某地下鐵礦山提升機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)故障處理

陳海軍

(河鋼集團(tuán)礦業(yè)公司常峪鐵礦)

某地下鐵礦山設(shè)計年產(chǎn)鐵礦石550萬t，年產(chǎn)鐵精粉156萬t。根據(jù)礦床地質(zhì)特征，結(jié)合礦山開采規(guī)模，采用主副豎井加斜坡道的開拓系統(tǒng)。設(shè)計有主井、副井、進(jìn)風(fēng)井和回風(fēng)井各1條，輔助斜坡道1條。礦井提升機(jī)作為礦井開采的關(guān)鍵設(shè)備，對于確保井下安全開采具有重要作用。

1 主提升系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成

某鐵礦豎井施工階段采用型號為2JK3×1.5單繩纏繞式提升機(jī)，卷筒直徑為3 m，卷筒寬度為 1.5 m，傳動比為31.5，鋼絲繩最大直徑38 mm，鋼絲繩速度3.7 m/s。配備直流電動機(jī)型號Z4-400-32，額定功率為500 kW，額定電壓為直流400 V，額定電流1 340 A，額定轉(zhuǎn)速750 r/min，勵磁方式為他勵，勵磁電壓220 V，勵磁電流12 A。提升機(jī)電控設(shè)備采用基于西門子PLC控制的直流調(diào)速系統(tǒng)，直流調(diào)速器采用西門子6RA70系列全數(shù)字直流調(diào)速器。該礦主提升機(jī)的電控系統(tǒng)采用6RA70系列整流器為全數(shù)字緊湊型整流器，輸入為三相交流電源，輸出直流向直流調(diào)速電動機(jī)的電樞和勵磁供電[1-3]。整流器采用單相限工作，電樞由三相全控橋供電，勵磁系統(tǒng)采用單相半控橋供電。全數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)主要由全數(shù)字調(diào)速裝置和晶閘管變流器組成，采用西門子全數(shù)字調(diào)速裝置和國產(chǎn)6脈動晶閘管功率單元。礦井提升機(jī)的工藝要求提升電動機(jī)必須能夠正反轉(zhuǎn)，全數(shù)字直流電控系統(tǒng)通過電樞反向?qū)崿F(xiàn)電動機(jī)正反轉(zhuǎn)?？刂葡到y(tǒng)采用PLC控制并與全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)、上位機(jī)等硬件組成網(wǎng)絡(luò)，使得各部分信號傳遞更加方便。

2 常見故障及處理方法分析

(1)故障現(xiàn)象一?？煽毓钑r常損壞。故障原因及解決措施為：①可能是直流調(diào)速器整定數(shù)據(jù)錯誤，電機(jī)堵轉(zhuǎn)倍數(shù)和電流過載倍數(shù)設(shè)置不合理，可查看直流調(diào)速器說明書，審核設(shè)備參數(shù)，重新整定數(shù)據(jù)；②電控系統(tǒng)運(yùn)行時存在振蕩現(xiàn)象，導(dǎo)致電流環(huán)電流過大，燒毀可控硅，可檢查電控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，消除振蕩現(xiàn)象；③電動機(jī)有輕微短路現(xiàn)象，過流燒壞可控硅，可檢查電動機(jī)本體線圈，測量電機(jī)直流電阻值，消除短路故障點(diǎn)；④供電系統(tǒng)瞬間過電壓現(xiàn)象，造成可控硅燒毀，可檢查供電電壓是否正常，持續(xù)監(jiān)測電壓運(yùn)行波形，分析過電壓原因，消除過電壓，并確保裝置設(shè)定的電壓參數(shù)與供電電壓一致；⑤可控硅散熱失效，過熱燒壞，應(yīng)檢查可控硅導(dǎo)熱膠是否良好，緊固件是否松動，安裝好散熱片，確保可控硅能夠有效散熱；⑥系統(tǒng)產(chǎn)生尖脈沖可能燒壞可控硅，應(yīng)檢查控制電路中的電阻是否有開路現(xiàn)象，電容容量有無減??；⑦勵磁回路有虛接現(xiàn)象，產(chǎn)生高壓擊穿可控硅，可檢查勵磁回路接線是否規(guī)范，確保接線端子接線緊固，消除虛接故障點(diǎn)；⑧可控硅質(zhì)量不佳，頻繁燒壞，應(yīng)更換質(zhì)量可靠的可控硅。

(2)故障現(xiàn)象二。直流調(diào)速器控制板損壞，導(dǎo)致電控系統(tǒng)無法運(yùn)行，可能是直流調(diào)速控制柜內(nèi)存在感應(yīng)干擾所致。應(yīng)完善供配電系統(tǒng)接地，將強(qiáng)電系統(tǒng)接地與弱電系統(tǒng)接地分開，接地電阻分別滿足各自要求。采用屏蔽線屏蔽干擾信號，規(guī)范控制柜布線，動力線與信號線保持安全間距，防止交叉感應(yīng)干擾。

(3)故障現(xiàn)象三。在運(yùn)行過程中，主電機(jī)出現(xiàn)聲音異常，主電機(jī)溫度較高，溫升加快。原因是電樞電壓出現(xiàn)異常、電樞電壓波形異常導(dǎo)致電流異常，最終導(dǎo)致主電機(jī)工作狀態(tài)發(fā)生異常。出現(xiàn)該類故障時，應(yīng)首先采用示波器對整流柜輸出直流的電壓波形進(jìn)行測量，若發(fā)現(xiàn)輸出波形不正常，出現(xiàn)斷續(xù)情況，則需排除整流柜故障。

(4)故障現(xiàn)象四。光電編碼器輸出脈沖產(chǎn)生錯誤，導(dǎo)致提升機(jī)運(yùn)行狀態(tài)不正常。故障原因：①光電編碼器產(chǎn)生故障，導(dǎo)致輸出信號異常；②光電編碼器信號傳輸線路與其余強(qiáng)電線路交叉敷設(shè)，產(chǎn)生信號干擾，導(dǎo)致輸出信號產(chǎn)生錯誤。解決措施有：若是光電編碼器損壞，則需更換質(zhì)量可靠的編碼器，降低設(shè)備故障率；若是線路干擾影響輸出信號，需要檢查光電編碼器信號傳輸線路是否采用屏蔽電纜，電纜屏蔽層是否可靠接地，傳輸線路采用屏蔽電纜并將屏蔽層可靠接地，盡可能將傳輸線路與強(qiáng)電線路分開敷設(shè)，減少信號干擾。

(5)故障現(xiàn)象五。安全回路故障，導(dǎo)致提升機(jī)無法正常啟動，或安全回路突然斷開導(dǎo)致安全制動停車。提升機(jī)電控系統(tǒng)中設(shè)有安全回路，當(dāng)提升機(jī)正常工作狀態(tài)被打破時，安全回路能夠切斷工作電源并進(jìn)行安全制動?？赡艿墓收显蚴翘嵘到y(tǒng)各種保護(hù)動作，無法及時復(fù)位；也可能是控制回路繼電器發(fā)生故障造成安全回路不通，提升機(jī)啟動前準(zhǔn)備條件不足等。應(yīng)檢查提升機(jī)各種保護(hù)是否有動作，消除設(shè)備故障后，各種保護(hù)動作開關(guān)是否復(fù)位；檢查安全回路是否斷電，控制回路繼電器輔助觸點(diǎn)是否動作靈敏；檢查西門子PLC工作是否正常，輸出接點(diǎn)是否正常。

(6)故障現(xiàn)象六。勵磁回路出現(xiàn)故障，直流調(diào)速裝置無法啟動，提升系統(tǒng)無法正常啟動。故障原因可能為勵磁相電壓故障，勵磁回路的熔斷器熔斷，勵磁回路斷線等?？蓹z查勵磁回路線路，排查出斷線故障點(diǎn)；檢查熔斷器熔芯，排除熔斷器熔斷故障；采用萬用表測試勵磁電壓，確保勵磁電壓正常。

3 結(jié) 語

以某地下鐵礦山為例，對該礦山主提升機(jī)電控系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行了分析，并針對各類故障類型，討論了相應(yīng)的解決措施，對于確保該礦提升機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有一定的借鑒價值。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 李國偉.直流調(diào)速技術(shù)[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2012.

[2] 莊 麗.交直流調(diào)速系統(tǒng)及其運(yùn)行、維護(hù)、檢修[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2016.

[3] 全國職業(yè)培訓(xùn)教學(xué)工作指導(dǎo)委員會煤炭專業(yè)委員會.礦井提升機(jī)電氣故障檢修技術(shù)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2016.