ/L (6)
2.3主接地極的接地電阻計(jì)算
主接地極的接地電阻可按下式計(jì)算：
R=0.25ρ/A (7)
式中，A 為鋼板的面積，m2；其它符號的含義同前。
3.井下低壓系統(tǒng)中接地保護(hù)應(yīng)注意的問題
3.1 礦山企業(yè)工作環(huán)境差，用電設(shè)備由于生產(chǎn)需要經(jīng)常移動(dòng)，對地電位時(shí)有變化。有些礦山企業(yè)不僅有使用交流電源的生產(chǎn)設(shè)備，而且還有使用直流電源的生產(chǎn)設(shè)備。因此，解決好礦山設(shè)備的保護(hù)接地問題是非常必要的。
3.2 目前礦山企業(yè)的供配電系統(tǒng)，多是中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。在該系統(tǒng)下出現(xiàn)的單相短路電流，與整個(gè)電網(wǎng)(高、低壓電網(wǎng))- 特別是高壓電網(wǎng)對地電容有關(guān)，即與電容電流相等。電網(wǎng)愈大電容電流就愈大。為減少系統(tǒng)的電容電流，常采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的方式。
3.3 單根垂直接地體或水平接地體的接地電阻值計(jì)算，工程設(shè)計(jì)中使用簡化計(jì)算公式時(shí)，應(yīng)采用計(jì)算值偏大的計(jì)算公式。
3.4 井下低壓中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，除了設(shè)置接地保護(hù)裝置外，還應(yīng)在配電系統(tǒng)中加設(shè)漏電斷路器，才能真正做到保護(hù)人身安全，消除單相接地事故隱患。
中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地電流，主要是電網(wǎng)對地電容的電流。由于井下單臺變壓器容量有限，低壓電網(wǎng)的供電范圍不大，電容電流較小(不足 1A)。配合井下保護(hù)接地電阻不大于 2Ω，接觸電壓遠(yuǎn)低于安全值。而這個(gè)“安全值”往往使人們產(chǎn)生麻痹大意，單相接地故障實(shí)際未得到排除，也就是說，接地保護(hù)裝置的設(shè)置，僅僅是解決了(電流小時(shí))人身安全問題，隨著時(shí)間的推移，它會(huì)逐步擴(kuò)大發(fā)展成更大事故。
4.結(jié)束語
由于井下這一特殊環(huán)境，單相接地故障時(shí)有發(fā)生。近年來漏電保護(hù)器發(fā)展迅速，井下漏電保護(hù)的最佳方式是：末端漏電保護(hù)+ 分干線或或干線漏電保護(hù)+總漏電保護(hù)，組成多級漏電保護(hù)體系，并能有選擇地切斷故障線路，在徹底根絕井下單相接地故障存在的同時(shí)，也可保證無故障線路用電不會(huì)受到影響。過去由于某些原因，礦山單相接地保護(hù)中，主要利用附加直流電源檢漏繼電器的方式進(jìn)行保護(hù)，沒有全面推廣使用漏電斷路器保護(hù)器，只要電源總開關(guān)處設(shè)置直流檢測繼電器，沒有選擇性，在事故跳閘時(shí)影響面很大，給工人帶來精神傷害和國家財(cái)產(chǎn)的巨大損失，因此，在設(shè)計(jì)中采用一些措施和保證，在井下配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)大力推廣使用漏電斷路器、漏電保護(hù)器。我國目前礦山所采用的配電系統(tǒng)多為中性點(diǎn)不接地(即 TT)系統(tǒng)，在中性點(diǎn)不接地的供電系統(tǒng)中，人身觸電電流值 IH 的大小，取決于電網(wǎng)的電壓值，電網(wǎng)對地的電容值和絕緣電阻值。由于礦山井下工作環(huán)境惡劣，礦井巷道狹窄，地面潮濕，礦山設(shè)備隨作業(yè)面的變化需經(jīng)常移動(dòng)，對地電位有變化，礦山供電系統(tǒng)中還混合使用交流電和直流電，更使這個(gè)問題復(fù)雜。因此，解決好礦山設(shè)備的接地保護(hù)也更具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
【參考文獻(xiàn)】
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第3篇：礦井供電交流材料范文
關(guān)鍵詞:煤礦;漏電保護(hù);接地體
中圖分類號:TD928.8文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:1009-9166(2010)017(C)-0203-01
引言:隨著礦井電網(wǎng)的出現(xiàn),漏電保護(hù)技術(shù)就相伴而生。早在20世紀(jì)30年代,英國就在磁力啟動(dòng)器中裝設(shè)了漏電保護(hù)裝置,從此建立了礦井低壓電網(wǎng)漏電保護(hù)原理,但這種漏電保護(hù)裝置只適應(yīng)于變壓器中性點(diǎn)直接接地的供電系統(tǒng)。1949年蘇聯(lián)開始研制中性點(diǎn)不接地供電系統(tǒng)使用的漏電保護(hù)裝置(PYB型防爆漏電繼電器)。同時(shí),西德、波蘭、日本等國也先后開發(fā)出適合于本國礦井供電系統(tǒng)的漏電保護(hù)裝置。20世紀(jì)50年代初,我國引進(jìn)了蘇聯(lián)的漏電保護(hù)裝置,并在礦井中推廣應(yīng)用。
我國目前礦山所采用的配電系統(tǒng)多為中性點(diǎn)不接地(即TT)系統(tǒng),在中性點(diǎn)不接地的供電系統(tǒng)中,人身觸電電流值IH的大小,取決于電網(wǎng)的電壓值,電網(wǎng)對地的電容值和絕緣電阻值。由于礦山井下工作環(huán)境惡劣,礦井巷道狹窄,地面潮濕,礦山設(shè)備隨作業(yè)面的變化需經(jīng)常移動(dòng),對地電位有變化,礦山供電系統(tǒng)中還混合使用交流電和直流電,更使這個(gè)問題復(fù)雜,因此,解決好礦山設(shè)備的接地保護(hù)也更具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
一、保護(hù)接地的必要性
在煤礦井下總接地電網(wǎng)是高、低壓電氣設(shè)備共用的高壓電網(wǎng)的單相接地電流遠(yuǎn)大于低壓電網(wǎng),因此,井下總接地網(wǎng)電阻主要取決于高壓電網(wǎng)的單相接地電流。但在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中,此電流又與高壓電網(wǎng)對地電容有關(guān),電網(wǎng)愈大(包括電纜、架空線路),電容就愈大。若此電容大至使單相接地電流超過20A,則將超過人身允許的最大接觸電壓40V,將威脅到人身安全。為此,應(yīng)根據(jù)單相電流的大小,適當(dāng)降低總接地網(wǎng)的電阻值;或采用其它措施以減小電網(wǎng)對地的電容電流。目前常用中性點(diǎn)經(jīng)消弧圈接地方式來補(bǔ)償電網(wǎng)對地的電容電流。
二、接地保護(hù)的電阻計(jì)算
1、單根垂直接地體的接地電阻。單根垂直接地體的接地電阻的理論計(jì)算公式:
式中,R為接地體接地電阻,Ω;L為接地體長度,m;ρ為土壤電阻率,Ω;d為接地體的外徑或等效外徑,m。
常用的簡化公式有:
R≈0.3ρ,(2)
R≈ρ/L,(3)
式中的符號含義同前。
在實(shí)際工程中,接地體的材料有角鋼、圓鋼和鋼管三種,(2)式、(3)分別簡化為:
(1)角鋼接地體。取L=2.5,規(guī)格40mm×40mm×4mm,即寬b=40mm,等效為0.84b=0.0336m,代入式(1)計(jì)算可得:
R=0.36ρ,或R=0.91ρ/L。
(2)圓鋼接地體。取L=2.5m,d=0.025m,
代入式(1)計(jì)算可得:
R=0.38ρ,或R=0.95ρ/L。
(3)管體接地。取L=2.5,d=0.6m,代入(1)式可得:
R=0.32ρ或R=0.81ρ/L。
為切實(shí)保證接地裝置接地電阻的要求,接地電阻計(jì)算值寧可適當(dāng)偏大而不宜偏小。如果接地電阻計(jì)算偏小,則設(shè)計(jì)出來的接地裝置可能達(dá)不到限定的接地電阻值要求。建議單根垂直接地體的電阻簡化計(jì)算公式采用式(2)。
2、單根水平接地體的電阻計(jì)算。單根水平接地體接地電阻的理論計(jì)算公式為:
式中,h為水平接地體埋地深度,其他符號的含義同前。
在工程中,常用的簡化計(jì)算公式也有兩個(gè):
R≈0.03ρ,(5)
R≈2ρ/L.(6)
3、主接地極的接地電阻計(jì)算
主接地極的接地電阻可按下式計(jì)算:
R=0.25ρ/A,(7)
式中,A為鋼板的面積,m2;其他符號的含義同前。
三、井下低壓系統(tǒng)中接地保護(hù)應(yīng)注意的問題
中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地電流,主要是電網(wǎng)對地電容的電流。由于井下單臺變壓器容量有限,低壓電網(wǎng)的供電范圍不大,電容電流較小(不足1A)。配合井下保護(hù)接地電阻不大于2Ω,接觸電壓遠(yuǎn)低于安全值。而這個(gè)“安全值”往往使人們產(chǎn)生麻痹大意,單相接地故障實(shí)際未得到排除,也就是說,接地保護(hù)裝置的設(shè)置,僅僅是解決了(電流小時(shí))人身安全問題,隨著時(shí)間的推移,它會(huì)逐步擴(kuò)大發(fā)展成更大事故。由于井下這一特殊環(huán)境,單相接地故障時(shí)有發(fā)生。近年來漏電保護(hù)器發(fā)展迅速,井下漏電保護(hù)的最佳方式是:末端漏電保護(hù)+分干線或干線漏電保護(hù)+總漏電保護(hù),組成多級漏電保護(hù)體系,并能有選擇地切斷故障線路,在徹底根絕井下單相接地故障存在的同時(shí),也可保證無故障線路用電不會(huì)受到影響。過去由于某些原因,礦山單相接地保護(hù)中,主要利用附加直流電源檢漏繼電器的方式進(jìn)行保護(hù),沒有全面推廣使用漏電斷路器保護(hù)器,只要電源總開關(guān)處設(shè)置直流檢測繼電器,沒有選擇性,在事故跳閘時(shí)影響面很大,給工人帶來精神傷害和國家財(cái)產(chǎn)的巨大損失,因此,在設(shè)計(jì)中采用一些措施和保證,在井下配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,應(yīng)大力推廣使用漏電斷路器、漏電保護(hù)器。
四、結(jié)論
從目前礦山企業(yè)實(shí)際運(yùn)行情況看,接地故障(特別是單相接地故障)時(shí)有發(fā)生,由此引發(fā)的災(zāi)害已給國家?guī)碡?cái)產(chǎn)損失,也使礦工的人身安全受到威脅。解決好礦山企業(yè)的接地保護(hù),是電氣工作者必須重視的問題,處理好這個(gè)問題,會(huì)給礦山企業(yè)帶來較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
第4篇：礦井供電交流材料范文
一、指導(dǎo)思想
為認(rèn)真貫徹落實(shí)國家、省關(guān)于推進(jìn)小型煤礦機(jī)械化開采的工作部署，強(qiáng)力推進(jìn)我市地方煤礦實(shí)施機(jī)械化開采，實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)展安全發(fā)展，確保我市地方煤炭工業(yè)安全健康發(fā)展。
二、工作目標(biāo)
進(jìn)一步提升和完善礦井各主要系統(tǒng)（采掘、供電、提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、監(jiān)控），完善安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”，提高技術(shù)裝備水平，增強(qiáng)抗災(zāi)防災(zāi)能力，全面提高地方煤礦機(jī)械化開采水平，真正做到安全高效的目的。
三、工作要求
（一）進(jìn)一步完善“六大系統(tǒng)”建設(shè)。按照《煤礦井下安全避險(xiǎn)基本規(guī)范》(試行)，進(jìn)一步完善壓風(fēng)自救、供水、人員定位等六大系統(tǒng)，2012年6月底前所有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井及高瓦斯、開采容易自燃煤層的礦井全部建設(shè)完成緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)。2013年6月底前所有煤礦全部完成“六大系統(tǒng)”的建設(shè)完善工作，加強(qiáng)日常監(jiān)督檢查。
（二）加快地方煤礦裝備提升步伐。按照國家安全監(jiān)管總局等四部委聯(lián)合下發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)小型煤礦機(jī)械化的指導(dǎo)意見》以及省有關(guān)文件精神，結(jié)合煤礦實(shí)際，按照礦井所具備的基本條件和機(jī)械化開采工作的要求，制定每個(gè)煤礦機(jī)械化開采的實(shí)施方案和企業(yè)機(jī)械化發(fā)展規(guī)劃，并認(rèn)真組織落實(shí)。
一是采掘機(jī)械化。根據(jù)礦井開采條件，選用適用的采掘機(jī)械裝備，中、小型礦井采煤機(jī)械化程度達(dá)到50%以上，界溝、劉東等礦適當(dāng)裝備綜采綜掘工作面，掘進(jìn)裝載機(jī)械化程度達(dá)95%以上，吉山、趙樓、竇莊等礦要逐步實(shí)現(xiàn)工作面小型采煤機(jī)開采，掘進(jìn)工作面實(shí)現(xiàn)綜掘機(jī)械化掘進(jìn)。梧南、梧桐煤礦大傾角急傾斜煤層實(shí)現(xiàn)機(jī)械化采煤，地方煤礦薄煤層實(shí)現(xiàn)機(jī)械化開采。
二是監(jiān)控?cái)?shù)字化。對全市地方煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)等進(jìn)一步優(yōu)化升級和完善，盡快形成市、縣（區(qū)）、煤礦企業(yè)三級監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)；全市地方煤礦所有礦井形成環(huán)繞全礦井的綜合自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)平臺，進(jìn)一步健全安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控、工業(yè)電視監(jiān)視、井下定位、井下通風(fēng)、壓風(fēng)自救、供水施救、瓦斯智能巡檢等系統(tǒng)，并根據(jù)災(zāi)害情況，裝備監(jiān)管監(jiān)測和頂板壓力監(jiān)測系統(tǒng)。
三是控制自動(dòng)化。具備條件的礦井安裝皮帶運(yùn)輸，供電、排水、通風(fēng)、壓風(fēng)自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)行地面遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)井上、下中央變電所、泵房、通風(fēng)機(jī)房、壓風(fēng)機(jī)房無人值守。
四是輔助運(yùn)輸高效化。吳莊礦、土型礦、土型北礦、梧桐礦、房莊礦、梧南礦等礦井斜巷垂深超過50米，必須安裝機(jī)械送人裝置、降低勞動(dòng)強(qiáng)度。根據(jù)井下實(shí)際，選擇使用連續(xù)化、皮帶化、輔助運(yùn)輸設(shè)備，減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)，提高運(yùn)輸效果。
（三）堅(jiān)決淘汰落后的設(shè)備和工藝。嚴(yán)格落實(shí)國家關(guān)于煤礦機(jī)電設(shè)備淘汰的有關(guān)規(guī)定，堅(jiān)決淘汰國家明令禁止使用的產(chǎn)品。要徹底淘汰非正規(guī)采煤方法和工藝。
（四）加強(qiáng)煤礦技術(shù)改造力度。根據(jù)《省小煤礦技術(shù)改造指導(dǎo)意見》的要求，主要改造制約礦井生產(chǎn)的提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、供電等系統(tǒng)和環(huán)節(jié)，進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)布局，完善系統(tǒng)，提高裝備水平。目前重點(diǎn)抓好竇莊等技改工程。北辰煤礦要以提高瓦斯抽采效果維目標(biāo)，加快對瓦斯抽采系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，提高抽采的能力；界溝煤礦要以建設(shè)現(xiàn)代化礦井為目標(biāo)，進(jìn)一步加大安全裝備的投入；劉東煤礦要進(jìn)一步完善通風(fēng)、運(yùn)輸系統(tǒng)的改造，提高安全生產(chǎn)保障能力。其他煤礦也要根據(jù)實(shí)際，及時(shí)對安全生產(chǎn)的各個(gè)系統(tǒng)和環(huán)節(jié)進(jìn)行技術(shù)改造。通過技術(shù)改造，來提高礦井的生產(chǎn)能力、裝備水平和防災(zāi)抗災(zāi)能力。
（五）加強(qiáng)對大型機(jī)械化設(shè)備的管理。各煤礦必須完善煤礦大型設(shè)備的購進(jìn)、安裝、驗(yàn)收、使用、檢修、報(bào)廢管理制度。以后所有新建、技改礦井購買安裝使用的大型設(shè)備（如提升絞車、通風(fēng)機(jī)、供電設(shè)備等）必須到縣（區(qū)）煤炭局備案，在正式運(yùn)行前必須進(jìn)行各種性能測試，測定驗(yàn)收工作。
（六）健全裝備管理制度。在八類機(jī)電設(shè)備管理臺帳的基礎(chǔ)上要進(jìn)一步細(xì)化、分類、完善，特別是對技改礦井要列為技術(shù)裝備管理工作的重點(diǎn)。同時(shí)，各縣（區(qū)）煤炭局要加大對煤礦企業(yè)購買假冒偽劣產(chǎn)品的督查和處罰力度，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)要嚴(yán)肅追究煤礦有關(guān)人員的責(zé)任。
（七）嚴(yán)格煤礦裝備的性能測試檢測和測定工作制度。全市地方煤礦的提升絞車、鋼絲繩、防墜器、后備保護(hù)、主通風(fēng)機(jī)、主排水設(shè)備的檢測，要嚴(yán)格按照上級主管部門有關(guān)文件精神要求和《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢測檢驗(yàn)。
（八）加強(qiáng)供用電系統(tǒng)設(shè)備設(shè)施管理。礦井必須有可靠的雙回路供電線路，當(dāng)一回路發(fā)生故障停電時(shí)，另一回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)礦井全部負(fù)荷，另外必須配備能滿足提升、通風(fēng)、排水負(fù)荷所需要的發(fā)電機(jī)組。禁止中性點(diǎn)接地的變壓器對井下供電，每個(gè)礦井必須配備4臺以上變壓器，分別向地面、井下供電，并能進(jìn)行高、低壓切換，所有技改礦井必須按設(shè)計(jì)要求規(guī)范供電系統(tǒng)。
（九）加強(qiáng)對煤礦機(jī)械化管理人員的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)。定期不定期組織機(jī)械化管理人員學(xué)習(xí)掌握新設(shè)備、新材料、新知識，要結(jié)合實(shí)際情況，采取“請進(jìn)來、走出去”的辦法，實(shí)現(xiàn)互動(dòng)、互補(bǔ)，盡快提高技術(shù)裝備水平，為推進(jìn)我市裝備機(jī)械化打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
學(xué)習(xí)外地先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，定期組織地方煤礦到國營大中型企業(yè)學(xué)習(xí)，到機(jī)械化水平高的地方學(xué)習(xí)，把先進(jìn)的理念和管理經(jīng)驗(yàn)帶到我市地方煤礦中來。
（十）加強(qiáng)與科研院所的技術(shù)交流與合作。積極與高等院校、科研院所開展技術(shù)交流與合作，通過研究與探索，及時(shí)解決煤礦安全開采中存在的技術(shù)難題，及時(shí)更新安全開采的工藝和方法，及時(shí)把科研成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力，為煤礦安全生產(chǎn)服務(wù)。
(十一）創(chuàng)新科技機(jī)制，支持科技成果轉(zhuǎn)化。創(chuàng)新科技機(jī)制，積極引進(jìn)國內(nèi)外先進(jìn)適用的新技術(shù)、新工藝、新裝備，加強(qiáng)對下覆含水層、高地壓、瓦斯治理，無煤塵開采、綠色開采技術(shù)的研究和應(yīng)用。要制定獎(jiǎng)勵(lì)制度，鼓勵(lì)本單位職工自動(dòng)創(chuàng)新，支持將科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用，對取得經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)用成果要進(jìn)行重獎(jiǎng)，形成“追求創(chuàng)新，勇于創(chuàng)新，創(chuàng)新要適用，創(chuàng)新有作為”的工作氛圍。
四、主要措施
（一）加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)，建立機(jī)制。為加強(qiáng)地方煤礦技術(shù)裝備現(xiàn)代化建設(shè)工作的領(lǐng)導(dǎo)，各縣（區(qū)）煤炭局、各煤礦要成立相應(yīng)的領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，并結(jié)合自身實(shí)際，制定工作方案，確保工作取得實(shí)效。
（二）加強(qiáng)監(jiān)管，完善制度。在全市地方煤礦進(jìn)一步推進(jìn)機(jī)械化裝備進(jìn)程中，各縣（區(qū)）應(yīng)每季度組織一次專項(xiàng)性大檢查；市局將組織專業(yè)人員開展不定時(shí)的抽查活動(dòng)，年底進(jìn)行驗(yàn)收。各縣（區(qū)）煤炭局要加強(qiáng)煤礦主要機(jī)電動(dòng)態(tài)管理，建立機(jī)電裝備動(dòng)態(tài)簡報(bào)制度，隨時(shí)掌握動(dòng)態(tài)變化。
第5篇：礦井供電交流材料范文
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù)煤礦應(yīng)用發(fā)展趨勢
一、概述
機(jī)電一體化技術(shù)就是機(jī)械、計(jì)算機(jī)、信息處理和自動(dòng)控制技術(shù)綜合運(yùn)用的復(fù)合技術(shù)，是微電子技術(shù)向傳統(tǒng)機(jī)械工程滲透而形成的融合機(jī)械工程、電氣工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等為一體的新興綜合技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)順應(yīng)了當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的規(guī)律，顯示了強(qiáng)大的生命力。由于煤炭生產(chǎn)是將數(shù)百、數(shù)千萬噸煤炭從地層深處采掘、運(yùn)送到地面，因此需采用大量的機(jī)電設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，而機(jī)電一體化煤礦產(chǎn)品則是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的最好選擇。機(jī)電一體化將機(jī)械與電子技術(shù)融為一體，使物流、能流、信息流融為一體。
二、機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦中的主要應(yīng)用
2.1機(jī)電一體化技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用礦井提升機(jī)是目前煤礦機(jī)電一體化、自動(dòng)化水平最高的設(shè)備，全數(shù)字化交直流提升機(jī)。尤其是內(nèi)裝式提升機(jī)，從結(jié)構(gòu)上將滾筒和驅(qū)動(dòng)合為一體，機(jī)械結(jié)構(gòu)大大簡化，充分體現(xiàn)了機(jī)械-電力電子-計(jì)算機(jī)-自動(dòng)控制的綜合體。而全數(shù)字化提升機(jī)高度可靠，采用總線方式，大大簡化了電器安裝，此外，硬件配置簡單，互相兼容。“九五”期間，國產(chǎn)數(shù)字化直流提升機(jī)已成為煤礦提升機(jī)的首選機(jī)型。我國研制成功的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的全數(shù)字化提升機(jī)，其核心部分ASCS是由雙CPU構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其性能先進(jìn)、操作簡便、準(zhǔn)確可靠。此外，我國還應(yīng)用SIMADYND和S7研制成功了第一臺交-交變頻器供電的交流提升機(jī)。目前，最大裝機(jī)容量已達(dá)到5000kW，主、副井提升機(jī)可做到全自動(dòng)化，不需要專門的絞車司機(jī)。
2.2機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)中的應(yīng)用電牽引采煤機(jī)是機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)的一個(gè)典型應(yīng)用。與液壓牽引相比，它具有一下特點(diǎn):①良好的牽引特性:可以在采煤機(jī)前進(jìn)時(shí)提供牽引力，使其克服阻力移動(dòng)，也可以在采煤機(jī)下滑時(shí)進(jìn)行發(fā)電制動(dòng)，向電網(wǎng)反饋電能。②可用于大傾角煤層:牽引電動(dòng)機(jī)軸端裝有停機(jī)時(shí)防止機(jī)器下滑的制動(dòng)器，因?yàn)樗脑O(shè)計(jì)制動(dòng)力矩為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的1.6～2.0倍，所以電牽引采煤機(jī)可用在40°~50°傾角的煤層，而不需要其它防滑裝置。③運(yùn)行可靠，使用壽命長，電牽引和液壓牽引不同，前者除電動(dòng)機(jī)的電刷和整流子有磨a損外，其它元件均無磨損，因此工作可靠，故障少，壽命長，維修工作量小。④反應(yīng)靈敏，動(dòng)態(tài)特性好:電控系統(tǒng)能及時(shí)調(diào)整各種參數(shù)，防止采煤機(jī)超載運(yùn)行。⑤結(jié)構(gòu)簡單、效率高:電牽引采煤機(jī)機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、重量輕，電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能只做一次轉(zhuǎn)換，效率可達(dá)99%，而液壓采煤機(jī)的效率只有65%-70%左右。
1991年煤炭總院上海分院與波蘭瑪克公司合作，研制成功我國第一臺采用交流變頻調(diào)速M(fèi)G344-PWD型薄煤層強(qiáng)力爬底板電牽引采煤機(jī)以來，我國的電牽引采煤機(jī)有了較快的發(fā)展。國內(nèi)上海天地公司、太原礦山機(jī)械廠、西安煤機(jī)廠、雞西煤機(jī)廠等都生產(chǎn)交流變頻和直流電牽引采煤機(jī)，而且得到了廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過近20年的研制開發(fā)，我國的電牽引采煤機(jī)一逐步走向成熟，為煤礦生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步起到了積極的推動(dòng)作用。
2.3機(jī)電一體化技術(shù)在帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用帶式輸送機(jī)由于長距離連續(xù)輸送、輸送量大、運(yùn)行可靠、效率高和易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等特點(diǎn)，已成為我國煤礦井下原煤輸送系統(tǒng)的主要運(yùn)輸設(shè)備。因此，成為近幾年來機(jī)電一體化技術(shù)的研究重點(diǎn)。目前主要采用機(jī)、電、液一體化的CST可控軟啟動(dòng)裝置。它是一種專門為平滑起動(dòng)運(yùn)送大慣性載荷，如煤炭或金屬礦石的長距離皮帶運(yùn)輸機(jī)而設(shè)計(jì)的軟驅(qū)動(dòng)裝置。一條皮帶運(yùn)輸機(jī)可以由一臺或幾臺CST驅(qū)動(dòng)。由于尚未解決動(dòng)態(tài)分析和在線監(jiān)控技術(shù)以及啟動(dòng)延遲技術(shù)，我國帶式輸送機(jī)的中間驅(qū)動(dòng)點(diǎn)不能不知過多，一般為3點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，這樣就限制了輸送機(jī)的單機(jī)長度和運(yùn)量。而且，輸送機(jī)的監(jiān)控設(shè)備功能少、可靠性較差、靈敏度和壽命都較低，和發(fā)達(dá)國家相比存在顯著的差距。
2.4其他煤礦機(jī)電一體化裝置液壓支架則向電液控制方向發(fā)展，將計(jì)算機(jī)技術(shù)與液壓控制有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)定壓雙向鄰架或成組自動(dòng)移架，避免對頂板和支架產(chǎn)生沖擊載荷。我國神華集團(tuán)大柳塔礦采用從德國和美國引進(jìn)的電液控制的支架，移架速度為6～8s/架，最快的移架速度達(dá)3s/架。電液控制裝置還可檢測支架的工作狀態(tài)。
煤礦供電的特點(diǎn)是供電要可靠，質(zhì)量要高，能滿足大功率設(shè)備的要求。因此應(yīng)該推廣節(jié)能型產(chǎn)品。高壓開關(guān)柜采用維護(hù)量小，使用壽命長的真空開關(guān)。采用集中補(bǔ)償和就地補(bǔ)償相結(jié)合的辦法提高功率因數(shù)，減少供電系統(tǒng)無功電流，減少無功功率損耗。目前高、低開關(guān)柜普遍采用了“微機(jī)保護(hù)”，具備網(wǎng)絡(luò)功能，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控、遙測、遙信和遙調(diào)。
三、煤礦機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢
我國自造的煤礦機(jī)電一體化設(shè)備都具有智能化、程序化、信息化的特點(diǎn)，以及設(shè)備體積小、操作、維護(hù)方便、保護(hù)齊全、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。這些設(shè)備在煤炭生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，不僅減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且極大地提高了煤礦的生產(chǎn)水平和能力，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。但是，我國的煤礦機(jī)電一體化技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比，還有一定的差距，因此還有很多的工作需要繼續(xù)研究，其未來的發(fā)展趨勢是:①開發(fā)有自主知識產(chǎn)權(quán)的以煤礦開采技術(shù)及配套裝備為主導(dǎo)的核心技術(shù)，研究具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心裝置；②增加產(chǎn)品的通信功能，以適應(yīng)綜合自動(dòng)化的需要；③開發(fā)以微處理器和微機(jī)為基礎(chǔ)的礦井設(shè)備工況和健康監(jiān)測以及微處理器、計(jì)算機(jī)和專家系統(tǒng)的應(yīng)用等；④煤礦機(jī)器人仍然是煤礦機(jī)電一體化技術(shù)今后研究的重點(diǎn)之一。
四、結(jié)束語
近年來，隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、傳感器技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的飛快發(fā)展，信息流成為機(jī)電一體化的主要特色。其產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化，在性能和功能方面均實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。因此，機(jī)電一體化技術(shù)是企業(yè)信息化的重要支撐技術(shù)，是礦山綜合自動(dòng)化的基礎(chǔ)。機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦采、掘、運(yùn)裝備的應(yīng)用和推廣，極大地提升了我國煤礦生產(chǎn)的綜合實(shí)力，為實(shí)現(xiàn)高效、安全、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。
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第6篇：礦井供電交流材料范文
礦山按產(chǎn)品類型可分為煤礦、金屬礦和非金屬等;按采掘方式可分為露天開采礦山和地下開采礦山兩大類。本文主要介紹變頻調(diào)速器在金屬礦山中的應(yīng)用的現(xiàn)狀和應(yīng)用前景，對煤礦亦有參考價(jià)值，因?yàn)槁短烀旱V和露天金屬礦開采方式和生產(chǎn)設(shè)備基本相同，地下礦山除需要考慮設(shè)備的防爆問題外，大部分生產(chǎn)設(shè)備也與金屬礦大同小異。露天采礦和地下采礦所用的生產(chǎn)設(shè)備有很大不同。
露天礦山是以大型設(shè)備為主要特點(diǎn)，要求優(yōu)良的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)，以保證這些大型設(shè)備的高效率運(yùn)行。露天礦山的這些大型設(shè)備包括用于穿孔的牙輪鉆機(jī)，用于裝載礦、巖石的電鏟(挖掘機(jī))，用于運(yùn)輸?shù)V、巖石的大型汽車等。它們都要求電氣傳動(dòng)系統(tǒng)具有良好的調(diào)速性能，目前這些大型設(shè)備大多采用直流調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)。
地下礦山的生產(chǎn)較露天礦山復(fù)雜。由于井下生產(chǎn)的空間窄小，使生產(chǎn)設(shè)備環(huán)境潮濕、陰暗，粉塵大、噪音大、振動(dòng)大、并有塌方的危險(xiǎn)，工作條件十分惡劣。因此，井下生產(chǎn)設(shè)備的體積受限，這些設(shè)備以小型化為主，體積小、重量輕，對電氣傳動(dòng)的要求不高。但提升、排水、通風(fēng)、壓氣等固定設(shè)備是地下礦山的要害部門，也是耗電大戶，因此，這些設(shè)備的安全運(yùn)行和節(jié)能就顯得至關(guān)重要。
根據(jù)我們多年來從事礦山電氣傳動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)及在礦山進(jìn)行變頻調(diào)速的應(yīng)用實(shí)踐，我認(rèn)為，在礦山應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)對于提高礦山生產(chǎn)設(shè)備的效率，節(jié)約電能都是至關(guān)重要的。但遺憾的是在礦山應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)還很不普遍，除了因變頻器的投資問題外，與人們對變頻器的認(rèn)識不夠有關(guān)，也與不能正確了解礦山設(shè)備對變頻器的特殊要求、不能正確地應(yīng)用變頻器、因此所帶來的負(fù)面影響有很大關(guān)系。
本文主要介紹目前礦山應(yīng)用變頻器的狀況，礦山設(shè)備對電氣傳動(dòng)的特殊要求，以及如何正確地選用變頻器等。
2變頻器在露天礦山設(shè)備中的應(yīng)用
2.1電鏟
電鏟用于裝載礦巖，其工作條件非常惡劣，特別是在爆破不好的情況下挖根底作業(yè)，經(jīng)常出現(xiàn)過大的沖擊載荷，甚至堵轉(zhuǎn)。因此，電鏟對電氣傳動(dòng)系統(tǒng)就有較高的要求:要求電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械特性曲線的包絡(luò)面積大，有足夠的有用功率;要求有良好的調(diào)速性能，能四象限運(yùn)行，能快速地進(jìn)行加、減速和反轉(zhuǎn)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快;要求系統(tǒng)制動(dòng)性能好，并能回收能量;要求系統(tǒng)運(yùn)行可靠，維修方便等。由于電鏟對電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的這些特殊要求，所以，我國電鏟目前應(yīng)用的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)主要還是直流傳動(dòng)系統(tǒng)。例如:WK-4M、WK10、WD-1200和195-B等型號的電鏟都是采用直流發(fā)電機(jī)-直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(簡稱機(jī)組系統(tǒng));從美國Harnischfeger公司引進(jìn)制造的P&H-2300XP和P&H-2800XP型電鏟則是采用晶閘管變流器-直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(簡稱晶閘管直流系統(tǒng))。雖然后者比前者技術(shù)先進(jìn)，效率也有所提高，但這兩種系統(tǒng)都還存在直流電機(jī)的固有的缺點(diǎn)，即維修工作量大、效率較低等。
自上世紀(jì)90年代后期，我國有個(gè)別礦山從美國B-E公司引進(jìn)了變頻器-鼠籠型電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(簡稱交流變頻調(diào)速系統(tǒng))，這是全交流化的電鏟電氣傳動(dòng)系統(tǒng)。例如:385-B、295-BⅡ、290-BⅢ型電鏟就是全交流化電鏟，變頻調(diào)速由德國SIEMENS公司開發(fā)、提供的電壓型變頻器。現(xiàn)以395-B電鏟為例作一簡要說明:高壓交流電由電纜經(jīng)集電環(huán)引入電鏟，由1600kVA主變壓器將6kV變?yōu)?75V，由1950A的整流器將交流變?yōu)橹绷?，?jīng)濾波后送入公共直流母線。在直流母線上有4臺容量為750kVA的逆變器，其中2臺并聯(lián)供電給1臺容量為1066kW的提升電動(dòng)機(jī);第三臺逆變器供電兩臺容量各為243kW的回轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī);第四臺逆變器供電給容量為294kW推壓電動(dòng)機(jī)。當(dāng)某工作機(jī)構(gòu)處于再生制動(dòng)工作時(shí)，逆變器將再生制動(dòng)能量反饋到公共直流母線上，可供其它工作機(jī)構(gòu)使用，使能量得到充分利用。使用不完的制動(dòng)能量，可以通過制動(dòng)電阻消耗掉。
實(shí)踐證明，交流變頻調(diào)速電鏟和前兩種直流調(diào)速電鏟相比，具有節(jié)約電能、調(diào)速性能好、可靠性高、維護(hù)量小、生產(chǎn)效率高、功率因數(shù)高(0.95以上)等優(yōu)點(diǎn)，是公認(rèn)的電鏟電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展方向。
2.2變頻器在牙輪鉆機(jī)中的應(yīng)用
牙輪鉆機(jī)是露天礦山、尤其是大型露天礦山的主要穿孔設(shè)備。為使牙輪鉆機(jī)在不同的巖層中都能保持較佳的鉆進(jìn)狀態(tài)，要求鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)能根據(jù)巖層的性質(zhì)進(jìn)行無級調(diào)速。鉆機(jī)的提升/行走機(jī)構(gòu)也需要無級調(diào)速。目前，牙輪鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和提升/行走機(jī)構(gòu)一般都是直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)。主要有三種調(diào)速裝置:(1)采用晶閘管直流調(diào)速裝置的牙輪鉆機(jī)有:YZ-55，YZ-35和YZ-12型;(2)采用大功率磁放大器調(diào)速裝置的有KY-250型牙輪鉆機(jī)和從美國進(jìn)口的45R型牙輪鉆機(jī);(3)采用直流發(fā)電機(jī)組調(diào)速裝置的有從美國進(jìn)口的60R型牙輪鉆機(jī)。
牙輪鉆機(jī)上應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)不僅是為了節(jié)能，更重要的是為了提高鉆機(jī)的生產(chǎn)效率，降低維修工作量。回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)安裝在鉆桿的頂端，工作條件異常惡劣，以往使用的直流電動(dòng)機(jī)經(jīng)常損壞，維修工作量大，影響牙輪鉆機(jī)的正常作業(yè)和效率的提高。因此采用堅(jiān)固耐用的交流鼠籠型電動(dòng)機(jī)代替直流電動(dòng)機(jī)，用變頻調(diào)速裝置代替直流調(diào)速裝置，就成為人們公認(rèn)的牙輪鉆機(jī)電氣傳動(dòng)的發(fā)展方向。在牙輪鉆機(jī)上應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)的難點(diǎn)在于:鉆機(jī)的轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等對調(diào)速裝的性能要求高，因?yàn)橛捎趲r層地質(zhì)條件的不同，鉆機(jī)在鉆進(jìn)工作時(shí)有可能被卡鉆，使回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)堵轉(zhuǎn)，這就要求調(diào)速裝置的機(jī)械特性曲線具有挖土機(jī)特性，并具有立即反轉(zhuǎn)和立即重新起動(dòng)、鉆進(jìn)功能;牙輪鉆機(jī)振動(dòng)大，對調(diào)速設(shè)備的防振要求高。變頻調(diào)速在牙輪鉆機(jī)中的應(yīng)用首先是由美國B-E公司在55R型牙輪鉆機(jī)上應(yīng)用。我國礦山的牙輪鉆機(jī)的變頻調(diào)速還在開發(fā)試驗(yàn)之中，尚未在推廣應(yīng)用。
2.3電動(dòng)輪汽車的電氣傳動(dòng)
目前，大型露天礦山的運(yùn)輸主要是采用無軌運(yùn)輸，而主要運(yùn)輸設(shè)備是大型汽車，特別是電動(dòng)輪汽車成為了大型露天礦山的主要運(yùn)輸設(shè)備。這是因?yàn)殡姎鈧鲃?dòng)比機(jī)械傳動(dòng)有更多的優(yōu)點(diǎn)。如調(diào)速性能好，響應(yīng)速度快，調(diào)速平滑無沖擊;可實(shí)現(xiàn)恒功率調(diào)節(jié)，能充分利用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，耗油少;制動(dòng)安全，牽引特性好等。目前，世界各國大型露天礦，包括我國的大型露天礦都普遍采用電動(dòng)輪汽車。我國自1975年以來，引進(jìn)了不少電動(dòng)輪汽車，并成功研制開發(fā)了SF3102型100t和LN-3100型108t電動(dòng)輪汽車，與美國UnitRig公司合作制造了MARK-36型154t電動(dòng)輪汽車。
電動(dòng)輪汽車的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)主要有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的直流發(fā)電機(jī)-直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的交流發(fā)電機(jī)-交流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，它通過控制發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁來控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，人們也在探討將變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于電動(dòng)輪汽車電氣傳動(dòng)的可能性。但目前尚未見到成功的先例。不過，作為大型露天礦山的主要運(yùn)輸設(shè)備的電動(dòng)輪汽車，人們會(huì)繼續(xù)努力，研究將變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于電動(dòng)輪汽車，以進(jìn)一步改善其調(diào)速性能，提高其運(yùn)輸能力。
3變頻器在地下礦山中的應(yīng)用
3.1變頻調(diào)速技術(shù)在礦井提升機(jī)中的應(yīng)用
礦井提升機(jī)是地下礦山運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備。它是用一定的裝備沿井筒運(yùn)出礦石、廢石、升降人員及材料、設(shè)備等運(yùn)輸環(huán)節(jié)。礦井提升設(shè)備按井筒傾角可分為豎井提升設(shè)備和斜井提升設(shè)備;按提升容器可分為罐籠提升機(jī)和箕斗提升機(jī)等;按提用途可分為主提升機(jī)(專們或主性提升礦石，一般稱為主井提升機(jī))，副井提升機(jī)(提升廢石、升降人員、運(yùn)送材料和設(shè)備等，一般稱為副井提升機(jī))和輔助提升機(jī)(如天井電梯、檢修提升等)。
礦井提升是地下礦山生產(chǎn)的咽喉，所以，無論哪種提升機(jī)，對電氣傳動(dòng)的要求都很高，因?yàn)殡姎鈧鲃?dòng)系統(tǒng)性能的優(yōu)劣，可靠性的高低，都直接關(guān)系到礦山生產(chǎn)的效率和礦山生產(chǎn)的正常進(jìn)行。對礦井提升機(jī)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的要求是:有良好的調(diào)速性能，調(diào)速精度高，四象限運(yùn)行，能快速進(jìn)行正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，有準(zhǔn)確的制動(dòng)和定位功能，可靠性要求高等。
目前，我國地下礦山礦井提升機(jī)的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)主要有:對于大型礦井提升機(jī)，主要采用直流傳動(dòng)系統(tǒng)，有采用直流電動(dòng)機(jī)-直流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)和晶閘管變流器-直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng);這兩種系統(tǒng)都存在著直流電動(dòng)機(jī)固有的缺點(diǎn)，如效率不高，維修工作量較大等。對于中、小型提升機(jī)，則多采用交流電氣傳動(dòng)系統(tǒng)，如采用交流繞線式電動(dòng)機(jī)，使用電機(jī)轉(zhuǎn)子切換電阻調(diào)速，這種電氣傳動(dòng)系統(tǒng)雖然設(shè)備簡單，但它是有級調(diào)速，調(diào)速性能差，效率低，大量的電能消耗在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電阻上，而且可靠性也差。
將變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于礦井提升機(jī)是礦井提升機(jī)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展方向。我國已有幾臺大型礦井提升機(jī)采用交-交變頻調(diào)速系統(tǒng)，取得了很好的效果，但其缺點(diǎn)是功率因數(shù)不高，諧波大，需加諧波和功率因數(shù)補(bǔ)償裝置。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，交-直-交電壓型變頻調(diào)速技術(shù)已開始在礦井提升機(jī)中應(yīng)用。例如國外已有礦山將有源前端三電平變頻器應(yīng)用于礦井提升機(jī)上，據(jù)介紹，采用這種變頻調(diào)速的交流提升機(jī)可以克服直流調(diào)速系統(tǒng)和交-交變頻調(diào)速系統(tǒng)的缺點(diǎn)，是提升機(jī)電氣傳動(dòng)的發(fā)展方向。對于小型交流提升機(jī)已有成功應(yīng)用變頻器的實(shí)例，如山東風(fēng)光電子有限公司和東營市東萃科技有限公司合作開發(fā)的變頻器，成功地應(yīng)用于山東寧陽縣華寧煤礦的380V,180kw的交流提升機(jī)上。
3.2變頻調(diào)速技術(shù)在空壓機(jī)中的應(yīng)用
空氣壓縮機(jī)是地下礦山生產(chǎn)的重要設(shè)備之一，它生產(chǎn)壓縮空氣，用以帶動(dòng)風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)、風(fēng)動(dòng)裝巖機(jī)等設(shè)備以及其它風(fēng)動(dòng)工具，其耗電量在礦山總耗電量中占有相當(dāng)大的比重。深入分析空氣壓縮機(jī)的電能消耗情況，找出節(jié)能潛力，實(shí)現(xiàn)空氣壓縮機(jī)的節(jié)能運(yùn)行，將會(huì)降低礦山生產(chǎn)成本，提高其經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)以凡口鉛鋅礦為例說明:
凡口鉛鋅礦坑口空壓機(jī)站共有6臺空氣壓縮機(jī)，其中4臺為日本日立空氣壓縮機(jī)。4臺日立壓縮機(jī)型號:BTD2，排氣壓力7kg/cm2，排氣量103m3/min屬兩級壓縮活塞式壓縮機(jī)，其拖動(dòng)電機(jī)型號EFOU，額定功率450kW，額定電壓380V，額定電流892A，采用Y/Δ降壓起動(dòng)方式;2臺國產(chǎn)空氣壓縮機(jī)(活塞式空氣壓縮機(jī))，其拖動(dòng)電機(jī)為高壓(6kV)同步電動(dòng)機(jī)。6臺空氣壓縮機(jī)采用并聯(lián)運(yùn)行方式。一般情況下，只運(yùn)行2～3臺(其中一臺國產(chǎn)空氣壓縮機(jī))其余的空氣壓縮機(jī)作為備用?？諝鈮嚎s機(jī)站的容量是按最大排氣量并考慮備用來確定的，然而在實(shí)際的使用過程中，用氣設(shè)備的耗氣量是經(jīng)常變化的，當(dāng)耗氣量小于壓縮空氣站的排氣量時(shí)，便需對空氣壓縮機(jī)進(jìn)行控制，以減少排氣量使之適應(yīng)耗氣量的變化，否則空氣壓縮機(jī)排氣系統(tǒng)的壓力會(huì)升至不能允許的數(shù)值，使空氣壓縮機(jī)和用氣設(shè)備的零部件負(fù)載過大，并有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。凡口鉛鋅礦4臺日本日立空壓機(jī)采用的是多級壓力節(jié)流進(jìn)氣控制方式:即當(dāng)壓力低于6.2Mpa時(shí),打開全部進(jìn)氣閥,壓縮機(jī)組以100%負(fù)荷率狀態(tài)運(yùn)行;當(dāng)壓力達(dá)到6.2~6.5Mpa時(shí)關(guān)閉隙閥，壓縮機(jī)組以75%負(fù)荷率運(yùn)行;當(dāng)壓力達(dá)到6.8~7Mpa時(shí),關(guān)閉一個(gè)進(jìn)氣閥,壓縮機(jī)組以50%負(fù)荷率運(yùn)行,當(dāng)壓力達(dá)到7Mpa時(shí)關(guān)閉所有進(jìn)氣閥,壓縮機(jī)組進(jìn)入空載運(yùn)行狀態(tài).由于活塞式空氣壓縮機(jī)的起、停有著嚴(yán)格而復(fù)雜的規(guī)程，不允許頻繁起停。為了滿足井下用氣量的變化，一般由調(diào)度人員根據(jù)井下用氣量的時(shí)間變化特點(diǎn),把一天分為幾個(gè)時(shí)段，每一個(gè)時(shí)段需要開的空壓機(jī)臺數(shù)由該時(shí)段內(nèi)最大用氣量決定。在該時(shí)段內(nèi)，空壓機(jī)不允許增開或停開(特殊情況除外)。地下礦金屬礦山的空壓機(jī)站多采用這種方式，但這種控制方式很顯然存在一些比較大的缺點(diǎn):
(1)據(jù)統(tǒng)計(jì)，壓縮機(jī)組75%負(fù)荷運(yùn)行率為41%，50%負(fù)荷運(yùn)行率為14%。無論空氣壓縮機(jī)是處于75%、50%還是空載運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，管網(wǎng)壓力較正常供氣壓力要高，井下用氣量很顯然要小于供氣量，而這時(shí)各臺空氣壓縮機(jī)仍然全速生產(chǎn)壓縮空氣，帶來了不必要的電能浪費(fèi)。
(2)節(jié)精度低，在某一進(jìn)風(fēng)量工作狀態(tài)下壓力波動(dòng)大，特別在生產(chǎn)用風(fēng)量變化頻繁時(shí)期內(nèi)(用風(fēng)量大且變化頻繁)，不能穩(wěn)定風(fēng)壓;
(3)閥門動(dòng)作值在一次整定后經(jīng)常會(huì)變，有時(shí)會(huì)使整個(gè)壓風(fēng)系統(tǒng)工作壓力偏高，增大了單位壓風(fēng)量的功耗;
(4)當(dāng)空壓機(jī)運(yùn)行在75%、50%進(jìn)氣量的工作狀態(tài)下，進(jìn)氣流速增大，造成進(jìn)氣過程壓風(fēng)量的損失，降低了壓風(fēng)機(jī)的效率。
因此有必要對現(xiàn)有的調(diào)節(jié)方式進(jìn)行改進(jìn)，以節(jié)約電能，提高空壓機(jī)的運(yùn)行效率。我院和凡口鉛鋅礦合作，用變頻調(diào)速對其空壓機(jī)站進(jìn)行技術(shù)改造。
空壓機(jī)恒壓自動(dòng)控制變頻調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示:
空壓機(jī)恒壓自動(dòng)控制變頻調(diào)速系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對5#空壓機(jī)和6#空壓機(jī)的輪換控制。5#空壓機(jī)和6#空壓機(jī)均可由新老兩套系統(tǒng)拖動(dòng)，這樣做有兩個(gè)目的:伒5#空壓機(jī)出現(xiàn)故障需要檢修時(shí)，新系統(tǒng)可迅速切換到6#機(jī)，以提高恒壓控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的利用率;當(dāng)新系統(tǒng)出現(xiàn)故障需要停車檢修時(shí)，能夠很快地投入老系統(tǒng)運(yùn)行，不致于影響正常生產(chǎn);當(dāng)管網(wǎng)壓力超出恒壓調(diào)節(jié)范圍時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出增開或者減開一臺空壓機(jī)。
系統(tǒng)于1999年4月2日在凡口鉛鋅礦通過了驗(yàn)收，正式移交生產(chǎn)使用，系統(tǒng)運(yùn)行十分正常，滿足了生產(chǎn)的需要，達(dá)到了預(yù)期的目的。本系統(tǒng)的目的是為了節(jié)能，根據(jù)廣州金粵節(jié)能服務(wù)站對本系統(tǒng)做的節(jié)能測試:采用本空氣壓縮機(jī)恒壓控制變頻調(diào)速系統(tǒng)平均每天節(jié)電量2226kWh。按照年工作日330天計(jì)，則采用恒壓控制變頻調(diào)速系統(tǒng)每年可節(jié)電734629kWh，按照凡口鉛鋅礦現(xiàn)行電價(jià)0.7元/kWh計(jì)，每年可節(jié)約電費(fèi)51.42萬元。本系統(tǒng)總共投資98萬元，兩年內(nèi)即可收回全部投資。本系統(tǒng)應(yīng)用的成功為活塞式空氣壓縮機(jī)的節(jié)能運(yùn)行提供了重要的新手段，對于企業(yè)節(jié)能降耗，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益有重要意義，有廣闊的推廣應(yīng)用前景。
3.3變頻調(diào)速技術(shù)在礦井通風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用
礦井通風(fēng)機(jī)是地下礦山生產(chǎn)的主要用電設(shè)備之一，其節(jié)能運(yùn)行在礦山節(jié)電中占有重要的地位。礦井通風(fēng)機(jī)一般采用異步電機(jī)或同步電機(jī)拖動(dòng)，恒速運(yùn)轉(zhuǎn)，一般容量大，電機(jī)供電電壓高(6kV或10kV)。
礦山建設(shè)的特點(diǎn)是:巷道逐年加深，產(chǎn)量逐年增加，所需的通風(fēng)量逐年上升。但礦井通風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)選型時(shí)，往往是按最大開采量時(shí)所需的風(fēng)量為依據(jù)的，一般都留有余量，因此礦井在投產(chǎn)后幾年甚至十幾年內(nèi)，礦井通風(fēng)機(jī)都是處在低負(fù)載下運(yùn)行。此外，通常礦山井下作業(yè)不均衡，一般夜班工作人員少，所需風(fēng)量也小，在節(jié)假日時(shí)，可能只有泵房等固定的井下場所的值班人員工作。盡管井下人員少，但也得照常向井下送風(fēng)，礦井通風(fēng)機(jī)一般不調(diào)節(jié)風(fēng)量，若要調(diào)節(jié)風(fēng)量時(shí)，傳統(tǒng)的方法是調(diào)節(jié)檔板。這種辦法雖然簡單，但從節(jié)能的觀點(diǎn)看，是很不經(jīng)濟(jì)的。圖2所示為幾種調(diào)節(jié)風(fēng)量的方法節(jié)電比較。
圖2中:1—擋板法;2—前導(dǎo)器法;3—液力耦合器;4—繞線電動(dòng)機(jī)切換轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速法;5—變頻調(diào)速法。
由圖2可見，變頻調(diào)速法在各種風(fēng)量調(diào)節(jié)方法中是最理想、最有效、最節(jié)能的調(diào)節(jié)方法。有關(guān)變頻調(diào)速技術(shù)在礦井通風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用，仍以凡口鉛鋅礦為例說明。
該礦的礦井通風(fēng)機(jī)都采用高壓電機(jī)傳動(dòng)，有高壓同步電機(jī)和高壓異步電機(jī)兩大類。由于礦井通風(fēng)機(jī)是礦山的耗電大戶，節(jié)電潛力很大，但它又是高壓電機(jī)傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速有一定困難。于是，長沙礦山研究院與凡口鉛鋅礦、冶金自動(dòng)化研究院等單位合作，以老南風(fēng)井的6kV，800kW同步電機(jī)傳動(dòng)的礦井通風(fēng)機(jī)為對象，研制開發(fā)了同步電機(jī)直接高壓變頻器。1997年8月投入運(yùn)行，并于1998年4月28日通過了中國有色金屬工業(yè)總公司的技術(shù)鑒定，獲得了部級科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。這是國內(nèi)第一臺同步電機(jī)直接高壓變頻器，節(jié)電效果十分顯著。新南風(fēng)井的礦井通風(fēng)機(jī)采用6kV,880KW高壓異步電機(jī)傳動(dòng)，高壓變頻器采用SIEMENS公司的SIMOVERTMV型三電平高壓變頻器。于2002年9月投入運(yùn)行，節(jié)電效果也是十分顯著的。下面分別簡要介紹這兩種高壓變頻器。
(1)同步電機(jī)直接高壓變頻器
同步電機(jī)高壓變頻器主要有兩類，即他控式變頻調(diào)速系統(tǒng)和自控式變頻調(diào)速系統(tǒng)。他控式變頻調(diào)速系統(tǒng)所用的變頻裝置是獨(dú)立的，其輸出頻率直接由速度給定信號決定，屬速度開環(huán)控制。自控式變頻調(diào)速系統(tǒng)可以使同步電機(jī)不存在失步和振蕩等問題，所以一般都采用自控式運(yùn)行。
我們與有關(guān)單位合作研制開發(fā)的這種同步電機(jī)直接高壓變頻調(diào)速裝置是采用交-直-交電流型變頻調(diào)速系統(tǒng)，屬自控式變頻調(diào)速系統(tǒng)，它由變頻器、同步電機(jī)、轉(zhuǎn)子位置檢測器以及控制系統(tǒng)組成。變頻器主電路采用晶閘管串聯(lián)組成的高壓閥串作為功率元件，它是利用同步電機(jī)的反電勢來關(guān)斷逆變器的晶閘管，它沒有強(qiáng)迫換流電路，因而主電路結(jié)構(gòu)簡單。變頻器的框圖如圖3所示。
圖3中，硬件全套設(shè)備由高壓開關(guān)切換柜(圖中未表示出)、整流柜、逆變柜、勵(lì)磁柜、控制柜、操作臺及交流進(jìn)線電抗器、直流平波電抗器、轉(zhuǎn)子位置檢測器、光電編碼器等到部分組成。
根據(jù)凡口礦生產(chǎn)的情況需要，本高壓變頻器按周期性的固定頻率運(yùn)行，早班(7:00~16:00)變頻裝置運(yùn)行在40Hz，中班(16:00~19:00)運(yùn)行在35Hz，在19:00~20:00期間為放炮時(shí)間，變頻器運(yùn)行于40Hz，20:00~23:00運(yùn)行在35Hz，23:00~24:00期間為放炮時(shí)間，變頻器運(yùn)行于40Hz，0:00~3:00井下作業(yè)人員很少運(yùn)行于28Hz，3:00~4:00期間為放炮時(shí)間，變頻器運(yùn)行于40Hz，4:00~7:00運(yùn)行于28Hz。
經(jīng)廣州金粵節(jié)能服務(wù)站的節(jié)能測試及能量平衡測試，以及凡口礦老南風(fēng)井的實(shí)際記錄，在正常生產(chǎn)期間，節(jié)電率達(dá)42%;節(jié)假日時(shí)變頻器運(yùn)行于28Hz，節(jié)電率達(dá)73%。年節(jié)電為192.3萬kWh，在不到一年的時(shí)間內(nèi)，就由節(jié)電費(fèi)用收回到了高壓變頻器的全部投資，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
(2)異步電機(jī)三電平高壓變頻器
在成功研制開發(fā)了老南風(fēng)井同步電機(jī)直接高壓變頻器的基礎(chǔ)上，根據(jù)深部開采的需要，對新南風(fēng)井的礦井通風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造，我院和有關(guān)單位合作，經(jīng)過論證，最終決定采用引進(jìn)WOODS軸流式風(fēng)機(jī)和Siemens公司的SIMOVERTMV三電平高壓變頻器。該變頻器的原理圖如圖4所示。
但SIEMENS公司實(shí)際提供的這種三電平高壓變頻器的系統(tǒng)如圖5的框圖所示。
由圖5可見，6kV高壓電源經(jīng)三繞組降壓變壓器降壓，2組二次側(cè)繞組(接法、Y)，電壓各為1.2kV，經(jīng)各自的6脈沖整流橋整流成直流，直流電壓為3240V(正負(fù)電壓各為1620V)經(jīng)三電平逆變器變頻變壓，可輸出頻率可變的0~2300V的三相交流電壓;經(jīng)濾波器濾波后，再經(jīng)升壓變壓器升壓至6kV，供給6kV高壓電動(dòng)機(jī)調(diào)速。
新南風(fēng)井高壓變頻器原訂為直接高壓變頻器，但由圖5可見，這實(shí)質(zhì)上是一臺高低高式高壓變頻器，因?yàn)樗粌H有降壓變壓器，而且也有升壓變壓器。不過經(jīng)我們對其進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真，其結(jié)果表明，盡管它是高-低-高式高壓變頻器，但并不影響它在生產(chǎn)中的應(yīng)用。
根據(jù)凡口礦目前的生產(chǎn)情況，高壓變頻器的運(yùn)行情況是:白班和中班，高壓變頻器運(yùn)行于40Hz，在晚班，由于井作業(yè)人員很少，高壓變頻器則運(yùn)行于30Hz，在節(jié)假日，則運(yùn)行于更低的頻率。據(jù)此，計(jì)算出節(jié)電效果，年平均節(jié)電為56%，年節(jié)電357.9萬kWh，節(jié)電效果顯著達(dá)到了原計(jì)劃的節(jié)電目標(biāo)。
3.4關(guān)于球磨機(jī)、井下排水泵等是否可用變頻調(diào)速的問題
球磨機(jī)、井下排水泵等設(shè)備容量大，都是礦山的高耗能設(shè)備。對于這些設(shè)備是否可以采用變頻調(diào)速來實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行呢？我認(rèn)為，在這些設(shè)備上采用變頻調(diào)速是達(dá)不到節(jié)能目的的。
我們應(yīng)某金礦的委托，采用變頻器對球磨機(jī)進(jìn)行調(diào)速節(jié)能試驗(yàn)。當(dāng)變頻器的輸出頻率調(diào)整到48Hz和45Hz時(shí)，球磨機(jī)的電能消耗雖有所降低，但磨礦質(zhì)量有很大降低，此時(shí)球磨機(jī)的出礦粒度由原來不調(diào)速時(shí)的300目粒度占99%，分別下降到90%和58%?？梢娺@種工藝、設(shè)備條件下，不宜采用變頻調(diào)速節(jié)能運(yùn)行。
另外，我看到有的文章說，變頻器用于井下排水泵站的節(jié)能[3]。我認(rèn)為，這是不現(xiàn)實(shí)的。因?yàn)槿魏蔚V山為排出井下的涌水，都在井底設(shè)有水倉。值班工人根據(jù)水倉水位確定開仃水泵及開仃幾臺水泵，因此它不需進(jìn)行流量的調(diào)節(jié)。所以，它不需要采用變頻器。對于地面生活供水或工業(yè)供水的泵站，由于需要根據(jù)用水量的多少來調(diào)節(jié)供水量，在這種情況下，采用變頻調(diào)速以調(diào)節(jié)流量，可達(dá)到節(jié)能的目的。
在礦山中，還有一些小型設(shè)備可以采用變頻調(diào)速節(jié)能，如螺旋給料機(jī)、沙泵等，在此就不一一介紹了。
4選擇變頻器應(yīng)注意的事項(xiàng)
變頻器，特別是高壓變頻器價(jià)格昂貴，如選擇不當(dāng)，達(dá)不到節(jié)電和提高生產(chǎn)效率的目的，以致造成浪費(fèi)和不必要的麻煩和損失。在這里，提供一些選擇變頻器的意見，供參考。
4.1根據(jù)工藝要求選擇變頻器
(1)電機(jī)調(diào)速雖是風(fēng)機(jī)、水泵節(jié)能的有效途徑，但并非凡是風(fēng)機(jī)、水泵都能采用調(diào)速節(jié)電。對于工藝參數(shù)基本穩(wěn)定，不需要調(diào)速的風(fēng)機(jī)、水泵可以采用高效節(jié)能電機(jī)和高效節(jié)能風(fēng)機(jī)，以提高系統(tǒng)效率。對于已建成而配置不合理的風(fēng)機(jī)可以通過采用更換電機(jī)，調(diào)節(jié)葉片角度等方法達(dá)到節(jié)電的目的。選擇調(diào)速節(jié)能時(shí)應(yīng)注意:風(fēng)機(jī)、水泵的轉(zhuǎn)速變化范圍不宜太大，通常最低轉(zhuǎn)速不少于額定轉(zhuǎn)速的50%，一般調(diào)速范圍在100%~70%之間為宜，因?yàn)楫?dāng)轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速的40%~50%時(shí)，風(fēng)機(jī)、水泵本身的效率明顯下降，是不經(jīng)濟(jì)的;調(diào)速范圍確定時(shí)，應(yīng)注意避開機(jī)組的機(jī)械臨界共振轉(zhuǎn)速，否則調(diào)速至該諧振頻率時(shí)，將可能損壞機(jī)組。
(2)進(jìn)行可行性分析
在選擇要進(jìn)行的變頻調(diào)速的設(shè)備對象以后，應(yīng)從提高效率或提高產(chǎn)品質(zhì)量的需要情況，從節(jié)約電能的情況進(jìn)行分析、計(jì)算，并與變頻器的投資進(jìn)行比較，計(jì)算出變頻器的投資回收期。一般來說，如能從節(jié)約的電費(fèi)或從提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高效率等方面所得的收益中，在兩年內(nèi)償還變頻器的投資，都應(yīng)認(rèn)為是可行的。同時(shí)還應(yīng)分析外部條件是否滿足變頻器的使用要求。
(3)變頻器的可靠性
變頻器的可靠性如何，直接決定了變頻器能否成功地應(yīng)用于生產(chǎn)。這是選擇哪種變頻器的首要條件。有的礦山所購買的變頻器可靠性不高，加之自身的維修技術(shù)力量不強(qiáng)，變頻器出了故障，只好仃下，甚至棄用。造成損失，同時(shí)也為變頻器的繼續(xù)推廣應(yīng)用帶來負(fù)面影響。
(4)根據(jù)生產(chǎn)廠家提供的技術(shù)規(guī)格和技術(shù)參數(shù)來選擇變頻器在按工藝要求、電源條件、場地及容量等選擇了變頻器方案后，再具體到選擇哪個(gè)廠家的哪種高壓變頻器。在選擇變頻器時(shí)可以根據(jù)廠家提供的產(chǎn)品樣本等技術(shù)資料及報(bào)價(jià)表來選擇。
變頻器的制造廠家和經(jīng)銷商都會(huì)向準(zhǔn)備購買變頻器的用戶提供樣本及報(bào)價(jià)。在樣本中，廠家公開說明其產(chǎn)品種類、特性、技術(shù)指標(biāo)和特點(diǎn)，用戶在訂貨前通過對產(chǎn)品樣本資料可以對其產(chǎn)品有大概了解。因此對產(chǎn)品樣本的閱讀和了解是比較各廠家變頻器性能的重要依據(jù)。
4.2主要應(yīng)考慮的技術(shù)規(guī)格和技術(shù)參數(shù)
(1)型號
各廠家生產(chǎn)的變頻器的型號多是系列號和容量的組合，通過對型號和規(guī)格得了解，
可以確認(rèn)該廠家生產(chǎn)的品種，對用戶來說，不一定會(huì)使用到全系列的變頻器，但可以從型號、規(guī)格、所采用的功率元件、控制技術(shù)等方面判斷廠家的實(shí)力和生產(chǎn)態(tài)勢，甚至可以從一個(gè)方面判斷其產(chǎn)品質(zhì)量。產(chǎn)品品種齊全，容量覆蓋范圍大，功率元件及控制技術(shù)先進(jìn)的廠家，一般來說其實(shí)力強(qiáng)，生產(chǎn)態(tài)勢好，產(chǎn)品質(zhì)量一般來說也會(huì)有較好的保障。
(2)效率
變頻器效率的高低，直接關(guān)系到變頻器調(diào)速節(jié)能的多少，因?yàn)樵谧冾l器運(yùn)行時(shí)，變頻
器本體也要消耗一部分電能。一般來說直接高壓變頻器的效率都可達(dá)到0.97~0.98,而高-低-高式高壓變頻器由于多一個(gè)變壓器的損耗，使其系統(tǒng)效率有所降低。
(3)功率因數(shù)
在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)，功率因數(shù)的變化是一項(xiàng)重要指標(biāo)。最好是在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)功率因數(shù)都保持在0.95以上，以使其符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB3485-83的標(biāo)準(zhǔn)，這只有電壓型變頻器和IGBT單相變頻器串聯(lián)的高壓變頻器能夠滿足此項(xiàng)規(guī)定。而電流型變頻器較難滿足這項(xiàng)要求。
(4)諧波
國家對電網(wǎng)諧波有嚴(yán)格要求。限制用戶非線性諧波設(shè)備注入電網(wǎng)的諧波電流，是限制電網(wǎng)電壓正弦波畸變的關(guān)鍵。所用的高壓變頻器的諧波(即裝置對電網(wǎng)產(chǎn)生的諧波)必須符合國標(biāo)GB/T14549-93“電能質(zhì)量、公用電網(wǎng)諧波”的規(guī)定，在國際上要符合IEEE-519標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。對于電流型變頻器如采用六脈沖整流，則5次、7次諧波都超過了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)采用12脈沖整流或附加諧波補(bǔ)償措施。
(5)輸出容量和額定輸出電流
變頻器輸出容量以kVA或kW表示，它代表可以供給電動(dòng)機(jī)的輸出功率。用kW表示時(shí)，一般以四極標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)為基礎(chǔ)考慮;用kVA表示，需進(jìn)行核算。額定輸出電流是在額定電壓下變頻器能夠連續(xù)輸出的電流值。在以輸出容量為標(biāo)準(zhǔn)選擇了變頻器以后，還應(yīng)對額定輸出電流進(jìn)行核算，以使電動(dòng)機(jī)的額定電流不要超過變頻器的額定輸出電流。
(6)率范圍
由最低使用頻率和最高頻率定義調(diào)速范圍。最低使用頻率的意思與起動(dòng)頻率不同。起動(dòng)頻率很小時(shí)，并不一定能使電機(jī)從該頻率起動(dòng)。變頻器要對最高頻率設(shè)定，對風(fēng)機(jī)、水泵的最高頻率應(yīng)設(shè)定(即箝位)在50Hz，所有的變頻器都可滿足這個(gè)要求，在選擇變頻器時(shí)可不作考慮，但使用中需注意此點(diǎn)。
(7)電源容量和允許電壓變化范圍
供給變頻器的電源容量應(yīng)足夠大，電源電壓變化范圍應(yīng)在變頻器允許的范圍。用戶在選擇變頻器時(shí)應(yīng)根據(jù)自己電網(wǎng)容量及電網(wǎng)電壓的變化情況，對變頻器進(jìn)行選擇。曾有一個(gè)礦山因電壓波動(dòng)范圍超過了變頻器的允許范圍，而使變頻器不能正常應(yīng)用。
(8)保護(hù)功能
變頻器樣本中一般表明其保護(hù)功能，這是為了檢測出變頻器的異常情況和防止外部原因及內(nèi)部異常對變頻器造成損害，保護(hù)變頻器正常運(yùn)行和變頻器安全可靠。因此保護(hù)種類是否齊全、完善，從一個(gè)方面反映變頻器質(zhì)量和運(yùn)行的安全可靠性。
(9)價(jià)格
變頻器價(jià)格是用戶最關(guān)心的問題之一，用戶應(yīng)了解廠家或經(jīng)銷商所報(bào)出的價(jià)格的具體含義和具體內(nèi)容，及服務(wù)內(nèi)容，以及任選件價(jià)格等。還應(yīng)與其它廠家的變頻器進(jìn)行綜合比較。
5結(jié)束語
《中華人民共和國節(jié)約能源法》第39條，已將變頻調(diào)速技術(shù)列為通用節(jié)能技術(shù)加以推廣。在礦山推廣應(yīng)用變頻器節(jié)能是重要目的之一，如風(fēng)機(jī)、水泵;同時(shí)也有提高生產(chǎn)效率、降低維修工作量、提高產(chǎn)品質(zhì)量等目的，如電鏟、牙輪鉆機(jī)、礦井提升機(jī)等。在礦山應(yīng)用變頻器和其它工業(yè)部門有相同之處，也有不同之處，如電鏟、牙輪鉆機(jī)、礦井提升機(jī)等設(shè)備應(yīng)用變頻器有一豺特殊要求，所用的變頻器還有一些技術(shù)開發(fā)工作要做。建議有關(guān)科研院所、變頻器生產(chǎn)廠家和礦山用戶共同合作，開發(fā)我國礦山設(shè)備使用的變頻器。
本文的目的在于拋磚引玉。由于作者的水平有限，資料不夠，經(jīng)驗(yàn)不足，所述內(nèi)容錯(cuò)誤之處在所難免，所論觀點(diǎn)也屬一孔之見，歡迎讀者和朋友們批評指正。
參考文獻(xiàn)
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第7篇：礦井供電交流材料范文
關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速技術(shù)；礦用架線式電機(jī)車；煤礦運(yùn)輸裝置；煤礦安全生產(chǎn)；交流電動(dòng)機(jī) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
中圖分類號：TD641 文章編號：1009-2374（2015）23-0163-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.23.082
礦用架線式電機(jī)車是煤礦生產(chǎn)所需的一種主要的運(yùn)輸裝置，隨著科學(xué)的發(fā)展，煤礦企業(yè)已在電機(jī)車上使用變頻調(diào)速器，并使用交流電動(dòng)機(jī)，已淘汰過去的電阻降壓調(diào)速電機(jī)車。傳統(tǒng)的調(diào)速方法對煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和安全生產(chǎn)水平有很大的影響，傳統(tǒng)的電機(jī)車電控系統(tǒng)故障頻繁、維修量大、消耗材料配件多且費(fèi)用高，不能滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的需要。而變頻調(diào)速電機(jī)車具有適應(yīng)能力強(qiáng)、節(jié)電率高、運(yùn)行平穩(wěn)、故障少、維修方便等特點(diǎn)，在煤礦運(yùn)輸中具有非常好的推廣使用價(jià)值。
1 變頻調(diào)速技術(shù)
近幾年來，電力電子技術(shù)飛速發(fā)展，自動(dòng)化控制技術(shù)也不甘落后，電氣傳動(dòng)技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷著一場新的變革，交流變頻技術(shù)取代直流變頻技術(shù)已經(jīng)成為必然。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速啟動(dòng)、制動(dòng)性能，高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其他許多優(yōu)點(diǎn)而被國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。交流調(diào)速中最活躍、發(fā)展最快的就是變頻調(diào)速技術(shù)。變頻調(diào)速是交流調(diào)速的基礎(chǔ)和主干內(nèi)容。20世紀(jì)變壓器的出現(xiàn)使改變電壓變得很容易，從而造就了一個(gè)龐大的電力行業(yè)。長期以來，交流電的頻率一直是固定的，變頻調(diào)速技術(shù)的出現(xiàn)使頻率變?yōu)榭梢猿浞掷玫馁Y源。
2 變頻調(diào)速技術(shù)在礦用電機(jī)車上應(yīng)用的必要性
當(dāng)今形勢下，直流串勵(lì)電機(jī)經(jīng)常使用的是牽引電機(jī)。在輸送的過程當(dāng)中，電機(jī)要求各種各樣的速度，為此務(wù)必實(shí)施相應(yīng)的策略，這就要求司機(jī)對牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。直流串勵(lì)電機(jī)有著機(jī)械軟特性，也就是說其轉(zhuǎn)速會(huì)在負(fù)載輕重的影響之下發(fā)生改變，換言之，電機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)力矩大的情況下轉(zhuǎn)速低，倘若減小轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，就能夠提升電機(jī)的轉(zhuǎn)速。在電機(jī)空載的情況下，因?yàn)槠滢D(zhuǎn)動(dòng)力矩十分小，所以具備十分快的轉(zhuǎn)速，能夠出現(xiàn)“飛車”的情況。這個(gè)時(shí)候不但會(huì)導(dǎo)致?lián)Q向條件的惡化，而且還會(huì)使轉(zhuǎn)子損壞，導(dǎo)致人身安全事故的出現(xiàn)。因此串勵(lì)電機(jī)不利于在空載的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，在通常情況下，輕載運(yùn)轉(zhuǎn)的最小負(fù)荷應(yīng)當(dāng)在額定負(fù)荷的25%～30%以上。由于串勵(lì)式調(diào)速方式的電機(jī)車能夠形成比較大的啟動(dòng)沖擊，因此不可以進(jìn)行理想的軟啟動(dòng)。電機(jī)車司機(jī)控制器借助帶負(fù)荷進(jìn)行切換，在觸頭承受著較大的沖擊電流，這會(huì)出現(xiàn)短路且使觸頭燒壞的情況，導(dǎo)致材料消耗的增多。在進(jìn)行調(diào)速的時(shí)候不夠平穩(wěn)，電機(jī)車司機(jī)難以操作，也不便于檢修，這導(dǎo)致電路保護(hù)系統(tǒng)的不健全和危險(xiǎn)性。
在交流變頻調(diào)速技術(shù)越來越進(jìn)步的影響下，生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中被日益普遍地應(yīng)用，與直流電機(jī)進(jìn)行比較，交流電機(jī)有著維護(hù)費(fèi)用少、效率高、功率大的特點(diǎn)，沒有換向器與電刷，為此，在礦用機(jī)車上通過交流電機(jī)代替直流電機(jī)是礦用電機(jī)車的發(fā)展趨勢。變頻調(diào)速技術(shù)在礦用電機(jī)車上的應(yīng)用和推廣，能夠使電機(jī)車的調(diào)度性能提升，減少裝置的磨損，提升控制精度，降低備件的投入，延長裝置的應(yīng)用年限，進(jìn)而與煤礦井下軌道輸送發(fā)展的需要相符合。
3 變頻調(diào)速技術(shù)在礦用架線電機(jī)車上的應(yīng)用
3.1 牽引電機(jī)有著較高的可靠性
因?yàn)榻^緣的下降與過流等的制約，直流電牽引電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈會(huì)被損壞，因?yàn)檗D(zhuǎn)子換向銅頭碳刷較易損耗、受到磨損以及因?yàn)椴荒軌驅(qū)崟r(shí)性地清理轉(zhuǎn)子碳粉等的緣故，會(huì)導(dǎo)致比較高的故障率，而損壞的配件也需要比較高的更換成本。而借助三相異步變頻電機(jī)具備比較高的可靠性，由于鼠籠轉(zhuǎn)子缺少線圈與換向銅頭有具備好的密閉性能，不容易出現(xiàn)由于環(huán)境潮濕而使絕緣性能降低，進(jìn)而損壞裝置的情況，相比較而言，不需要太多的維修，從而不容易出現(xiàn)故障，這使運(yùn)行的成本
減少。
3.2 良好的調(diào)速性能
借助牽引電動(dòng)機(jī)的串并聯(lián)與增減并列電阻來實(shí)施架線直流牽引電阻調(diào)速電機(jī)車的調(diào)速。在負(fù)載的改變下，直流牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)隨之出現(xiàn)改變，在下坡運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下也容易導(dǎo)致飛車出軌的現(xiàn)象。電機(jī)車司機(jī)在進(jìn)行操作的過程當(dāng)中，瞬間的加速會(huì)使調(diào)速器以及牽引電機(jī)受到損壞。而屬于無機(jī)類型調(diào)速的交流牽引變頻調(diào)速，其具備均勻性的調(diào)速，牽引電機(jī)根據(jù)給定的頻率大小進(jìn)行減速以及增速，其中最低能夠給定小于0.1Hz的速度，也能夠?qū)ψ罡哕囁傧拗七M(jìn)行有效的設(shè)計(jì)，即便是下坡輕載也不會(huì)導(dǎo)致超速飛車情況的出現(xiàn)。即使司機(jī)是在零速啟動(dòng)之后瞬時(shí)向最高速度增加，電機(jī)車依舊在5s之后才可以實(shí)現(xiàn)最高的速度。
3.3 電力消耗少
借助直流電機(jī)來牽引電阻調(diào)速的電機(jī)車，在下坡的過程中不能夠反饋牽引電網(wǎng)，為此，直流牽引的架線電機(jī)車在減速制動(dòng)以及啟動(dòng)架線電機(jī)車的時(shí)候會(huì)使能量浪費(fèi)。變頻調(diào)速電機(jī)車可以設(shè)置電機(jī)車為牽引電網(wǎng)饋電功能，從而使上坡列車的消耗的電能得以補(bǔ)償，有著顯著的節(jié)能成效。
3.4 電機(jī)車的維修減少
對于機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)而言，直流電阻調(diào)速電機(jī)車有級調(diào)速具備沖擊力，這較易損壞齒輪。頻繁地應(yīng)用手制動(dòng)，會(huì)嚴(yán)重地磨損閘瓦，這就往往要求進(jìn)行更換。而應(yīng)用交流牽引變頻調(diào)速電機(jī)車，在改變頻率、變換速度的影響下，大概在5s之內(nèi)的時(shí)間會(huì)慢慢提升，這樣就不會(huì)強(qiáng)烈沖擊傳動(dòng)系統(tǒng)。在減速停車以及運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中不需手制動(dòng)，從而不至于使閘瓦受到磨損。交流異步電機(jī)很少出現(xiàn)故障，能夠?qū)?dòng)電阻免去。
3.5 啟動(dòng)運(yùn)行平穩(wěn)
變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于礦用架線式電機(jī)車中，啟動(dòng)運(yùn)行平穩(wěn)，操作人員有舒適感；啟動(dòng)電流從零開始，最大值也不超過額定電流的1.5倍，減輕了對電網(wǎng)的沖擊和供電容量的要求。
3.6 可操控性和安全性高
電機(jī)車在拉弓斷電或者在無電區(qū)的環(huán)境下運(yùn)行時(shí)，電機(jī)通過動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能使變頻器在一定時(shí)間內(nèi)仍能正常工作，所具有的有電制動(dòng)和無電制動(dòng)功極大地提高了電機(jī)車的可操控性和安全性。
4 結(jié)語
總之，礦用架線式電機(jī)車應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，使得電機(jī)車啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、牽引力變強(qiáng)，能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速功能，并且架線式電機(jī)車可以實(shí)現(xiàn)電氣制動(dòng)，不會(huì)對機(jī)械產(chǎn)生磨損。礦用架線式電機(jī)車應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，節(jié)能效果也非常顯著，關(guān)鍵部件幾乎免于維修，使得礦井的維修費(fèi)用大大降低，為礦井發(fā)展帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
參考文獻(xiàn)
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[2] 周春志.變頻調(diào)速裝置在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用研究[J].價(jià)值工程，2011，（7）.
第8篇：礦井供電交流材料范文
關(guān)鍵詞：變頻絞車；礦井；提升；問題；措施
中圖分類號：D922文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
引言
提升絞車在煤礦系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著提升運(yùn)輸任務(wù)，是礦井提升煤炭、矸石、材料及運(yùn)送人員的關(guān)鍵設(shè)備。隨著變頻器不斷發(fā)展和應(yīng)用，變頻絞車也在煤礦系統(tǒng)中得到推廣應(yīng)用，變頻絞車能夠?qū)崿F(xiàn)無級調(diào)速、降低能耗、故障少、維護(hù)方便等良好效果，使煤礦絞車系統(tǒng)邁上了一個(gè)新的臺階。
一、變頻器的工作原理
（一）異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速
n＝60f（1－s）/p
式中：
n――異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速
f――異步電動(dòng)機(jī)的頻率
s――電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率
p――電動(dòng)機(jī)極對數(shù)
上式可知，轉(zhuǎn)速n與頻率f成正比，只要將頻率f改變就能改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)頻率f在0～50Hz的范圍內(nèi)變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍很廣。變頻器是通過將電動(dòng)機(jī)電源頻率改變達(dá)到速度調(diào)節(jié)的，是一種高效率、高性能的調(diào)速方法。通過將電機(jī)定子供電頻率改變來對電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制是提高絞車系統(tǒng)中變頻工作的主要原理。
（二）“交―直―交”變頻器
變頻器就是一個(gè)能夠任意將頻率改變的交流電源?！敖花D直―交”變頻器首先通過三相全波整流把交流電源整流為直流，再通過開關(guān)元件把直流逆變?yōu)榻涣?，達(dá)到控制輸出電源頻率的目的。因?yàn)樽冾l器可以隨意控制電動(dòng)機(jī)的頻率，所以能夠?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，并且對電動(dòng)機(jī)的負(fù)力運(yùn)行、電氣制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng)及其實(shí)現(xiàn)二級制動(dòng)等方面均能通過PLC程序及控制元件來實(shí)現(xiàn)。
某煤礦用的變頻絞車控制系統(tǒng)框圖如圖1，操作臺PA發(fā)出操作指令信號，傳輸?shù)絇LC，PLC依據(jù)軸編碼器PC1、PC2及回饋制動(dòng)LS傳送的信號在內(nèi)部比較，再通過軟件程序?qū)ψ冾l器進(jìn)行啟動(dòng)、停車、制動(dòng)等操作進(jìn)行控制。
AK-控制及監(jiān)視系統(tǒng);PA-操作臺;HA-開關(guān);VFD-變頻器系統(tǒng);LS-回饋制動(dòng);DS-PLC控制回路;PC1-軸編碼器1;PC2-軸編碼器2
圖1變頻絞車控制系統(tǒng)框圖
二、變頻調(diào)絞車應(yīng)用效果分析
（一）節(jié)電效果好
據(jù)相關(guān)的調(diào)查資料顯示，新型的變頻調(diào)速器具有不同程度的能量回饋功能，能夠在提升絞車下放的過程中將機(jī)械的能量轉(zhuǎn)化為電能并順利地輸送到電網(wǎng)當(dāng)中。同時(shí)，新型的變頻調(diào)速器在運(yùn)行過程中還能夠有效消除和減少調(diào)速過程中電阻能耗所散發(fā)出的熱量。改造后的變頻絞車的節(jié)電率與改造前的變頻絞車節(jié)電率提升了20%~25%。
（二）安全性能高
新型的變頻調(diào)速器在啟動(dòng)過程中對電流頻率的要求較小，正常情況下，都能十分順利地完成啟動(dòng)，起步的平穩(wěn)性較之前也得到了較為明顯的提高，運(yùn)行速度受負(fù)載量變化程度的影響較小，安全性能在整體上得到了提高。
（三）維修成本低
新型的變頻調(diào)速器在運(yùn)行過程中極少出現(xiàn)故障，即使出現(xiàn)故障也都是一些較小的問題，所需的維修成本較低，從而在側(cè)面上減少了維修工作量。同時(shí)，由于新型變頻調(diào)速器的節(jié)電效果較好，從而有效地避免了因電阻發(fā)熱影響作業(yè)質(zhì)量的現(xiàn)象。
（四）工程量小
變頻絞車機(jī)房峒室相對較小，比較簡單，與老絞車相比可節(jié)省10平方米面積，土建工程量較小，費(fèi)用較少。
（五）設(shè)備簡單
變頻絞車設(shè)備相對較簡單，安裝調(diào)試方便。變頻絞車應(yīng)用中存在的問題及相應(yīng)措施。
三、變頻器的選用
煤礦絞車提升的運(yùn)行負(fù)荷比較大，具有較大慣性，負(fù)載的特點(diǎn)是啟動(dòng)時(shí)沖擊很大，因此要求變頻器有一定余量。同時(shí)，在重物下放時(shí)，會(huì)有能量回饋，因此要使用制動(dòng)單元或采用共用母線方式。與其他傳動(dòng)機(jī)械相比對變頻器有著更為苛刻的安全性能上的要求，它可以對所有交流電動(dòng)機(jī)的核心變量進(jìn)行控制，并把定子磁通、轉(zhuǎn)矩作為主要控制變量。高速信號處理器與先進(jìn)的電機(jī)軟件模型相結(jié)合使電機(jī)狀態(tài)更新，對負(fù)載的變化和瞬時(shí)掉電，能做出迅速響應(yīng)。
四、變頻絞車應(yīng)用中存在的問題及相應(yīng)措施
（一）保護(hù)引起的問題及解決措施
1、變頻器電源未合：也稱作主電源未合，操作臺上的變頻器電源如果無指示，對變頻器供電進(jìn)行檢查，看變頻器供電的饋電開關(guān)、接觸器、中間繼電器的輔助觸點(diǎn)工作、示牌正常與否。
2、硬件上下過卷：硬件上下過卷開關(guān)動(dòng)作或斷開，這時(shí)把“過卷旁路”開關(guān)打到“上下過卷旁路”位置，再通過檢修方式把車開到正常位置后，可正常停車。
3、軟件上下過卷：控制系統(tǒng)軟件中分別設(shè)有上下過卷，設(shè)定太大會(huì)造成過卷事故，太小會(huì)由于深度指示誤差致使未到停車點(diǎn)而產(chǎn)生過卷，對正常開車造成影響。斜巷通常為多水平提升，對于過卷要求不高，所以過卷距離通常為2m。
4、等速超速、定點(diǎn)超速、手動(dòng)緊停等故障，在查完系統(tǒng)后這種故障通過“事故復(fù)位”能及時(shí)排除。
5、軸編碼器（PG）故障（斷線）：這種故障指的是變頻器反饋速度和軸編碼器采集速度之間誤差高過0.3m/s，系統(tǒng)則以為軸編碼器故障，可對軸編碼器是否斷線、軸編碼器的連接部位、相應(yīng)的傳動(dòng)部位、變頻器速度反饋、速度反饋電纜進(jìn)行檢查。
6、殘壓過高故障：如果液壓站殘壓太高，會(huì)造成盤形閘施壓制動(dòng)力不足而溜車。這時(shí)應(yīng)對液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)合適壓力進(jìn)行檢查。
7、變頻器失控故障：指變頻器的輸出和PLC控制系統(tǒng)指令不一樣，通常是變頻器運(yùn)行反饋的中間繼電器不吸合，檢查變頻器運(yùn)行反饋的中間繼電器吸合、變頻器反饋線路、變頻器運(yùn)行反饋、如果都正常，對變頻器控制器的接線進(jìn)行檢查，看是否松動(dòng)。
8、急停故障：系統(tǒng)有一條硬件安全電路和兩條軟件安全電路，其相互冗余和監(jiān)控，一個(gè)有問題其他兩條都會(huì)出現(xiàn)問題。PLC緊停故障可檢查變頻器電源未合、過卷故障、等速超速故障、定點(diǎn)超速故障、手動(dòng)緊停故障、軸編碼器故障、液壓站殘壓或油壓過高故障、傳動(dòng)系統(tǒng)、PLC停止、錯(cuò)向保護(hù)故障、硬件緊停等。
（二）設(shè)備引起的問題及解決措施
1、絞車只可以單方向運(yùn)行故障：系統(tǒng)速度給定信號是0～8V的直流模擬信號，有兩個(gè)電位器分別負(fù)責(zé)上提與下放的分壓，再用主令手柄分別控制上提和下放的速度給定。對兩個(gè)電位器進(jìn)行檢查，并排除故障。
2、編碼器故障：因?yàn)榫幋a器1、2分別在減速機(jī)和深度指示器上安裝，互為冗余，并分別進(jìn)入PLC1、PLC2?？蓪⒕幋a器和傳動(dòng)軸的連線拆開，輕輕轉(zhuǎn)到編碼器的小軸，且看相應(yīng)的PLC上的IN0和IN1兩個(gè)指示燈是否閃亮。閃亮則編碼器正常，若一個(gè)不閃，查編碼器的空開、電纜、接線等，且在編碼器電源側(cè)有DC24V電壓，來判斷編碼器是否有損壞。
五、注意事項(xiàng)
結(jié)合我礦在設(shè)備選型、安裝調(diào)試、提升系統(tǒng)配套設(shè)施等方面，要注意的一些事項(xiàng)：
一是由于煤礦井下條件相對比較復(fù)雜，運(yùn)行過程中負(fù)載變化也比較大，對提升絞車的要求，要有一定的過載能力，提升絞車的主電機(jī)功率要適當(dāng)選擇大點(diǎn)，如JTPB1.6×1.2絞車主電機(jī)最好選功率185kW，相應(yīng)變頻器容量選擇也要相應(yīng)增大。
我礦在提升運(yùn)行中，也出現(xiàn)過3次故障，問題均顯示是
變頻器故障，經(jīng)過檢查也都是在變頻柜中的三塊功率放大板出現(xiàn)問題，影響到絞車正常運(yùn)行。解決辦法是更換功率放大板，將原來NX10653/261功率放大板換成NX10653/502功率放大板，加大功率放大板過載能力和抗干擾能力。
二是變頻提升絞車對周邊的工作環(huán)境要求相對比較高，主要是要做到機(jī)房峒室干燥，機(jī)電設(shè)備周圍不能有滴水；通風(fēng)條件要好，機(jī)房峒室的通風(fēng)必須是處在新鮮風(fēng)流的進(jìn)風(fēng)側(cè)。
三是斜井井筒施工角度要控制在22°之內(nèi)，采區(qū)下山軌道要選22kg/m及以上軌道，軌道的敷設(shè)必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，減少重車提升過程中的掉渣現(xiàn)象，盡量減少提升過程重車掉道現(xiàn)象的發(fā)生，變頻絞車過載能力比較低，在處理重車掉道時(shí)相對比較薄弱，一旦重車掉道就有可能影響到生產(chǎn)和安全。
四是機(jī)房設(shè)備安裝時(shí)，進(jìn)線電纜宜有金屬套護(hù)或電纜鋼管，電纜兩端應(yīng)就近可靠接地，與機(jī)房地基接地網(wǎng)相連；絞車機(jī)械電控的基礎(chǔ)四周必須要有接地避雷帶，接地阻值要達(dá)到井下機(jī)房峒室的要求。絞車機(jī)械和電控設(shè)備的外殼必須采用50×5mm以上的鍍鋅扁鐵進(jìn)行可靠連接并接地，達(dá)到提高變頻絞車在運(yùn)行過程中對外界抗干擾能力。
結(jié)語
礦井提升絞車能夠提升煤炭與矸石、升降人員、物料及設(shè)備，其運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性不但對整個(gè)煤礦的生產(chǎn)有很大影響，還威脅到人員的生命安全。所以，提升絞車的安全運(yùn)轉(zhuǎn)性能意義重大。
參考文獻(xiàn)：
第9篇：礦井供電交流材料范文
關(guān)鍵詞：罐籠；井筒；電纜敷設(shè)；安全
0 引言
礦井井筒內(nèi)電纜敷設(shè)是礦井施工經(jīng)常遇到的問題，井筒電纜的敷設(shè)必須根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備、環(huán)境因素、工期要求和安全系數(shù)等因素，總結(jié)參考以前的施工經(jīng)驗(yàn)，提出合理的方案及施工步驟。利用罐籠進(jìn)行井筒電纜的敷設(shè)有很強(qiáng)的適應(yīng)性與機(jī)動(dòng)性，可作為優(yōu)先選擇的方案之一。下面介紹利用罐籠敷設(shè)井筒電纜的施工方法與安全注意事項(xiàng)。
1 井筒內(nèi)電纜的分類及敷設(shè)環(huán)境
井筒電纜的敷設(shè)須根據(jù)電纜的種類來確定安裝位置，筆者所在的華錫集團(tuán)銅坑礦東副井井筒內(nèi)按種類區(qū)分為：高壓電纜道、提升機(jī)控制電纜道（若井筒內(nèi)有多臺提升機(jī)，必須將控制電纜沿不同的電纜道敷設(shè)）、低壓及網(wǎng)絡(luò)通訊數(shù)據(jù)電纜道，不同用途的電纜須統(tǒng)一規(guī)劃、分別布置。井筒內(nèi)敷設(shè)電纜屬高空作業(yè)，受光線不足、井筒滴水、溫度低、通訊不便等環(huán)境因素限制造成施工困難，且容易造成安全事故。因此必須進(jìn)行精細(xì)的施工準(zhǔn)備以確保電纜敷設(shè)作業(yè)的順利、安全完成。
2 施工準(zhǔn)備
（1）根據(jù)施工要求上制作活動(dòng)該平臺。在罐籠上制作活動(dòng)平臺，活動(dòng)平臺收起時(shí)，不影響罐籠運(yùn)行，罐籠低速運(yùn)行至施工面后將活動(dòng)平臺放下，人員站在活動(dòng)平臺在井筒壁上固定電纜。作業(yè)完成后可將活動(dòng)平臺回收至罐籠內(nèi)。
（2）制作電纜滾筒支架。須根據(jù)電纜長度、重量，制作電纜滾筒支架。必須注意滾筒電纜的負(fù)荷以及長度，避免繞線滾筒內(nèi)產(chǎn)生渦流發(fā)熱、短路現(xiàn)象。
（3）罐籠頂部安裝照明。由于井筒內(nèi)光線不足影響施工進(jìn)度及安全。須設(shè)計(jì)好相應(yīng)的照明以確保施工順利實(shí)施。
（4）信號聯(lián)絡(luò)。井筒內(nèi)聯(lián)絡(luò)不便，施工前必須準(zhǔn)備聯(lián)絡(luò)方式和內(nèi)容，如通過手持對講機(jī)、敲擊金屬物發(fā)出聲響等與操作絡(luò)。聯(lián)絡(luò)內(nèi)容一般為： “一停、二上、三下”。
3 施工步驟
（1）下放人員守碼頭門，禁止無關(guān)人員靠近井筒，防止物體墜落井筒中危及作業(yè)人員安全。
（2）將罐籠停在井口，把電纜滾筒、動(dòng)力配電滾筒放在罐籠內(nèi)，架在電纜支架上使其能自由滾筒。將電纜頭從罐籠頂部穿出，并在井口留足需要的電纜長度。
（3）罐籠以0.2m/s的速度下放。下放過程中，通過預(yù)先約定好的方式和內(nèi)容與操作室聯(lián)絡(luò)，停罐和上下指令均由井筒作業(yè)人員發(fā)出。
（4）當(dāng)罐籠運(yùn)行至作業(yè)點(diǎn)停穩(wěn)后，放下安全活動(dòng)平臺。人員站在活動(dòng)平臺上井筒進(jìn)行井筒電纜的固定。按施工要求的間距一般為每4―6米必須固定一次。
（5）施工完成后，收回安全活動(dòng)平臺。與操作絡(luò)，將罐籠繼續(xù)緩慢運(yùn)行至下一個(gè)施工點(diǎn)，重復(fù)以上步驟。
4 施工中應(yīng)注意的安全問題
（1）安全活動(dòng)平臺的必須根據(jù)現(xiàn)場需求設(shè)計(jì)，確保牢固。人員踏上安全活動(dòng)平臺之前要認(rèn)真檢查。
（2）人員必須穿戴勞動(dòng)防護(hù)用品，必須系安全帶和安全繩作業(yè)。碼頭門必須懸掛警示牌、拉警戒線。守碼頭門人員必須盡職盡責(zé)，嚴(yán)禁無關(guān)人員靠近井筒和杜絕落物
（3）井筒中的舊電纜有可能被提升時(shí)墜落的礦石砸傷引起漏電，為防止觸電，固定電纜前必須驗(yàn)電，戴絕緣手套作業(yè)。
（4）信號系統(tǒng)必須完善，信號、卷揚(yáng)等崗位須設(shè)專人監(jiān)護(hù)。信號不明時(shí)嚴(yán)禁操作。
（5）罐籠內(nèi)和平臺上的材料、工具應(yīng)堆放整理，手持工具必須用綁帶固定，防止墜落。
（6）施工時(shí)罐籠運(yùn)行速度不允許大于0.2m/s。
（7）敷設(shè)電纜所需的動(dòng)力、照明供電開關(guān)必須有接地保護(hù)。罐籠內(nèi)不使用380V交流，使用的 220V交流動(dòng)力電源必須經(jīng)過隔離變壓器。
（8）施工項(xiàng)目開始前須提前清理井筒鋼梁上的浮石。為確保提升安全此步驟必須在施工前做為一項(xiàng)專項(xiàng)安全工程進(jìn)行。
