1、引言
山东新汶矿务局协庄煤矿井下暗井550绞车,原老系统电网电压为6kV,电机功率260 kW。原提升机的动力由绕线式电机提供,采用转子串电阻调速。
将高压四象限运行、矢量控制、能量反馈型变频技术、PLC提升机电控技术应用在井下斜井提升机上,并满足《煤矿安全规程》及《矿用一般型电气设备》的要求,使设备达到各项安全保护标准,稳定运行,是矿井井下斜井提升机安全、可靠、高效提升的有效途径。
领取高压变频器矿用一般型KY认证时,从国家煤炭防爆安全产品质量监督检验中心获悉,国内外至今没有应用于我国煤矿井下提升机的高压提升机变频器,合康亿盛在这个领域是开拓者。
拆分的变频器在井下重新安装
2、技术比较
a、交流调速系统转子串电阻调速方式
交流电机因为其结构简单、体积小、重量轻、寿命长、故障率低、维修方便、价格便宜等诸多优点得以广泛应用,但交流单机、双机拖动的提升系统以前采用绕线电机转子串电阻的调速方式,现已基本淘汰完,此调速方式存在的问题如下:
(1) 提升机在减速和爬行阶段的速度控制性能差,经常造成停车位置不准;
(2) 提升机频繁的起动、调速和制动,在转子外电路所串电阻上产生相当大的功耗;
(3) 电阻分级切换,实现有级调速,设备运行不平稳,引起电气及机械冲击;
(4) 再生发电时,机械能回馈电网,造成电网功率因数低。尤其在供电馈线较长的应用场合,会加大变压器、供电线路等方面的投资;
(5) 低速时机械特性较软,静差率较大;
(6) 起动过程和调速换挡过程中电流冲击大,制动不安全不可靠,对再生能量处理不力,斜井提升机运行中调速不连续,容易掉道,故障率高;
(7) 中高速运行震动大,安全性较差;
(8)接触器频繁投切,电弧烧伤触点,影响接触器的寿命,设备维修成本较高;
(9) 绕线电动机滑环存在的接触不良问题,容易引起设备型事故;
(10)设备体积大,发热严重使工作环境恶化(甚至使环境温度高达60℃以上);
(11)设备维护工作量大、维护费用高,故障率高。矿用生产是24h连续作业,即使短时间的停机维修也会给生产带来很大损失。
b、高压变频调速方案
为克服传统交流绕线式电机串电阻调速系统的缺点,采用高压变频调速技术改造提升机。
改造方案:根据现场工况,将老电控及电阻调速装置全部拆除,更换新的电控系统,增加一套高压变频器。变频器与PLC电控硬连接方案
变频器和PLC电控采用硬连接:电控把开关量正向起停、反向起停、紧急停机、模拟量频率给定送给变频器,可以控制变频器运行;变频器把开关量运行、故障、就绪、模拟量输出电流、输出频率给电控系统,即可以正常工作。配合如下图所示。
变频器与PLC电控硬连接
[$page] 3、技术改造总目标:
(1)提高主井提升机的效率,实现节电的目的技术改造完成后,将现有的转子串电阻的转差功率消型调速方式改为变频变压的转差功率不变型调速方式。在正常工况下,现有的大功率调速电阻群将不再使用,实现节电的目的。
(2)提高系统的运用可靠性、安全性技术