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

關鍵詞:應急 供電設備 選型 技術要求

中圖分類號:TD611 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)09(c)-0091-01

北聯電能源公司高頭窯礦井設有地面35kV主變電所一座,承擔礦井全部供電負荷。由于礦井目前為單回路供電,設計采用柴油發(fā)電機作為礦井的應急供電電源。

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)。(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、爆炸危險、嚴重污穢、化學腐蝕及劇烈震動的場所。

2 設備選型計算

2.1 高頭窯煤礦應急供電負荷

總負荷為1387kW,其中主排水及通風設備為一級負荷,工作面排水設備為二級負荷,地面生活用電為三級負荷,供電時可根據發(fā)電設備的狀況逐級加減負荷。

2.2 發(fā)電機設備選取

根據負荷統(tǒng)計表的情況,選取3臺380V、500kW柴油發(fā)電機與1臺380V、800 kW柴油發(fā)電機并網運行,運行方式為三用一備。柴油發(fā)電機發(fā)出的380V電壓經升壓變壓器升壓至10kV后,輸入高頭窯35kV變電所10kV母線側,運行方式為4臺發(fā)電機同時并網運行。

發(fā)電機總功率計算,3臺原有發(fā)電機已進行過大修,經實際使用測量現有效率為60%左右,800kW新發(fā)電機的效率為90%,3臺發(fā)電機功率計算:

800×90%+500×3×60%=1620kW

滿足應急設備運行需求。

3 發(fā)電設備技術要求

3.1 柴油發(fā)電機技術要求

(1)柴油發(fā)電機必須能與煤礦現有3臺HX500GF型發(fā)電機可靠并網運行。(2)柴油發(fā)動機采用重慶康明斯柴油發(fā)動機,型號:KTAA19-G6A。四沖程,帶廢氣渦輪增壓,電調式柴油引擎。自帶風扇水箱閉式水冷散熱,采用電子調速器調速,噴油方式直噴式。(3)交流發(fā)電機廠采用中美合資馬拉松交流發(fā)電機,型號:MP-800-4A/S。

3.2 箱式變電站技術要求

4臺并網柜、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 并網柜技術要求

(1)4臺并網柜能實現煤礦原有的3臺380V、500kW發(fā)電機組與新采購的1臺380V、800kW發(fā)電機組可靠并網運行。并網柜為下電纜進線,上銅母排出線。(2)并網柜可實現手動、自動并聯,可實現發(fā)電機組的自動開機/停機、數據測量、報警保護及“三遙”功能。控制器采用大屏幕液晶(LCD)顯示,可選擇中英文操作界面,保證操作簡單,運行可靠?？刂破鲬哂锌刂艷OV和AVR的功能,可以自動同步及負荷均分,和發(fā)電機組進行并聯?？刂破髂軠蚀_監(jiān)測發(fā)電機組的各種工作狀態(tài),當發(fā)電機組工作異常時自動關閉發(fā)電機組,并將故障狀態(tài)顯示在LCD上。(3)可以檢測所有發(fā)電機組相關的電參量及非電參量。(4)在自動狀態(tài)下具有以下工作模式:不帶載運行,帶載運行,按需求并聯運行。(5)具有解列時負載轉移功能。(6)具有定時帶載/不帶載試機功能,可實現每周/月循環(huán)開機/停機。(7)運行過程中機組控制器實時監(jiān)控柴油機及發(fā)電機的運行工況:當發(fā)生輸出電壓過高或過低、輸出短路、及柴油機機油壓力偏低、冷卻水高溫、超速故障時立即報警停機(所有故障顯示均自動鎖定)。停機的同時立即啟動備用機組,并切換至備用機組供電。(8)對柴油發(fā)電機組的電參量及水溫、油壓、油位等實時監(jiān)測。(9)實現柴油發(fā)電機組自動開機/停機、同步并聯、負荷均分及報警保護功能。(10)具有機組保養(yǎng)/維護時間到警告/停機功能。(11)保證輸出電壓、工頻波動在允許范圍內,能實現人工啟動、自動并機、自動負荷分配。(12)并機柜配置有隔離開關、斷路器,其額定電流及電壓符合發(fā)電機的相應要求。

3.2.2 升壓變壓器的技術要求

(1)變壓器應符合的標準: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)最高運行電壓:

高壓側:10.5kV:12kV；

低壓側:0.4kV:0.42kV。

(8)變壓器損耗保證值:

空載損耗:≤3050W；

負載損耗:≤14450W(120℃)。

(9)調壓方式:10kV側中性點無勵磁調壓。

(10)調壓范圍:10.5±2×2.5％。

(11)阻抗電壓:6％。

(12)聯結組標號:D,yn11。

(13)中性點運行方式: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)質冷軋硅片。

(19)安裝形式:

變壓器帶外柜體,低壓側母排進線,高壓側電纜出線,(與低壓柜平行布置),上進下出。

(20)外罩防護等級:IP20,采用優(yōu)質鋼材制作,并做防腐處理。

(21)變壓器本體應設溫度控制器,測量變壓器繞組溫度并進行顯示,溫控器設有通訊接口滿足與變電所綜合自動化系統(tǒng)通訊,采用485接口。每臺變壓器外罩安裝低噪聲風機,配合溫度控制器實現自動和手動開啟。

(22)變壓器外罩門應設機械閉鎖

3.2.3 其它技術要求

(1)箱式變電站4臺并網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符合4臺發(fā)電機同時運行的要求。(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、防銹及通風散熱等功能。各室考慮溫度自動控制裝置。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)電機作為礦井的應急供電電源,從技術要求、運行方式及容量等各方面能滿足礦井通風及排水等功能,從安全方面也保證了礦井的應急措施。

參考文獻

[1]高遠強.柴油發(fā)電機組在煤礦建設工程中的應用[J].建井技術,2010(3).

第2篇：礦井供電交流材料范文

【關鍵詞】煤礦;保護接地;接地體;中性點不接地系統(tǒng)

1.保護接地的必要性

在煤礦井下總接地電網是高、低壓電氣設備共用的高壓電網的單相接地電流遠大于低壓電網，因此，井下總接地網電阻主要取決于高壓電網的單相接地電流。但在中性點不接地系統(tǒng)中，此電流又與高壓電網對地電容有關，電網愈大(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)定接地網上任一保護接地點的接地電阻值不得超過2Ω，每一移動式和手持式電氣設備至局部接地極之間的保護接地用的電纜芯線和接地連接導線的電阻值，不得超過1Ω。)，將威脅到人身安全。為此，應根據單相電流的大小，適當降低總接地網的電阻值；或采用其它措施以減小電網對地的電容電流。目前常用中性點經消弧圈接地方式來補償電網對地的電容電流。

2.接地保護的電阻計算

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。

為切實保證接地裝置接地電阻的要求，接地電阻計算值寧可適當偏大而不宜偏小。如果接地電阻計算偏小，則設計出來的接地裝置可能達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算公式采用式(2)。

2.2 單根水平接地體的電阻計算

單根水平接地體接地電阻的理論計算公式為：

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，常用的簡化計算公式也有兩個：

R≈0.03ρ (5)

R≈2ρ/L (6)

2.3主接地極的接地電阻計算

主接地極的接地電阻可按下式計算：

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)中接地保護應注意的問題

3.1 礦山企業(yè)工作環(huán)境差，用電設備由于生產需要經常移動，對地電位時有變化。有些礦山企業(yè)不僅有使用交流電源的生產設備，而且還有使用直流電源的生產設備。因此，解決好礦山設備的保護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)，多是中性點不接地系統(tǒng)。在該系統(tǒng)下出現的單相短路電流，與整個電網(高、低壓電網)- 特別是高壓電網對地電容有關，即與電容電流相等。電網愈大電容電流就愈大。為減少系統(tǒng)的電容電流，常采用中性點經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算，工程設計中使用簡化計算公式時，應采用計算值偏大的計算公式。

3.4 井下低壓中性點不接地系統(tǒng)中，除了設置接地保護裝置外，還應在配電系統(tǒng)中加設漏電斷路器，才能真正做到保護人身安全，消除單相接地事故隱患。

中性點不接地系統(tǒng)的單相接地電流，主要是電網對地電容的電流。由于井下單臺變壓器容量有限，低壓電網的供電范圍不大，電容電流較小(不足 1A)。配合井下保護接地電阻不大于 2Ω，接觸電壓遠低于安全值。而這個“安全值”往往使人們產生麻痹大意，單相接地故障實際未得到排除，也就是說，接地保護裝置的設置，僅僅是解決了(電流小時)人身安全問題，隨著時間的推移，它會逐步擴大發(fā)展成更大事故。

4.結束語

由于井下這一特殊環(huán)境，單相接地故障時有發(fā)生。近年來漏電保護器發(fā)展迅速，井下漏電保護的最佳方式是：末端漏電保護+ 分干線或或干線漏電保護+總漏電保護，組成多級漏電保護體系，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，也可保證無故障線路用電不會受到影響。過去由于某些原因，礦山單相接地保護中，主要利用附加直流電源檢漏繼電器的方式進行保護，沒有全面推廣使用漏電斷路器保護器，只要電源總開關處設置直流檢測繼電器，沒有選擇性，在事故跳閘時影響面很大，給工人帶來精神傷害和國家財產的巨大損失，因此，在設計中采用一些措施和保證，在井下配電系統(tǒng)設計中，應大力推廣使用漏電斷路器、漏電保護器。我國目前礦山所采用的配電系統(tǒng)多為中性點不接地(即 TT)系統(tǒng)，在中性點不接地的供電系統(tǒng)中，人身觸電電流值 IH 的大小，取決于電網的電壓值，電網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，礦山設備隨作業(yè)面的變化需經常移動，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，更使這個問題復雜。因此，解決好礦山設備的接地保護也更具有一定的現實意義。

【參考文獻】

［1］韓濤.淺析林西礦井下低壓饋電開關的漏電保護[J].硅谷,2010,(15).

［2］趙強,徐磊.礦井漏電保護方案的分析與探討[J].工礦自動化,2006,(03).

［3］張傳書,武浩.新型智能饋電開關的研制[J].中州煤炭,2005,(04).

［4］張友權,孔保平.礦用一般型低壓配電柜檢漏系統(tǒng)的改進[J].煤炭科學技術,1997,(01).

［5］劉梅華,汪東,楊艷秋.基于PIC16F877A礦井低壓電網選擇性漏電保護的原理及其應用[J].重慶工學院學報(自然科學版),2007,(02).

［6］許嘉良.DW80系列饋電開關使用維修中的一些問題[J].煤礦機電,1985,(02).

［7］馮杰.新型KBZ-400/1140(660)饋電開關在謝李公司一井的使用[J].煤礦安全,2005,(12).

［8］高加傳.煤礦井下低壓供電系統(tǒng)漏電保護裝置裝設方案的分析[J].中國新技術新產品,2011,(01).

第3篇：礦井供電交流材料范文

關鍵詞:煤礦;漏電保護;接地體

中圖分類號:TD928.8文獻標識碼:B 文章編號:1009-9166(2010)017(C)-0203-01

引言:隨著礦井電網的出現,漏電保護技術就相伴而生。早在20世紀30年代,英國就在磁力啟動器中裝設了漏電保護裝置,從此建立了礦井低壓電網漏電保護原理,但這種漏電保護裝置只適應于變壓器中性點直接接地的供電系統(tǒng)。1949年蘇聯開始研制中性點不接地供電系統(tǒng)使用的漏電保護裝置(PYB型防爆漏電繼電器)。同時,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)的漏電保護裝置。20世紀50年代初,我國引進了蘇聯的漏電保護裝置,并在礦井中推廣應用。

我國目前礦山所采用的配電系統(tǒng)多為中性點不接地(即TT)系統(tǒng),在中性點不接地的供電系統(tǒng)中,人身觸電電流值IH的大小,取決于電網的電壓值,電網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,礦山設備隨作業(yè)面的變化需經常移動,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,更使這個問題復雜,因此,解決好礦山設備的接地保護也更具有一定的現實意義。

一、保護接地的必要性

在煤礦井下總接地電網是高、低壓電氣設備共用的高壓電網的單相接地電流遠大于低壓電網,因此,井下總接地網電阻主要取決于高壓電網的單相接地電流。但在中性點不接地系統(tǒng)中,此電流又與高壓電網對地電容有關,電網愈大(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,應根據單相電流的大小,適當降低總接地網的電阻值;或采用其它措施以減小電網對地的電容電流。目前常用中性點經消弧圈接地方式來補償電網對地的電容電流。

二、接地保護的電阻計算

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。

為切實保證接地裝置接地電阻的要求,接地電阻計算值寧可適當偏大而不宜偏小。如果接地電阻計算偏小,則設計出來的接地裝置可能達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算公式采用式(2)。

2、單根水平接地體的電阻計算。單根水平接地體接地電阻的理論計算公式為:

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,常用的簡化計算公式也有兩個:

R≈0.03ρ,(5)

R≈2ρ/L.(6)

3、主接地極的接地電阻計算

主接地極的接地電阻可按下式計算:

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)中接地保護應注意的問題

中性點不接地系統(tǒng)的單相接地電流,主要是電網對地電容的電流。由于井下單臺變壓器容量有限,低壓電網的供電范圍不大,電容電流較小(不足1A)。配合井下保護接地電阻不大于2Ω,接觸電壓遠低于安全值。而這個“安全值”往往使人們產生麻痹大意,單相接地故障實際未得到排除,也就是說,接地保護裝置的設置,僅僅是解決了(電流小時)人身安全問題,隨著時間的推移,它會逐步擴大發(fā)展成更大事故。由于井下這一特殊環(huán)境,單相接地故障時有發(fā)生。近年來漏電保護器發(fā)展迅速,井下漏電保護的最佳方式是:末端漏電保護+分干線或干線漏電保護+總漏電保護,組成多級漏電保護體系,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,也可保證無故障線路用電不會受到影響。過去由于某些原因,礦山單相接地保護中,主要利用附加直流電源檢漏繼電器的方式進行保護,沒有全面推廣使用漏電斷路器保護器,只要電源總開關處設置直流檢測繼電器,沒有選擇性,在事故跳閘時影響面很大,給工人帶來精神傷害和國家財產的巨大損失,因此,在設計中采用一些措施和保證,在井下配電系統(tǒng)設計中,應大力推廣使用漏電斷路器、漏電保護器。

四、結論

從目前礦山企業(yè)實際運行情況看,接地故障(特別是單相接地故障)時有發(fā)生,由此引發(fā)的災害已給國家?guī)碡敭a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,是電氣工作者必須重視的問題,處理好這個問題,會給礦山企業(yè)帶來較好的社會效益和經濟效益。

第4篇：礦井供電交流材料范文

一、指導思想

為認真貫徹落實國家、省關于推進小型煤礦機械化開采的工作部署，強力推進我市地方煤礦實施機械化開采，實現科學發(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

進一步提升和完善礦井各主要系統(tǒng)（采掘、供電、提升、運輸、通風、排水、監(jiān)控），完善安全避險“六大系統(tǒng)”，提高技術裝備水平，增強抗災防災能力，全面提高地方煤礦機械化開采水平，真正做到安全高效的目的。

三、工作要求

（一）進一步完善“六大系統(tǒng)”建設。按照《煤礦井下安全避險基本規(guī)范》(試行)，進一步完善壓風自救、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完成緊急避險系統(tǒng)。2013年6月底前所有煤礦全部完成“六大系統(tǒng)”的建設完善工作，加強日常監(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)管總局等四部委聯合下發(fā)的《關于推進小型煤礦機械化的指導意見》以及省有關文件精神，結合煤礦實際，按照礦井所具備的基本條件和機械化開采工作的要求，制定每個煤礦機械化開采的實施方案和企業(yè)機械化發(fā)展規(guī)劃，并認真組織落實。

一是采掘機械化。根據礦井開采條件，選用適用的采掘機械裝備，中、小型礦井采煤機械化程度達到50%以上，界溝、劉東等礦適當裝備綜采綜掘工作面，掘進裝載機械化程度達95%以上，吉山、趙樓、竇莊等礦要逐步實現工作面小型采煤機開采，掘進工作面實現綜掘機械化掘進。梧南、梧桐煤礦大傾角急傾斜煤層實現機械化采煤，地方煤礦薄煤層實現機械化開采。

二是監(jiān)控數字化。對全市地方煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)等進一步優(yōu)化升級和完善，盡快形成市、縣（區(qū)）、煤礦企業(yè)三級監(jiān)控網絡；全市地方煤礦所有礦井形成環(huán)繞全礦井的綜合自動化控制網絡平臺，進一步健全安全生產監(jiān)測監(jiān)控、工業(yè)電視監(jiān)視、井下定位、井下通風、壓風自救、供水施救、瓦斯智能巡檢等系統(tǒng)，并根據災害情況，裝備監(jiān)管監(jiān)測和頂板壓力監(jiān)測系統(tǒng)。

三是控制自動化。具備條件的礦井安裝皮帶運輸，供電、排水、通風、壓風自動化系統(tǒng)，實行地面遠程控制，實現井上、下中央變電所、泵房、通風機房、壓風機房無人值守。

四是輔助運輸高效化。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，必須安裝機械送人裝置、降低勞動強度。根據井下實際，選擇使用連續(xù)化、皮帶化、輔助運輸設備，減少運輸環(huán)節(jié)，提高運輸效果。

（三）堅決淘汰落后的設備和工藝。嚴格落實國家關于煤礦機電設備淘汰的有關規(guī)定，堅決淘汰國家明令禁止使用的產品。要徹底淘汰非正規(guī)采煤方法和工藝。

（四）加強煤礦技術改造力度。根據《省小煤礦技術改造指導意見》的要求，主要改造制約礦井生產的提升、運輸、通風、排水、供電等系統(tǒng)和環(huán)節(jié)，進一步優(yōu)化生產布局，完善系統(tǒng)，提高裝備水平。目前重點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，加快對瓦斯抽采系統(tǒng)進行技術改造，提高抽采的能力；界溝煤礦要以建設現代化礦井為目標，進一步加大安全裝備的投入；劉東煤礦要進一步完善通風、運輸系統(tǒng)的改造，提高安全生產保障能力。其他煤礦也要根據實際，及時對安全生產的各個系統(tǒng)和環(huán)節(jié)進行技術改造。通過技術改造，來提高礦井的生產能力、裝備水平和防災抗災能力。

（五）加強對大型機械化設備的管理。各煤礦必須完善煤礦大型設備的購進、安裝、驗收、使用、檢修、報廢管理制度。以后所有新建、技改礦井購買安裝使用的大型設備（如提升絞車、通風機、供電設備等）必須到縣（區(qū)）煤炭局備案，在正式運行前必須進行各種性能測試，測定驗收工作。

（六）健全裝備管理制度。在八類機電設備管理臺帳的基礎上要進一步細化、分類、完善，特別是對技改礦井要列為技術裝備管理工作的重點。同時，各縣（區(qū)）煤炭局要加大對煤礦企業(yè)購買假冒偽劣產品的督查和處罰力度，一經發(fā)現要嚴肅追究煤礦有關人員的責任。

（七）嚴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、主通風機、主排水設備的檢測，要嚴格按照上級主管部門有關文件精神要求和《煤礦安全規(guī)程》的有關規(guī)定進行檢測檢驗。

（八）加強供用電系統(tǒng)設備設施管理。礦井必須有可靠的雙回路供電線路，當一回路發(fā)生故障停電時，另一回路應能擔負礦井全部負荷，另外必須配備能滿足提升、通風、排水負荷所需要的發(fā)電機組。禁止中性點接地的變壓器對井下供電，每個礦井必須配備4臺以上變壓器，分別向地面、井下供電，并能進行高、低壓切換，所有技改礦井必須按設計要求規(guī)范供電系統(tǒng)。

（九）加強對煤礦機械化管理人員的培訓和學習。定期不定期組織機械化管理人員學習掌握新設備、新材料、新知識，要結合實際情況，采取“請進來、走出去”的辦法，實現互動、互補，盡快提高技術裝備水平，為推進我市裝備機械化打下堅實的基礎。

學習外地先進經驗，定期組織地方煤礦到國營大中型企業(yè)學習，到機械化水平高的地方學習，把先進的理念和管理經驗帶到我市地方煤礦中來。

（十）加強與科研院所的技術交流與合作。積極與高等院校、科研院所開展技術交流與合作，通過研究與探索，及時解決煤礦安全開采中存在的技術難題，及時更新安全開采的工藝和方法，及時把科研成果轉化為現實生產力，為煤礦安全生產服務。

(十一）創(chuàng)新科技機制，支持科技成果轉化。創(chuàng)新科技機制，積極引進國內外先進適用的新技術、新工藝、新裝備，加強對下覆含水層、高地壓、瓦斯治理，無煤塵開采、綠色開采技術的研究和應用。要制定獎勵制度，鼓勵本單位職工自動創(chuàng)新，支持將科技成果轉化應用，對取得經濟效益的實用成果要進行重獎，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）加強領導，建立機制。為加強地方煤礦技術裝備現代化建設工作的領導，各縣（區(qū)）煤炭局、各煤礦要成立相應的領導機構，并結合自身實際，制定工作方案，確保工作取得實效。

（二）加強監(jiān)管，完善制度。在全市地方煤礦進一步推進機械化裝備進程中，各縣（區(qū)）應每季度組織一次專項性大檢查；市局將組織專業(yè)人員開展不定時的抽查活動，年底進行驗收。各縣（區(qū)）煤炭局要加強煤礦主要機電動態(tài)管理，建立機電裝備動態(tài)簡報制度，隨時掌握動態(tài)變化。

第5篇：礦井供電交流材料范文

關鍵詞：機電一體化技術煤礦應用發(fā)展趨勢

一、概述

機電一體化技術就是機械、計算機、信息處理和自動控制技術綜合運用的復合技術，是微電子技術向傳統(tǒng)機械工程滲透而形成的融合機械工程、電氣工程、計算機技術、信息技術等為一體的新興綜合技術。機電一體化技術順應了當今科學技術發(fā)展的規(guī)律，顯示了強大的生命力。由于煤炭生產是將數百、數千萬噸煤炭從地層深處采掘、運送到地面，因此需采用大量的機電設備才能實現這一目標，而機電一體化煤礦產品則是實現高產高效的最好選擇。機電一體化將機械與電子技術融為一體，使物流、能流、信息流融為一體。

二、機電一體化技術在煤礦中的主要應用

2.1機電一體化技術在提升機中的應用礦井提升機是目前煤礦機電一體化、自動化水平最高的設備，全數字化交直流提升機。尤其是內裝式提升機，從結構上將滾筒和驅動合為一體，機械結構大大簡化，充分體現了機械-電力電子-計算機-自動控制的綜合體。而全數字化提升機高度可靠，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?！熬盼濉逼陂g，國產數字化直流提升機已成為煤礦提升機的首選機型。我國研制成功的具有自主知識產權的全數字化提升機，其核心部分ASCS是由雙CPU構成的計算機系統(tǒng)，其性能先進、操作簡便、準確可靠。此外，我國還應用SIMADYND和S7研制成功了第一臺交-交變頻器供電的交流提升機。目前，最大裝機容量已達到5000kW，主、副井提升機可做到全自動化，不需要專門的絞車司機。

2.2機電一體化技術在采煤機中的應用電牽引采煤機是機電一體化技術在采煤機的一個典型應用。與液壓牽引相比，它具有一下特點:①良好的牽引特性:可以在采煤機前進時提供牽引力，使其克服阻力移動，也可以在采煤機下滑時進行發(fā)電制動，向電網反饋電能。②可用于大傾角煤層:牽引電動機軸端裝有停機時防止機器下滑的制動器，因為它的設計制動力矩為電動機額定轉矩的1.6～2.0倍，所以電牽引采煤機可用在40°~50°傾角的煤層，而不需要其它防滑裝置。③運行可靠，使用壽命長，電牽引和液壓牽引不同，前者除電動機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反應靈敏，動態(tài)特性好:電控系統(tǒng)能及時調整各種參數，防止采煤機超載運行。⑤結構簡單、效率高:電牽引采煤機機械傳動結構簡單、尺寸小、重量輕，電能轉換為機械能只做一次轉換，效率可達99%，而液壓采煤機的效率只有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速MG344-PWD型薄煤層強力爬底板電牽引采煤機以來，我國的電牽引采煤機有了較快的發(fā)展。國內上海天地公司、太原礦山機械廠、西安煤機廠、雞西煤機廠等都生產交流變頻和直流電牽引采煤機，而且得到了廣泛的應用。經過近20年的研制開發(fā)，我國的電牽引采煤機一逐步走向成熟，為煤礦生產技術的進步起到了積極的推動作用。

2.3機電一體化技術在帶式輸送機中的應用帶式輸送機由于長距離連續(xù)輸送、輸送量大、運行可靠、效率高和易于實現自動化等特點，已成為我國煤礦井下原煤輸送系統(tǒng)的主要運輸設備。因此，成為近幾年來機電一體化技術的研究重點。目前主要采用機、電、液一體化的CST可控軟啟動裝置。它是一種專門為平滑起動運送大慣性載荷，如煤炭或金屬礦石的長距離皮帶運輸機而設計的軟驅動裝置。一條皮帶運輸機可以由一臺或幾臺CST驅動。由于尚未解決動態(tài)分析和在線監(jiān)控技術以及啟動延遲技術，我國帶式輸送機的中間驅動點不能不知過多，一般為3點驅動，這樣就限制了輸送機的單機長度和運量。而且，輸送機的監(jiān)控設備功能少、可靠性較差、靈敏度和壽命都較低，和發(fā)達國家相比存在顯著的差距。

2.4其他煤礦機電一體化裝置液壓支架則向電液控制方向發(fā)展，將計算機技術與液壓控制有機結合，實現定壓雙向鄰架或成組自動移架，避免對頂板和支架產生沖擊載荷。我國神華集團大柳塔礦采用從德國和美國引進的電液控制的支架，移架速度為6～8s/架，最快的移架速度達3s/架。電液控制裝置還可檢測支架的工作狀態(tài)。

煤礦供電的特點是供電要可靠，質量要高，能滿足大功率設備的要求。因此應該推廣節(jié)能型產品。高壓開關柜采用維護量小，使用壽命長的真空開關。采用集中補償和就地補償相結合的辦法提高功率因數，減少供電系統(tǒng)無功電流，減少無功功率損耗。目前高、低開關柜普遍采用了“微機保護”，具備網絡功能，可以實現遠程遙控、遙測、遙信和遙調。

三、煤礦機電一體化技術應用的發(fā)展趨勢

我國自造的煤礦機電一體化設備都具有智能化、程序化、信息化的特點，以及設備體積小、操作、維護方便、保護齊全、性能可靠等優(yōu)點。這些設備在煤炭生產中的廣泛應用，不僅減輕了操作人員的勞動強度，而且極大地提高了煤礦的生產水平和能力，創(chuàng)造了巨大的經濟效益和社會效益。但是，我國的煤礦機電一體化技術與發(fā)達國家相比，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)有自主知識產權的以煤礦開采技術及配套裝備為主導的核心技術，研究具有自主知識產權的核心裝置；②增加產品的通信功能，以適應綜合自動化的需要；③開發(fā)以微處理器和微機為基礎的礦井設備工況和健康監(jiān)測以及微處理器、計算機和專家系統(tǒng)的應用等；④煤礦機器人仍然是煤礦機電一體化技術今后研究的重點之一。

四、結束語

近年來，隨著微電子技術、計算機技術、軟件技術、傳感器技術和自動化技術的飛快發(fā)展，信息流成為機電一體化的主要特色。其產品實現自動化、數字化、智能化，在性能和功能方面均實現了質的飛躍。因此，機電一體化技術是企業(yè)信息化的重要支撐技術，是礦山綜合自動化的基礎。機電一體化技術在煤礦采、掘、運裝備的應用和推廣，極大地提升了我國煤礦生產的綜合實力，為實現高效、安全、潔凈、結構優(yōu)化的煤炭工業(yè)生產打下了扎實的基礎。

參考文獻：

機電一體化實用手冊[M].北京:科學出版社.2007.

譚得健，徐希康.自動化技術、信息技術在我國煤礦企業(yè)的應用[J].工況自動化.2003.

第6篇：礦井供電交流材料范文

礦山按產品類型可分為煤礦、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速器在金屬礦山中的應用的現狀和應用前景，對煤礦亦有參考價值，因為露天煤礦和露天金屬礦開采方式和生產設備基本相同，地下礦山除需要考慮設備的防爆問題外，大部分生產設備也與金屬礦大同小異。露天采礦和地下采礦所用的生產設備有很大不同。

露天礦山是以大型設備為主要特點，要求優(yōu)良的電氣傳動系統(tǒng)，以保證這些大型設備的高效率運行。露天礦山的這些大型設備包括用于穿孔的牙輪鉆機，用于裝載礦、巖石的電鏟(挖掘機)，用于運輸礦、巖石的大型汽車等。它們都要求電氣傳動系統(tǒng)具有良好的調速性能，目前這些大型設備大多采用直流調速傳動系統(tǒng)。

地下礦山的生產較露天礦山復雜。由于井下生產的空間窄小，使生產設備環(huán)境潮濕、陰暗，粉塵大、噪音大、振動大、并有塌方的危險，工作條件十分惡劣。因此，井下生產設備的體積受限，這些設備以小型化為主，體積小、重量輕，對電氣傳動的要求不高。但提升、排水、通風、壓氣等固定設備是地下礦山的要害部門，也是耗電大戶，因此，這些設備的安全運行和節(jié)能就顯得至關重要。

根據我們多年來從事礦山電氣傳動的經驗及在礦山進行變頻調速的應用實踐，我認為，在礦山應用變頻調速技術對于提高礦山生產設備的效率，節(jié)約電能都是至關重要的。但遺憾的是在礦山應用變頻調速技術還很不普遍，除了因變頻器的投資問題外，與人們對變頻器的認識不夠有關，也與不能正確了解礦山設備對變頻器的特殊要求、不能正確地應用變頻器、因此所帶來的負面影響有很大關系。

本文主要介紹目前礦山應用變頻器的狀況，礦山設備對電氣傳動的特殊要求，以及如何正確地選用變頻器等。

2變頻器在露天礦山設備中的應用

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)，經常出現過大的沖擊載荷，甚至堵轉。因此，電鏟對電氣傳動系統(tǒng)就有較高的要求:要求電氣傳動系統(tǒng)的機械特性曲線的包絡面積大，有足夠的有用功率;要求有良好的調速性能，能四象限運行，能快速地進行加、減速和反轉，動態(tài)響應速度快;要求系統(tǒng)制動性能好，并能回收能量;要求系統(tǒng)運行可靠，維修方便等。由于電鏟對電氣傳動系統(tǒng)的這些特殊要求，所以，我國電鏟目前應用的電氣傳動系統(tǒng)主要還是直流傳動系統(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-直流電動機系統(tǒng)(簡稱機組系統(tǒng));從美國Harnischfeger公司引進制造的P&H-2300XP和P&H-2800XP型電鏟則是采用晶閘管變流器-直流電動機系統(tǒng)(簡稱晶閘管直流系統(tǒng))。雖然后者比前者技術先進，效率也有所提高，但這兩種系統(tǒng)都還存在直流電機的固有的缺點，即維修工作量大、效率較低等。

自上世紀90年代后期，我國有個別礦山從美國B-E公司引進了變頻器-鼠籠型電動機系統(tǒng)(簡稱交流變頻調速系統(tǒng))，這是全交流化的電鏟電氣傳動系統(tǒng)。例如:385-B、295-BⅡ、290-BⅢ型電鏟就是全交流化電鏟，變頻調速由德國SIEMENS公司開發(fā)、提供的電壓型變頻器?，F以395-B電鏟為例作一簡要說明:高壓交流電由電纜經集電環(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)橹绷鳎洖V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臺并聯供電給1臺容量為1066kW的提升電動機;第三臺逆變器供電兩臺容量各為243kW的回轉電動機;第四臺逆變器供電給容量為294kW推壓電動機。當某工作機構處于再生制動工作時，逆變器將再生制動能量反饋到公共直流母線上，可供其它工作機構使用，使能量得到充分利用。使用不完的制動能量，可以通過制動電阻消耗掉。

實踐證明，交流變頻調速電鏟和前兩種直流調速電鏟相比，具有節(jié)約電能、調速性能好、可靠性高、維護量小、生產效率高、功率因數高(0.95以上)等優(yōu)點，是公認的電鏟電氣傳動系統(tǒng)的發(fā)展方向。

2.2變頻器在牙輪鉆機中的應用

牙輪鉆機是露天礦山、尤其是大型露天礦山的主要穿孔設備。為使牙輪鉆機在不同的巖層中都能保持較佳的鉆進狀態(tài)，要求鉆機的回轉機構能根據巖層的性質進行無級調速。鉆機的提升/行走機構也需要無級調速。目前，牙輪鉆機的回轉機構和提升/行走機構一般都是直流電動機傳動。主要有三種調速裝置:(1)采用晶閘管直流調速裝置的牙輪鉆機有:YZ-55，YZ-35和YZ-12型;(2)采用大功率磁放大器調速裝置的有KY-250型牙輪鉆機和從美國進口的45R型牙輪鉆機;(3)采用直流發(fā)電機組調速裝置的有從美國進口的60R型牙輪鉆機。

牙輪鉆機上應用變頻調速技術不僅是為了節(jié)能，更重要的是為了提高鉆機的生產效率，降低維修工作量?；剞D機構電動機安裝在鉆桿的頂端，工作條件異常惡劣，以往使用的直流電動機經常損壞，維修工作量大，影響牙輪鉆機的正常作業(yè)和效率的提高。因此采用堅固耐用的交流鼠籠型電動機代替直流電動機，用變頻調速裝置代替直流調速裝置，就成為人們公認的牙輪鉆機電氣傳動的發(fā)展方向。在牙輪鉆機上應用變頻調速技術的難點在于:鉆機的轉機構等對調速裝的性能要求高，因為由于巖層地質條件的不同，鉆機在鉆進工作時有可能被卡鉆，使回轉機構堵轉，這就要求調速裝置的機械特性曲線具有挖土機特性，并具有立即反轉和立即重新起動、鉆進功能;牙輪鉆機振動大，對調速設備的防振要求高。變頻調速在牙輪鉆機中的應用首先是由美國B-E公司在55R型牙輪鉆機上應用。我國礦山的牙輪鉆機的變頻調速還在開發(fā)試驗之中，尚未在推廣應用。

2.3電動輪汽車的電氣傳動

目前，大型露天礦山的運輸主要是采用無軌運輸，而主要運輸設備是大型汽車，特別是電動輪汽車成為了大型露天礦山的主要運輸設備。這是因為電氣傳動比機械傳動有更多的優(yōu)點。如調速性能好，響應速度快，調速平滑無沖擊;可實現恒功率調節(jié)，能充分利用柴油發(fā)動機的功率，耗油少;制動安全，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輪汽車。我國自1975年以來，引進了不少電動輪汽車，并成功研制開發(fā)了SF3102型100t和LN-3100型108t電動輪汽車，與美國UnitRig公司合作制造了MARK-36型154t電動輪汽車。

電動輪汽車的電氣傳動系統(tǒng)主要有柴油發(fā)動機帶動的直流發(fā)電機-直流電動機系統(tǒng)和柴油發(fā)動機帶動的交流發(fā)電機-交流電動機系統(tǒng)，它通過控制發(fā)電機的勵磁來控制電動機的轉速。隨著變頻調速技術的發(fā)展，人們也在探討將變頻調速技術應用于電動輪汽車電氣傳動的可能性。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輸設備的電動輪汽車，人們會繼續(xù)努力，研究將變頻調速技術應用于電動輪汽車，以進一步改善其調速性能，提高其運輸能力。

3變頻器在地下礦山中的應用

3.1變頻調速技術在礦井提升機中的應用

礦井提升機是地下礦山運輸的主要設備。它是用一定的裝備沿井筒運出礦石、廢石、升降人員及材料、設備等運輸環(huán)節(jié)。礦井提升設備按井筒傾角可分為豎井提升設備和斜井提升設備;按提升容器可分為罐籠提升機和箕斗提升機等;按提用途可分為主提升機(專們或主性提升礦石，一般稱為主井提升機)，副井提升機(提升廢石、升降人員、運送材料和設備等，一般稱為副井提升機)和輔助提升機(如天井電梯、檢修提升等)。

礦井提升是地下礦山生產的咽喉，所以，無論哪種提升機，對電氣傳動的要求都很高，因為電氣傳動系統(tǒng)性能的優(yōu)劣，可靠性的高低，都直接關系到礦山生產的效率和礦山生產的正常進行。對礦井提升機電氣傳動系統(tǒng)的要求是:有良好的調速性能，調速精度高，四象限運行，能快速進行正、反轉運行，動態(tài)響應速度快，有準確的制動和定位功能，可靠性要求高等。

目前，我國地下礦山礦井提升機的電氣傳動系統(tǒng)主要有:對于大型礦井提升機，主要采用直流傳動系統(tǒng)，有采用直流電動機-直流發(fā)電機系統(tǒng)和晶閘管變流器-直流電動機系統(tǒng);這兩種系統(tǒng)都存在著直流電動機固有的缺點，如效率不高，維修工作量較大等。對于中、小型提升機，則多采用交流電氣傳動系統(tǒng)，如采用交流繞線式電動機，使用電機轉子切換電阻調速，這種電氣傳動系統(tǒng)雖然設備簡單，但它是有級調速，調速性能差，效率低，大量的電能消耗在電動機轉子電阻上，而且可靠性也差。

將變頻調速技術應用于礦井提升機是礦井提升機電氣傳動系統(tǒng)的發(fā)展方向。我國已有幾臺大型礦井提升機采用交-交變頻調速系統(tǒng)，取得了很好的效果，但其缺點是功率因數不高，諧波大，需加諧波和功率因數補償裝置。隨著變頻調速技術的發(fā)展，交-直-交電壓型變頻調速技術已開始在礦井提升機中應用。例如國外已有礦山將有源前端三電平變頻器應用于礦井提升機上，據介紹，采用這種變頻調速的交流提升機可以克服直流調速系統(tǒng)和交-交變頻調速系統(tǒng)的缺點，是提升機電氣傳動的發(fā)展方向。對于小型交流提升機已有成功應用變頻器的實例，如山東風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，成功地應用于山東寧陽縣華寧煤礦的380V,180kw的交流提升機上。

3.2變頻調速技術在空壓機中的應用

空氣壓縮機是地下礦山生產的重要設備之一，它生產壓縮空氣，用以帶動風動鑿巖機、風動裝巖機等設備以及其它風動工具，其耗電量在礦山總耗電量中占有相當大的比重。深入分析空氣壓縮機的電能消耗情況，找出節(jié)能潛力，實現空氣壓縮機的節(jié)能運行，將會降低礦山生產成本，提高其經濟效益。現以凡口鉛鋅礦為例說明:

凡口鉛鋅礦坑口空壓機站共有6臺空氣壓縮機，其中4臺為日本日立空氣壓縮機。4臺日立壓縮機型號:BTD2，排氣壓力7kg/cm2，排氣量103m3/min屬兩級壓縮活塞式壓縮機，其拖動電機型號EFOU，額定功率450kW，額定電壓380V，額定電流892A，采用Y/Δ降壓起動方式;2臺國產空氣壓縮機(活塞式空氣壓縮機)，其拖動電機為高壓(6kV)同步電動機。6臺空氣壓縮機采用并聯運行方式。一般情況下，只運行2～3臺(其中一臺國產空氣壓縮機)其余的空氣壓縮機作為備用?？諝鈮嚎s機站的容量是按最大排氣量并考慮備用來確定的，然而在實際的使用過程中，用氣設備的耗氣量是經常變化的，當耗氣量小于壓縮空氣站的排氣量時，便需對空氣壓縮機進行控制，以減少排氣量使之適應耗氣量的變化，否則空氣壓縮機排氣系統(tǒng)的壓力會升至不能允許的數值，使空氣壓縮機和用氣設備的零部件負載過大，并有發(fā)生爆炸的危險。凡口鉛鋅礦4臺日本日立空壓機采用的是多級壓力節(jié)流進氣控制方式:即當壓力低于6.2Mpa時,打開全部進氣閥,壓縮機組以100%負荷率狀態(tài)運行;當壓力達到6.2~6.5Mpa時關閉隙閥，壓縮機組以75%負荷率運行;當壓力達到6.8~7Mpa時,關閉一個進氣閥,壓縮機組以50%負荷率運行,當壓力達到7Mpa時關閉所有進氣閥,壓縮機組進入空載運行狀態(tài).由于活塞式空氣壓縮機的起、停有著嚴格而復雜的規(guī)程，不允許頻繁起停。為了滿足井下用氣量的變化，一般由調度人員根據井下用氣量的時間變化特點,把一天分為幾個時段，每一個時段需要開的空壓機臺數由該時段內最大用氣量決定。在該時段內，空壓機不允許增開或停開(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:

(1)據統(tǒng)計，壓縮機組75%負荷運行率為41%，50%負荷運行率為14%。無論空氣壓縮機是處于75%、50%還是空載運轉狀態(tài)，管網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，而這時各臺空氣壓縮機仍然全速生產壓縮空氣，帶來了不必要的電能浪費。

(2)節(jié)精度低，在某一進風量工作狀態(tài)下壓力波動大，特別在生產用風量變化頻繁時期內(用風量大且變化頻繁)，不能穩(wěn)定風壓;

(3)閥門動作值在一次整定后經常會變，有時會使整個壓風系統(tǒng)工作壓力偏高，增大了單位壓風量的功耗;

(4)當空壓機運行在75%、50%進氣量的工作狀態(tài)下，進氣流速增大，造成進氣過程壓風量的損失，降低了壓風機的效率。

因此有必要對現有的調節(jié)方式進行改進，以節(jié)約電能，提高空壓機的運行效率。我院和凡口鉛鋅礦合作，用變頻調速對其空壓機站進行技術改造。

空壓機恒壓自動控制變頻調速系統(tǒng)結構如圖1所示:

空壓機恒壓自動控制變頻調速系統(tǒng)可實現對5#空壓機和6#空壓機的輪換控制。5#空壓機和6#空壓機均可由新老兩套系統(tǒng)拖動，這樣做有兩個目的:伒5#空壓機出現故障需要檢修時，新系統(tǒng)可迅速切換到6#機，以提高恒壓控制變頻調速系統(tǒng)的利用率;當新系統(tǒng)出現故障需要停車檢修時，能夠很快地投入老系統(tǒng)運行，不致于影響正常生產;當管網壓力超出恒壓調節(jié)范圍時，系統(tǒng)發(fā)出增開或者減開一臺空壓機。

系統(tǒng)于1999年4月2日在凡口鉛鋅礦通過了驗收，正式移交生產使用，系統(tǒng)運行十分正常，滿足了生產的需要，達到了預期的目的。本系統(tǒng)的目的是為了節(jié)能，根據廣州金粵節(jié)能服務站對本系統(tǒng)做的節(jié)能測試:采用本空氣壓縮機恒壓控制變頻調速系統(tǒng)平均每天節(jié)電量2226kWh。按照年工作日330天計，則采用恒壓控制變頻調速系統(tǒng)每年可節(jié)電734629kWh，按照凡口鉛鋅礦現行電價0.7元/kWh計，每年可節(jié)約電費51.42萬元。本系統(tǒng)總共投資98萬元，兩年內即可收回全部投資。本系統(tǒng)應用的成功為活塞式空氣壓縮機的節(jié)能運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)經濟效益有重要意義，有廣闊的推廣應用前景。

3.3變頻調速技術在礦井通風機中的應用

礦井通風機是地下礦山生產的主要用電設備之一，其節(jié)能運行在礦山節(jié)電中占有重要的地位。礦井通風機一般采用異步電機或同步電機拖動，恒速運轉，一般容量大，電機供電電壓高(6kV或10kV)。

礦山建設的特點是:巷道逐年加深，產量逐年增加，所需的通風量逐年上升。但礦井通風機在設計選型時，往往是按最大開采量時所需的風量為依據的，一般都留有余量，因此礦井在投產后幾年甚至十幾年內，礦井通風機都是處在低負載下運行。此外，通常礦山井下作業(yè)不均衡，一般夜班工作人員少，所需風量也小，在節(jié)假日時，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，礦井通風機一般不調節(jié)風量，若要調節(jié)風量時，傳統(tǒng)的方法是調節(jié)檔板。這種辦法雖然簡單，但從節(jié)能的觀點看，是很不經濟的。圖2所示為幾種調節(jié)風量的方法節(jié)電比較。

圖2中:1—擋板法;2—前導器法;3—液力耦合器;4—繞線電動機切換轉子電阻調速法;5—變頻調速法。

由圖2可見，變頻調速法在各種風量調節(jié)方法中是最理想、最有效、最節(jié)能的調節(jié)方法。有關變頻調速技術在礦井通風機中的應用，仍以凡口鉛鋅礦為例說明。

該礦的礦井通風機都采用高壓電機傳動，有高壓同步電機和高壓異步電機兩大類。由于礦井通風機是礦山的耗電大戶，節(jié)電潛力很大，但它又是高壓電機傳動，實現變頻調速有一定困難。于是，長沙礦山研究院與凡口鉛鋅礦、冶金自動化研究院等單位合作，以老南風井的6kV，800kW同步電機傳動的礦井通風機為對象，研制開發(fā)了同步電機直接高壓變頻器。1997年8月投入運行，并于1998年4月28日通過了中國有色金屬工業(yè)總公司的技術鑒定，獲得了部級科技進步二等獎。這是國內第一臺同步電機直接高壓變頻器，節(jié)電效果十分顯著。新南風井的礦井通風機采用6kV,880KW高壓異步電機傳動，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)同步電機直接高壓變頻器

同步電機高壓變頻器主要有兩類，即他控式變頻調速系統(tǒng)和自控式變頻調速系統(tǒng)。他控式變頻調速系統(tǒng)所用的變頻裝置是獨立的，其輸出頻率直接由速度給定信號決定，屬速度開環(huán)控制。自控式變頻調速系統(tǒng)可以使同步電機不存在失步和振蕩等問題，所以一般都采用自控式運行。

我們與有關單位合作研制開發(fā)的這種同步電機直接高壓變頻調速裝置是采用交-直-交電流型變頻調速系統(tǒng)，屬自控式變頻調速系統(tǒng)，它由變頻器、同步電機、轉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組成的高壓閥串作為功率元件，它是利用同步電機的反電勢來關斷逆變器的晶閘管，它沒有強迫換流電路，因而主電路結構簡單。變頻器的框圖如圖3所示。

圖3中，硬件全套設備由高壓開關切換柜(圖中未表示出)、整流柜、逆變柜、勵磁柜、控制柜、操作臺及交流進線電抗器、直流平波電抗器、轉子位置檢測器、光電編碼器等到部分組成。

根據凡口礦生產的情況需要，本高壓變頻器按周期性的固定頻率運行，早班(7:00~16:00)變頻裝置運行在40Hz，中班(16:00~19:00)運行在35Hz，在19:00~20:00期間為放炮時間，變頻器運行于40Hz，20:00~23:00運行在35Hz，23:00~24:00期間為放炮時間，變頻器運行于40Hz，0:00~3:00井下作業(yè)人員很少運行于28Hz，3:00~4:00期間為放炮時間，變頻器運行于40Hz，4:00~7:00運行于28Hz。

經廣州金粵節(jié)能服務站的節(jié)能測試及能量平衡測試，以及凡口礦老南風井的實際記錄，在正常生產期間，節(jié)電率達42%;節(jié)假日時變頻器運行于28Hz，節(jié)電率達73%。年節(jié)電為192.3萬kWh，在不到一年的時間內，就由節(jié)電費用收回到了高壓變頻器的全部投資，經濟效益十分顯著。

(2)異步電機三電平高壓變頻器

在成功研制開發(fā)了老南風井同步電機直接高壓變頻器的基礎上，根據深部開采的需要，對新南風井的礦井通風機進行改造，我院和有關單位合作，經過論證，最終決定采用引進WOODS軸流式風機和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高壓電源經三繞組降壓變壓器降壓，2組二次側繞組(接法、Y)，電壓各為1.2kV，經各自的6脈沖整流橋整流成直流，直流電壓為3240V(正負電壓各為1620V)經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;經濾波器濾波后，再經升壓變壓器升壓至6kV，供給6kV高壓電動機調速。

新南風井高壓變頻器原訂為直接高壓變頻器，但由圖5可見，這實質上是一臺高低高式高壓變頻器，因為它不僅有降壓變壓器，而且也有升壓變壓器。不過經我們對其進行了計算機仿真，其結果表明，盡管它是高-低-高式高壓變頻器，但并不影響它在生產中的應用。

根據凡口礦目前的生產情況，高壓變頻器的運行情況是:白班和中班，高壓變頻器運行于40Hz，在晚班，由于井作業(yè)人員很少，高壓變頻器則運行于30Hz，在節(jié)假日，則運行于更低的頻率。據此，計算出節(jié)電效果，年平均節(jié)電為56%，年節(jié)電357.9萬kWh，節(jié)電效果顯著達到了原計劃的節(jié)電目標。

3.4關于球磨機、井下排水泵等是否可用變頻調速的問題

球磨機、井下排水泵等設備容量大，都是礦山的高耗能設備。對于這些設備是否可以采用變頻調速來實現節(jié)能運行呢？我認為，在這些設備上采用變頻調速是達不到節(jié)能目的的。

我們應某金礦的委托，采用變頻器對球磨機進行調速節(jié)能試驗。當變頻器的輸出頻率調整到48Hz和45Hz時，球磨機的電能消耗雖有所降低，但磨礦質量有很大降低，此時球磨機的出礦粒度由原來不調速時的300目粒度占99%，分別下降到90%和58%?？梢娺@種工藝、設備條件下，不宜采用變頻調速節(jié)能運行。

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]。我認為，這是不現實的。因為任何礦山為排出井下的涌水，都在井底設有水倉。值班工人根據水倉水位確定開仃水泵及開仃幾臺水泵，因此它不需進行流量的調節(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，由于需要根據用水量的多少來調節(jié)供水量，在這種情況下，采用變頻調速以調節(jié)流量，可達到節(jié)能的目的。

在礦山中，還有一些小型設備可以采用變頻調速節(jié)能，如螺旋給料機、沙泵等，在此就不一一介紹了。

4選擇變頻器應注意的事項

變頻器，特別是高壓變頻器價格昂貴，如選擇不當，達不到節(jié)電和提高生產效率的目的，以致造成浪費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根據工藝要求選擇變頻器

(1)電機調速雖是風機、水泵節(jié)能的有效途徑，但并非凡是風機、水泵都能采用調速節(jié)電。對于工藝參數基本穩(wěn)定，不需要調速的風機、水泵可以采用高效節(jié)能電機和高效節(jié)能風機，以提高系統(tǒng)效率。對于已建成而配置不合理的風機可以通過采用更換電機，調節(jié)葉片角度等方法達到節(jié)電的目的。選擇調速節(jié)能時應注意:風機、水泵的轉速變化范圍不宜太大，通常最低轉速不少于額定轉速的50%，一般調速范圍在100%~70%之間為宜，因為當轉速低于額定轉速的40%~50%時，風機、水泵本身的效率明顯下降，是不經濟的;調速范圍確定時，應注意避開機組的機械臨界共振轉速，否則調速至該諧振頻率時，將可能損壞機組。

(2)進行可行性分析

在選擇要進行的變頻調速的設備對象以后，應從提高效率或提高產品質量的需要情況，從節(jié)約電能的情況進行分析、計算，并與變頻器的投資進行比較，計算出變頻器的投資回收期。一般來說，如能從節(jié)約的電費或從提高產品質量、提高效率等方面所得的收益中，在兩年內償還變頻器的投資，都應認為是可行的。同時還應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用于生產。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力量不強，變頻器出了故障，只好仃下，甚至棄用。造成損失，同時也為變頻器的繼續(xù)推廣應用帶來負面影響。

(4)根據生產廠家提供的技術規(guī)格和技術參數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，再具體到選擇哪個廠家的哪種高壓變頻器。在選擇變頻器時可以根據廠家提供的產品樣本等技術資料及報價表來選擇。

變頻器的制造廠家和經銷商都會向準備購買變頻器的用戶提供樣本及報價。在樣本中，廠家公開說明其產品種類、特性、技術指標和特點，用戶在訂貨前通過對產品樣本資料可以對其產品有大概了解。因此對產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。

4.2主要應考慮的技術規(guī)格和技術參數

(1)型號

各廠家生產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，

可以確認該廠家生產的品種，對用戶來說，不一定會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、控制技術等方面判斷廠家的實力和生產態(tài)勢，甚至可以從一個方面判斷其產品質量。產品品種齊全，容量覆蓋范圍大，功率元件及控制技術先進的廠家，一般來說其實力強，生產態(tài)勢好，產品質量一般來說也會有較好的保障。

(2)效率

變頻器效率的高低，直接關系到變頻器調速節(jié)能的多少，因為在變頻器運行時，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到0.97~0.98,而高-低-高式高壓變頻器由于多一個變壓器的損耗，使其系統(tǒng)效率有所降低。

(3)功率因數

在整個調速范圍內，功率因數的變化是一項重要指標。最好是在整個調速范圍內功率因數都保持在0.95以上，以使其符合國家標準GB3485-83的標準，這只有電壓型變頻器和IGBT單相變頻器串聯的高壓變頻器能夠滿足此項規(guī)定。而電流型變頻器較難滿足這項要求。

(4)諧波

國家對電網諧波有嚴格要求。限制用戶非線性諧波設備注入電網的諧波電流，是限制電網電壓正弦波畸變的關鍵。所用的高壓變頻器的諧波(即裝置對電網產生的諧波)必須符合國標GB/T14549-93“電能質量、公用電網諧波”的規(guī)定，在國際上要符合IEEE-519標準的規(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標準，應采用12脈沖整流或附加諧波補償措施。

(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機的輸出功率。用kW表示時，一般以四極標準電機為基礎考慮;用kVA表示，需進行核算。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。在以輸出容量為標準選擇了變頻器以后，還應對額定輸出電流進行核算，以使電動機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速范圍。最低使用頻率的意思與起動頻率不同。起動頻率很小時，并不一定能使電機從該頻率起動。變頻器要對最高頻率設定，對風機、水泵的最高頻率應設定(即箝位)在50Hz，所有的變頻器都可滿足這個要求，在選擇變頻器時可不作考慮，但使用中需注意此點。

(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足夠大，電源電壓變化范圍應在變頻器允許的范圍。用戶在選擇變頻器時應根據自己電網容量及電網電壓的變化情況，對變頻器進行選擇。曾有一個礦山因電壓波動范圍超過了變頻器的允許范圍，而使變頻器不能正常應用。

(8)保護功能

變頻器樣本中一般表明其保護功能，這是為了檢測出變頻器的異常情況和防止外部原因及內部異常對變頻器造成損害，保護變頻器正常運行和變頻器安全可靠。因此保護種類是否齊全、完善，從一個方面反映變頻器質量和運行的安全可靠性。

(9)價格

變頻器價格是用戶最關心的問題之一，用戶應了解廠家或經銷商所報出的價格的具體含義和具體內容，及服務內容，以及任選件價格等。還應與其它廠家的變頻器進行綜合比較。

5結束語

《中華人民共和國節(jié)約能源法》第39條，已將變頻調速技術列為通用節(jié)能技術加以推廣。在礦山推廣應用變頻器節(jié)能是重要目的之一，如風機、水泵;同時也有提高生產效率、降低維修工作量、提高產品質量等目的，如電鏟、牙輪鉆機、礦井提升機等。在礦山應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、礦井提升機等設備應用變頻器有一豺特殊要求，所用的變頻器還有一些技術開發(fā)工作要做。建議有關科研院所、變頻器生產廠家和礦山用戶共同合作，開發(fā)我國礦山設備使用的變頻器。

本文的目的在于拋磚引玉。由于作者的水平有限，資料不夠，經驗不足，所述內容錯誤之處在所難免，所論觀點也屬一孔之見，歡迎讀者和朋友們批評指正。

參考文獻

[1]采礦手冊[M].冶金工業(yè)出版社,1991,(6).

第7篇：礦井供電交流材料范文

關鍵詞：變頻調速技術；礦用架線式電機車；煤礦運輸裝置；煤礦安全生產；交流電動機 文獻標識碼：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

礦用架線式電機車是煤礦生產所需的一種主要的運輸裝置，隨著科學的發(fā)展，煤礦企業(yè)已在電機車上使用變頻調速器，并使用交流電動機，已淘汰過去的電阻降壓調速電機車。傳統(tǒng)的調速方法對煤礦企業(yè)的經濟效益和安全生產水平有很大的影響，傳統(tǒng)的電機車電控系統(tǒng)故障頻繁、維修量大、消耗材料配件多且費用高，不能滿足現代生產的需要。而變頻調速電機車具有適應能力強、節(jié)電率高、運行平穩(wěn)、故障少、維修方便等特點，在煤礦運輸中具有非常好的推廣使用價值。

1 變頻調速技術

近幾年來，電力電子技術飛速發(fā)展，自動化控制技術也不甘落后，電氣傳動技術已經經歷著一場新的變革，交流變頻技術取代直流變頻技術已經成為必然。變頻調速以其優(yōu)異的調速啟動、制動性能，高效率、高功率因數和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其他許多優(yōu)點而被國內外公認為最有發(fā)展前途的調速方式。交流調速中最活躍、發(fā)展最快的就是變頻調速技術。變頻調速是交流調速的基礎和主干內容。20世紀變壓器的出現使改變電壓變得很容易，從而造就了一個龐大的電力行業(yè)。長期以來，交流電的頻率一直是固定的，變頻調速技術的出現使頻率變?yōu)榭梢猿浞掷玫馁Y源。

2 變頻調速技術在礦用電機車上應用的必要性

當今形勢下，直流串勵電機經常使用的是牽引電機。在輸送的過程當中，電機要求各種各樣的速度，為此務必實施相應的策略，這就要求司機對牽引電機的轉速進行控制。直流串勵電機有著機械軟特性，也就是說其轉速會在負載輕重的影響之下發(fā)生改變，換言之，電機在轉動力矩大的情況下轉速低，倘若減小轉動力矩，就能夠提升電機的轉速。在電機空載的情況下，因為其轉動力矩十分小，所以具備十分快的轉速，能夠出現“飛車”的情況。這個時候不但會導致換向條件的惡化，而且還會使轉子損壞，導致人身安全事故的出現。因此串勵電機不利于在空載的情況下運轉，在通常情況下，輕載運轉的最小負荷應當在額定負荷的25%～30%以上。由于串勵式調速方式的電機車能夠形成比較大的啟動沖擊，因此不可以進行理想的軟啟動。電機車司機控制器借助帶負荷進行切換，在觸頭承受著較大的沖擊電流，這會出現短路且使觸頭燒壞的情況，導致材料消耗的增多。在進行調速的時候不夠平穩(wěn)，電機車司機難以操作，也不便于檢修，這導致電路保護系統(tǒng)的不健全和危險性。

在交流變頻調速技術越來越進步的影響下，生產實踐當中被日益普遍地應用，與直流電機進行比較，交流電機有著維護費用少、效率高、功率大的特點，沒有換向器與電刷，為此，在礦用機車上通過交流電機代替直流電機是礦用電機車的發(fā)展趨勢。變頻調速技術在礦用電機車上的應用和推廣，能夠使電機車的調度性能提升，減少裝置的磨損，提升控制精度，降低備件的投入，延長裝置的應用年限，進而與煤礦井下軌道輸送發(fā)展的需要相符合。

3 變頻調速技術在礦用架線電機車上的應用

3.1 牽引電機有著較高的可靠性

因為絕緣的下降與過流等的制約，直流電牽引電機轉子線圈會被損壞，因為轉子換向銅頭碳刷較易損耗、受到磨損以及因為不能夠實時性地清理轉子碳粉等的緣故，會導致比較高的故障率，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具備比較高的可靠性，由于鼠籠轉子缺少線圈與換向銅頭有具備好的密閉性能，不容易出現由于環(huán)境潮濕而使絕緣性能降低，進而損壞裝置的情況，相比較而言，不需要太多的維修，從而不容易出現故障，這使運行的成本

減少。

3.2 良好的調速性能

借助牽引電動機的串并聯與增減并列電阻來實施架線直流牽引電阻調速電機車的調速。在負載的改變下，直流牽引電機的轉速會隨之出現改變，在下坡運轉的情況下也容易導致飛車出軌的現象。電機車司機在進行操作的過程當中，瞬間的加速會使調速器以及牽引電機受到損壞。而屬于無機類型調速的交流牽引變頻調速，其具備均勻性的調速，牽引電機根據給定的頻率大小進行減速以及增速，其中最低能夠給定小于0.1Hz的速度，也能夠對最高車速限制進行有效的設計，即便是下坡輕載也不會導致超速飛車情況的出現。即使司機是在零速啟動之后瞬時向最高速度增加，電機車依舊在5s之后才可以實現最高的速度。

3.3 電力消耗少

借助直流電機來牽引電阻調速的電機車，在下坡的過程中不能夠反饋牽引電網，為此，直流牽引的架線電機車在減速制動以及啟動架線電機車的時候會使能量浪費。變頻調速電機車可以設置電機車為牽引電網饋電功能，從而使上坡列車的消耗的電能得以補償，有著顯著的節(jié)能成效。

3.4 電機車的維修減少

對于機械傳動系統(tǒng)而言，直流電阻調速電機車有級調速具備沖擊力，這較易損壞齒輪。頻繁地應用手制動，會嚴重地磨損閘瓦，這就往往要求進行更換。而應用交流牽引變頻調速電機車，在改變頻率、變換速度的影響下，大概在5s之內的時間會慢慢提升，這樣就不會強烈沖擊傳動系統(tǒng)。在減速停車以及運轉的過程中不需手制動，從而不至于使閘瓦受到磨損。交流異步電機很少出現故障，能夠將啟動電阻免去。

3.5 啟動運行平穩(wěn)

變頻調速技術應用于礦用架線式電機車中，啟動運行平穩(wěn)，操作人員有舒適感；啟動電流從零開始，最大值也不超過額定電流的1.5倍，減輕了對電網的沖擊和供電容量的要求。

3.6 可操控性和安全性高

電機車在拉弓斷電或者在無電區(qū)的環(huán)境下運行時，電機通過動能轉換成電能使變頻器在一定時間內仍能正常工作，所具有的有電制動和無電制動功極大地提高了電機車的可操控性和安全性。

4 結語

總之，礦用架線式電機車應用變頻調速技術，使得電機車啟動轉矩大、牽引力變強，能實現轉速電流雙閉環(huán)調速功能，并且架線式電機車可以實現電氣制動，不會對機械產生磨損。礦用架線式電機車應用變頻調速技術，節(jié)能效果也非常顯著，關鍵部件幾乎免于維修，使得礦井的維修費用大大降低，為礦井發(fā)展帶來可觀的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1] 孫杰華.牽引變電所直流系統(tǒng)故障分析和解決方法[J].黑龍江科技信息，2010，（27）.

[2] 周春志.變頻調速裝置在煤礦生產中的應用研究[J].價值工程，2011，（7）.

第8篇：礦井供電交流材料范文

關鍵詞：變頻絞車；礦井；提升；問題；措施

中圖分類號：D922文獻標識碼： A

引言

提升絞車在煤礦系統(tǒng)中擔負著提升運輸任務，是礦井提升煤炭、矸石、材料及運送人員的關鍵設備。隨著變頻器不斷發(fā)展和應用，變頻絞車也在煤礦系統(tǒng)中得到推廣應用，變頻絞車能夠實現無級調速、降低能耗、故障少、維護方便等良好效果，使煤礦絞車系統(tǒng)邁上了一個新的臺階。

一、變頻器的工作原理

（一）異步電動機的轉速

n＝60f（1－s）/p

式中：

n――異步電動機的轉速

f――異步電動機的頻率

s――電動機轉差率

p――電動機極對數

上式可知，轉速n與頻率f成正比，只要將頻率f改變就能改變電動機的轉速，當頻率f在0～50Hz的范圍內變化時，電動機轉速調節(jié)范圍很廣。變頻器是通過將電動機電源頻率改變達到速度調節(jié)的，是一種高效率、高性能的調速方法。通過將電機定子供電頻率改變來對電機的轉速進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

變頻器就是一個能夠任意將頻率改變的交流電源。“交―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，再通過開關元件把直流逆變?yōu)榻涣?，達到控制輸出電源頻率的目的。因為變頻器可以隨意控制電動機的頻率，所以能夠實現電動機的正反轉，并且對電動機的負力運行、電氣制動、動力制動及其實現二級制動等方面均能通過PLC程序及控制元件來實現。

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，傳輸到PLC，PLC依據軸編碼器PC1、PC2及回饋制動LS傳送的信號在內部比較，再通過軟件程序對變頻器進行啟動、停車、制動等操作進行控制。

AK-控制及監(jiān)視系統(tǒng);PA-操作臺;HA-開關;VFD-變頻器系統(tǒng);LS-回饋制動;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、變頻調絞車應用效果分析

（一）節(jié)電效果好

據相關的調查資料顯示，新型的變頻調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械的能量轉化為電能并順利地輸送到電網當中。同時，新型的變頻調速器在運行過程中還能夠有效消除和減少調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

新型的變頻調速器在啟動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，起步的平穩(wěn)性較之前也得到了較為明顯的提高，運行速度受負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

新型的變頻調速器在運行過程中極少出現故障，即使出現故障也都是一些較小的問題，所需的維修成本較低，從而在側面上減少了維修工作量。同時，由于新型變頻調速器的節(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)質量的現象。

（四）工程量小

變頻絞車機房峒室相對較小，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，費用較少。

（五）設備簡單

變頻絞車設備相對較簡單，安裝調試方便。變頻絞車應用中存在的問題及相應措施。

三、變頻器的選用

煤礦絞車提升的運行負荷比較大，具有較大慣性，負載的特點是啟動時沖擊很大，因此要求變頻器有一定余量。同時，在重物下放時，會有能量回饋，因此要使用制動單元或采用共用母線方式。與其他傳動機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機的核心變量進行控制，并把定子磁通、轉矩作為主要控制變量。高速信號處理器與先進的電機軟件模型相結合使電機狀態(tài)更新，對負載的變化和瞬時掉電，能做出迅速響應。

四、變頻絞車應用中存在的問題及相應措施

（一）保護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，對變頻器供電進行檢查，看變頻器供電的饋電開關、接觸器、中間繼電器的輔助觸點工作、示牌正常與否。

2、硬件上下過卷：硬件上下過卷開關動作或斷開，這時把“過卷旁路”開關打到“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)軟件中分別設有上下過卷，設定太大會造成過卷事故，太小會由于深度指示誤差致使未到停車點而產生過卷，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、定點超速、手動緊停等故障，在查完系統(tǒng)后這種故障通過“事故復位”能及時排除。

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、相應的傳動部位、變頻器速度反饋、速度反饋電纜進行檢查。

6、殘壓過高故障：如果液壓站殘壓太高，會造成盤形閘施壓制動力不足而溜車。這時應對液壓系統(tǒng)調節(jié)合適壓力進行檢查。

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，通常是變頻器運行反饋的中間繼電器不吸合，檢查變頻器運行反饋的中間繼電器吸合、變頻器反饋線路、變頻器運行反饋、如果都正常，對變頻器控制器的接線進行檢查，看是否松動。

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，一個有問題其他兩條都會出現問題。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、定點超速故障、手動緊停故障、軸編碼器故障、液壓站殘壓或油壓過高故障、傳動系統(tǒng)、PLC停止、錯向保護故障、硬件緊停等。

（二）設備引起的問題及解決措施

1、絞車只可以單方向運行故障：系統(tǒng)速度給定信號是0～8V的直流模擬信號，有兩個電位器分別負責上提與下放的分壓，再用主令手柄分別控制上提和下放的速度給定。對兩個電位器進行檢查，并排除故障。

2、編碼器故障：因為編碼器1、2分別在減速機和深度指示器上安裝，互為冗余，并分別進入PLC1、PLC2?？蓪⒕幋a器和傳動軸的連線拆開，輕輕轉到編碼器的小軸，且看相應的PLC上的IN0和IN1兩個指示燈是否閃亮。閃亮則編碼器正常，若一個不閃，查編碼器的空開、電纜、接線等，且在編碼器電源側有DC24V電壓，來判斷編碼器是否有損壞。

五、注意事項

結合我礦在設備選型、安裝調試、提升系統(tǒng)配套設施等方面，要注意的一些事項：

一是由于煤礦井下條件相對比較復雜，運行過程中負載變化也比較大，對提升絞車的要求，要有一定的過載能力，提升絞車的主電機功率要適當選擇大點，如JTPB1.6×1.2絞車主電機最好選功率185kW，相應變頻器容量選擇也要相應增大。

我礦在提升運行中，也出現過3次故障，問題均顯示是

變頻器故障，經過檢查也都是在變頻柜中的三塊功率放大板出現問題，影響到絞車正常運行。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，主要是要做到機房峒室干燥，機電設備周圍不能有滴水；通風條件要好，機房峒室的通風必須是處在新鮮風流的進風側。

三是斜井井筒施工角度要控制在22°之內，采區(qū)下山軌道要選22kg/m及以上軌道，軌道的敷設必須達到標準要求，減少重車提升過程中的掉渣現象，盡量減少提升過程重車掉道現象的發(fā)生，變頻絞車過載能力比較低，在處理重車掉道時相對比較薄弱，一旦重車掉道就有可能影響到生產和安全。

四是機房設備安裝時，進線電纜宜有金屬套護或電纜鋼管，電纜兩端應就近可靠接地，與機房地基接地網相連；絞車機械電控的基礎四周必須要有接地避雷帶，接地阻值要達到井下機房峒室的要求。絞車機械和電控設備的外殼必須采用50×5mm以上的鍍鋅扁鐵進行可靠連接并接地，達到提高變頻絞車在運行過程中對外界抗干擾能力。

結語

礦井提升絞車能夠提升煤炭與矸石、升降人員、物料及設備，其運轉的安全性、可靠性、經濟性不但對整個煤礦的生產有很大影響，還威脅到人員的生命安全。所以，提升絞車的安全運轉性能意義重大。

參考文獻：

第9篇：礦井供電交流材料范文

關鍵詞：罐籠；井筒；電纜敷設；安全

0 引言

礦井井筒內電纜敷設是礦井施工經常遇到的問題，井筒電纜的敷設必須根據現場設備、環(huán)境因素、工期要求和安全系數等因素，總結參考以前的施工經驗，提出合理的方案及施工步驟。利用罐籠進行井筒電纜的敷設有很強的適應性與機動性，可作為優(yōu)先選擇的方案之一。下面介紹利用罐籠敷設井筒電纜的施工方法與安全注意事項。

1 井筒內電纜的分類及敷設環(huán)境

井筒電纜的敷設須根據電纜的種類來確定安裝位置，筆者所在的華錫集團銅坑礦東副井井筒內按種類區(qū)分為：高壓電纜道、提升機控制電纜道（若井筒內有多臺提升機，必須將控制電纜沿不同的電纜道敷設）、低壓及網絡通訊數據電纜道，不同用途的電纜須統(tǒng)一規(guī)劃、分別布置。井筒內敷設電纜屬高空作業(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。因此必須進行精細的施工準備以確保電纜敷設作業(yè)的順利、安全完成。

2 施工準備

（1）根據施工要求上制作活動該平臺。在罐籠上制作活動平臺，活動平臺收起時，不影響罐籠運行，罐籠低速運行至施工面后將活動平臺放下，人員站在活動平臺在井筒壁上固定電纜。作業(yè)完成后可將活動平臺回收至罐籠內。

（2）制作電纜滾筒支架。須根據電纜長度、重量，制作電纜滾筒支架。必須注意滾筒電纜的負荷以及長度，避免繞線滾筒內產生渦流發(fā)熱、短路現象。

（3）罐籠頂部安裝照明。由于井筒內光線不足影響施工進度及安全。須設計好相應的照明以確保施工順利實施。

（4）信號聯絡。井筒內聯絡不便，施工前必須準備聯絡方式和內容，如通過手持對講機、敲擊金屬物發(fā)出聲響等與操作絡。聯絡內容一般為： “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、動力配電滾筒放在罐籠內，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，通過預先約定好的方式和內容與操作室聯絡，停罐和上下指令均由井筒作業(yè)人員發(fā)出。

（4）當罐籠運行至作業(yè)點停穩(wěn)后，放下安全活動平臺。人員站在活動平臺上井筒進行井筒電纜的固定。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，收回安全活動平臺。與操作絡，將罐籠繼續(xù)緩慢運行至下一個施工點，重復以上步驟。

4 施工中應注意的安全問題

（1）安全活動平臺的必須根據現場需求設計，確保牢固。人員踏上安全活動平臺之前要認真檢查。

（2）人員必須穿戴勞動防護用品，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，嚴禁無關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墜落的礦石砸傷引起漏電，為防止觸電，固定電纜前必須驗電，戴絕緣手套作業(yè)。

（4）信號系統(tǒng)必須完善，信號、卷揚等崗位須設專人監(jiān)護。信號不明時嚴禁操作。

（5）罐籠內和平臺上的材料、工具應堆放整理，手持工具必須用綁帶固定，防止墜落。

（6）施工時罐籠運行速度不允許大于0.2m/s。

（7）敷設電纜所需的動力、照明供電開關必須有接地保護。罐籠內不使用380V交流，使用的 220V交流動力電源必須經過隔離變壓器。

（8）施工項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專項安全工程進行。