隔爆高压软启动设备在煤矿井下的应用

隔爆高压软启动设备在煤矿井下的隔爆高压软启动设备在煤矿井下的 应用应用 随着煤炭市场的变化 许多煤矿需要进行改扩建 井下用电负荷成倍增长 但 由于已经形成地面供电系统容量小 往往难以满足井下大功率 1000kw 以上 高 压电机的启动要求 老矿区矿井电源大多为 6kv 有些矿井本身没有 35kv 以上 的变电站 由于原有地面的高压设备 变压器 主提升机等为 6kv 限制了改造 供电系统升压 升为 10kv 的实现 建设 35kv 以上的变电站将增加大量投资 只有改造原电源供电线路 有时即使将电源供电架空线路截面增至 2x240 m 扩 仍然不能满足井下大功率高压电机的启动要求 唯一办法就是井下大功率高压 电机降压启动 长期以来 井下一直没有隔爆型高压启动设备 即便是可 直接启动的高压电机也是用隔爆真空配电装置中的真空断路器 来控制高压电机的启 停 给瓦斯突出矿井井下高压电机的配 电带来困难 针对上述情况 在江西沿涌 河南梁北等矿井 上 述矿井均为瓦斯突出矿井 井下主排水泵供配电设计中 采用了 隔爆高压软启动设备 一拖二或一拖三 解决了主排水泵的启动 问题 同时又减少了机械冲击 延长了设备寿命 以江西沿涌矿井为例 该矿井电源电压为 6kv 由矿区 35 kv 变电站至地面变电所的距离为 1 6 km 井下有 3 台 1120kw 主排水泵 井下总负荷计算容量 9300kva 将电源供电架空线 路截面增至 2x240m 时 下井电缆截面增至 240mm2 井下 1120 kw 主排水泵电机直接启动时电压降达到 20 以上 不满足电压 降 10 15 的要求 考虑到井下主排水泵供电的可靠性 选用 了 2 台一拖二隔爆高压软启动设备 向井下主排水泵供电 满 足了主排水泵的启动 主排水泵供配电系统 以一段母线为例 如 图 1 所示 一拖二或一拖三隔爆高压软启动设备由软启动装置 智能 开关装置 控制装置 包括 plc 可编程控制箱 就地操作控制显 示箱 3 部分组成 每台水泵均由软启动装置按顺序启动 第 1 台水泵启动后 达到全速后 由 plc 可编程控制箱通过智能开关装置转换到其 配电开关上 并断开 1 号开关 切断第 1 台水泵电机与软启动 装置的连接 然后软启动装置再启动第 2 台水泵 断开 1 号开 关 最终各台水泵电机均由智能开关装置转换到各自的配电开 关上 整个启动过程均由 plc 可编程控制箱控制 整套软启动 设备均为矿用隔爆型 隔爆高压软启动装置系统框图如图 2 所示 分为主电路 反馈电路和控制电路 3 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 6 kv 主电路中 晶闸管由 3 组串联 6 只晶闸管组成一相的 反并联组 启动时 根据计算机内设定的启动曲线 智能马达 控制器根据采集到的电动机实际启动电压和启动电流信号进行 运算处理 速度环 电流环 使电机按设定的启动曲线启动 达 到软启动的目的 软启动装置具有电动机过载 过压 欠压 电压不平衡 相序 失速 堵转 启动过频 过热等保护功能 驱动模块通过光纤与计算机接口模块连接 从而接收智能 马达控制器发出的指令 采用光纤连接大大提高了装置的抗干 扰能力和了装置的可靠性 计算机接口模块的功能有 向三相驱动模块 spgd 传递 计算机发出的指令 采集主回路电压反馈信号 接收智能 马达控制器发出的指令 具有 485 通信接口 启动模式有软启动 可选择的突跳启动 限流启动 双斜 坡启动等 本文仅介绍适合水泵启动的软启动模式 这种模式 应用很普遍 给电机一个初始转矩 这个转矩用户可以在转子 转矩 0 到 99 间调整 从初始转矩开始 在加速过程中 输出 电压逐渐升高 加速时间用户可在 030 s 内调整 在加速过程中 当系统检测到电动机达到了额定状态 输出电压自动切换到全 压状态 同时旁路接触器吸合 电机启动过程特性如图 3 所示 使用隔爆高压软启动装置有如下优点 减少启动过程中 的冗余转矩 最大限度地消除设备在启动和停车过程中对系统 的机械冲击 延长了设备使用寿命 最大限度地消除设备在 启动过程中对电网的冲击 友好的人机界面 方便用户参数 设定和故障诊断 具备兼容的网络集成接口 如 rs232 422 485 具有电动机过载 过压 欠压 电压不平衡 相序 失速 堵转 启动过频 过热等保护功能 具有三相 电流 电压 功率因数 运行时间等的监测功能 随着井下采煤技术水平的提高 煤矿井下用电负荷成倍增 长 特别是改扩建矿井 原有输电线路难以满足井下大功率高 压电机的直接启动 采用 一拖二或一拖三 隔爆高压软启动装置 由软启动装置控制井下大功率高压电机是可行的 既节