三水平技术改造论文.doc

十矿三水平风井主通风机技术改造机械电气系统部分设计安装董晓钧 焦振瑞 石磊 马四正（平煤天安十矿）摘要：十矿三水平风井担负着井下-320中区和东区的供风任务，风井机械电气设备安装后，未能有效地和十矿安全生产相结合，设计不够完善，影响主通风机的安全运行。在矿有关领导的支持下，我们组织技术人员，查阅相关技术资料，结合我矿生产实际情况，对主通风机机械电气系统部分进行改造，改造后两台主通风机，均能安全可靠运行，为井下-320中区和东区供风提供了可靠保障，保证了十矿安全生产的工作顺利进行。关键词：速断保护 电流互感器 闸板风门 降压起动1概述十矿三水平风井担负着井下-320中区和东区的供风任务，三水平风井两台对旋式主通风机是南阳防爆集团有限公司生产的BDK618-8-30，电动机型号为YBF6008型，十二块高压开关柜，其中4块起动柜型号为GGDIA型，厂家为上海安智电气发展有限公司生产，其余高压开关柜均为湖南开关有限公司生产的GG-1A（F）型。三水平回风井机械电气设备安装，由平煤集团六处负责于2005年10月开始安装，由于机电设备分别由多个不同厂家生产，未能有效地和煤矿安全生产和十矿的生产形势相结合，设计不够完善，影响主通风机的安全运行。在矿有关领导的支持下，我队组织技术人员，查阅相关技术资料，结合我矿生产实际情况，对主通风机机械电气系统部分进行改造，改造后两台主通风机，均能安全可靠运行，为井下-320中区和东区供风提供了可靠保障，保证了十矿安全生产的工作顺利进行。2技术设计改造安装三水平回风井主通风机安装完毕，试运行时存在以下几个方面问题：起车时，高压进线柜电流速断保护动作，出现跳闸现象；两台主通风机电气控制线路互相控制，不利于主通风机安全可靠运行；主通风机倒台操作时，起落风门速度慢，影响主通风机安全可靠运行。我们针对上述不利于主通风机安全可靠运行的几个问题分别进行改造。21起车时高压进线柜电流速断保护工作出现跳闸现象主通风机电控室高压进线柜是湖南开关有限责任公司生产GG-1A（F）型高压开关柜，速断保护采用DL33型继电器，采用两相式不完全星形接线，继电器整定值为5A，起车时，高压进线柜经常出现跳闸现象，影响主通风机安全运行，技术人员进行仔细检查计算后，发现问题出现在继电器整定和互感器选用方面，计算如下：高压进线柜电流速断保护的整定计算：电动机的起动电流 Idz=KkIq =1.45.862.8 =510(A)继电器的动作电流 Idzj=KkKjx =1.41 =12.75（A）式中Kk可靠系数，对DL型继电器取1.41.6取Kk=1.4Kjx接线系数，不完全是形接线为1，取Kjx=1ni电流互感器变比，ni=200/5Iq电动机起动电流，取Iq=5.8IeDL-33型继电器的最大动作电为5A，远远小于计算的动作电流值12.5A，不合适；经过计算说明，原高压进线柜选用的DL-33型5A量程继电器和变比200/5的互感器配合使用时，电流速断保护中继电器的动作电流不能躲过电动机的起动电流，这是造成速断，保护跳闸的原因。根据上述计算情况，我们经过分析认为，必须增加继电器的量程，重新选用互感器，计划采用DL31型10A继电器，和变比ni=300/5的互感器计算说明如下：电动机的起动电流：Idz不变Idz=KkIq=1.45.862.8=510(A)继电器的动作电流Idzj=KkKjx=1.41=8.5(A)选用的DL31型10A电流继电器的量程为10A，8.510符合要求。我们把原DL33型5A两组继电器1LJ、2LJ、3LJ、4LJ更换为DL31型10A继电器，原变比ni=200/5的电流互感器，更换为ni=300/5的电流互感器，更换后起车时，未出现高压进线柜速断保护动作跳闸现象。见附图一2.2两台主通风机电气线路互相控制，不利于主通风安全可靠运行2.2.1原设计两台主通风机低压配电系统中，机房电气设施分别由两个主回路变压器分开带见附图二，这样的配电系统存在以下问题：机房电气设施由两个回路分别带，备用供电线路一旦发生故障，会导致备用回路变压器失电，部分机房电气设备失电会使正常运行的主通风机停机，造成计划外停风事故。南北台主通风机控制电源，使用同一个空气开关供电，无法对备用主通风机电气线路进行检修。低压配电系统中的低压联络空气开关，如果需要使用时，必须先停一趟主回路供电，在实际操作中，无法做到，另外增加了司机操作程序，容易出现误操作。2.2.2针对上述问题，我们考虑到两个回路变压器均为50KVA，而实际低压配电系统总负荷约为30KVA一台变压器可以满足全部低压配电系统的供电负荷要求，因此我们把低压配电系统进行改造，去掉了低压联络空气开关，增加了一个空气开关，把南、北台主通风机控制电源分别用两个空气开关供电，见附图三，它的优点如下：低压配电系统改造后，机房内高低压供电使用同一回路电源，机房内低压电气设施由一个变压器供电，备用供电线路有故障时，不影响主通风机运行，减少了计划外停风事故出现的可能性。去掉了低压配电系统中的联络开关，减少了司机的操作程序，可以防止误操作低压。南、北两台主通风机控制电源分别由两个空气开关供电，对备用主通风机电气线路进行检修时，不影响主通风机的运行。2.3主通风机倒台时起落风门速度慢影响主通风机安全运行2.3.1原设计中主通风机的闸板风门，采用锦州东煤矿山机械厂生产的JMB6型启闭风门绞车，配用YB180L8型11KW电动机，钢丝绳直径为18mm，最大牵引风门的方式，见附图四起落风门一次绞车卷筒上钢丝绳的行程S=4h=45=20（米）起落风门所需用时间t=S/V=20/0.077=260（秒）=4分20秒主通风机正常倒台一次所需时间总计约7分20秒左右，落风门时间4分20秒，电控操作时间约3分钟，倒台时间虽然没有超过规程规定的10分钟，但对十矿来说属于高突矿井，井下如果停风时间过长，有可能会造成瓦斯超限，不利于矿井安全生产工作。2.3.2考虑到上述情况，必须缩短主通风机倒台操作时间，电控操作时间不能减少，只能考虑缩短起落风门时间，原设计钢丝绳牵引风门形式是采用两组动滑轮牵引，减少了钢丝绳所承受的拉力，却增加了钢丝绳牵引风门的行程，即增加了起落风门的时间只有改变钢丝绳牵引风门形式，两组动滑轮牵引改为一组定滑轮直接牵引，见附图五钢丝绳的行程S=h=5米起落风门所需要的时间t=S/V=5/0.077=64.9秒=1分05秒改变钢丝绳牵引形式,起落风门只需用1分05秒时间,主通风机正常倒台操作时间约为4分05秒,可以保证井下正常生产需要.2.3.3钢丝绳牵引形式改变后强度及安全系数为：18mm钢丝绳所能承受的最大破断拉力为：Fmax=168KN1.134=190KN风门的实际重量G=20KNFmax=190KNG=20KN单股18mm的钢丝绳的最大破断拉力远远大于闸板风门的重量可以满足提升要求。2.4增加报警保护线路主通风机电机起动采用串电抗器降压起动，起动完成后1KM接触器闭合短接电抗器，同时运行指示灯1HR1亮，表示起动已经完成，如果在运行过程中，1KM接触器失压断开，电抗器会自动串入，如果不能及时发现，电抗器长时间运行会烧坏，为了防止电抗器自动串入在控制线路中，另加一趟报警保护线路，串入1KM一对常开接点，一旦1KM失压断开，马上就能报警，司机可以及时发现采取相应措施，防止烧坏电抗器造成事故。附图六3效益分析经济效益：本次革新改造由于自行设计安装，节约材料费用、安装费用15万元，加上改造后缩短了倒车时间，对主通风机安全运行及井下供风有了可靠保证。按主通风井使用10年计算，节省材料、维修费用200万元。社会效益：本次革新改造由于自行设计安装，维修人员已对线路和设备比较清楚，锻练了职工队伍，还可以为兄弟单位提供可靠经验，新型设计创国内优先，值得向同行业单位推广。 3LJ1LJ200/5改为300/51LH2LJ4LJ2LH图一 进线柜过流保护来自一回路变压器 来自二回路变压器南台风门绞车机房照明1ZK2ZK1KM2KM高压联络控制电源南北台车控制电源北台段信号电源KMZK北台段南台段南台段北台风门绞车电 机 加 热 干 燥图二 原低压配电柜供电方式来自一回路变压器 来自二回路变压器南台风门绞车机房照明1ZK2ZK1KM2KM高压联络控制电源南台车控制电源信号电源北台段南台段南台段北台风门绞车北台段北台车控制电源电 机 加 热 干 燥图三 改造后低压配电柜供电方式5m 18钢丝绳绞车5m风门 4.2m图四 改造前风门牵引方式5m 18钢丝绳绞车5m风门 4.2m图五 改造后风门牵引方式 电源