高壓組合變頻技術(shù)在大功率刮板輸送機(jī)上的應(yīng)用

劉龍

摘要：近年來大屯公司礦井采煤工作面運(yùn)輸設(shè)備逐步改型升級(jí)，刮板輸送機(jī)由最初的小型刮板機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在的SGZ800/1050，總功率突破了1000KW，啟動(dòng)設(shè)備采用組合開關(guān)高低速控制，在使用過程中發(fā)現(xiàn)雙速電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式可能出現(xiàn)機(jī)械或電氣沖擊，從而導(dǎo)致不易啟動(dòng)、斷鏈、斷齒等事故，為解決以上問題，在孔莊煤礦7434工作面安裝時(shí)配套了BPJV1-2*1600/3.3型高壓組合變頻器，設(shè)備事故率大為降低，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：高壓 變頻 輸送機(jī) 應(yīng)用

1應(yīng)用背景

孔莊礦近幾年回采的工作面傾向長度都在220米以上，基本達(dá)到了所配套刮板輸送機(jī)的極限距離，使用過程中容易引起鏈條拉伸變形量超限，從而導(dǎo)致發(fā)生過負(fù)荷拉斷事故?？浊f礦近幾年采煤工作面配套的刮板輸送機(jī)控制方式一直采用組合開關(guān)“低速啟動(dòng)，高速運(yùn)行”的方式，雙速電機(jī)在正常啟動(dòng)時(shí)，對(duì)鏈條產(chǎn)生的沖擊較大，主要存在以下弊端：

1.刮板機(jī)為全壓?jiǎn)?dòng)，工作電流大，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩較大，從靜止?fàn)顟B(tài)下過渡到1.42m/s（刮板機(jī)額定鏈速）時(shí)間短，加速度大，對(duì)機(jī)械設(shè)備、電氣部分的沖擊大，使得結(jié)構(gòu)件磨損加快，減少使用壽命。

2.工作面傾向距離較長，設(shè)備重載啟動(dòng)困難。重載停車后再啟動(dòng)時(shí)，極易造成悶車，現(xiàn)場(chǎng)只能采取多次低速運(yùn)行的方式啟動(dòng)設(shè)備，電機(jī)輸出功率大，容易造成燒電機(jī)、斷軸、斷鏈、鏈輪斷齒等設(shè)備事故。

3.增加職工勞動(dòng)強(qiáng)度。在處理工作面刮板輸送機(jī)重載停車或斷鏈等設(shè)備事故時(shí)，會(huì)大大增加一線職工的非正常勞動(dòng)強(qiáng)度，尤其在處理后部刮板機(jī)重載停車和斷鏈故障時(shí)，需要人工卸載煤炭，支架尾梁處空間狹小，操作不便，更會(huì)加快職工的體力消耗速度。

4.存在一定安全隱患。刮板輸送機(jī)發(fā)生故障后，會(huì)給職工帶來非正常檢修作業(yè)，在更換減速箱、電機(jī)、鏈輪等一些大部件時(shí)，運(yùn)輸和起吊過程中，存在一定安全隱患，尤其在中夜班處理設(shè)備事故時(shí)，人員疲勞困乏，更易造成安全事故。

2高壓組合變頻技術(shù)的應(yīng)用

為解決以上問題，提高工作面刮板輸送機(jī)的有效開機(jī)率和使用穩(wěn)定性，在孔莊礦7434工作面配備了BPJV1-2*1600/3.3型高壓組合變頻器，用以替代原有的組合開關(guān)控制方式，實(shí)現(xiàn)大扭矩重載啟動(dòng)設(shè)備，達(dá)到啟動(dòng)平穩(wěn)、運(yùn)行可靠、鏈速可調(diào)、減少故障的目的。

引進(jìn)BPJV1-2X1600/3.3型礦用隔爆兼本質(zhì)安全型高壓組合變頻器具備兩個(gè)獨(dú)立的輸出回路，主要針對(duì)3.3kV、1600kW及以下刮板運(yùn)輸機(jī)設(shè)計(jì)。主要解決在大功率重載運(yùn)輸設(shè)備啟動(dòng)時(shí)，機(jī)械沖擊強(qiáng)，啟動(dòng)電流大及多機(jī)運(yùn)行時(shí)功率不平衡等問題。該套裝置是一個(gè)機(jī)殼內(nèi)有兩臺(tái)單獨(dú)的變頻器，這兩臺(tái)變頻器可以單機(jī)使用或者主從模式使用，可任意組合。

變頻器3.3kV電源輸入，3.3kV變頻輸出。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上采用三電平技術(shù)，輸出線電壓電平數(shù)5電平，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離驅(qū)動(dòng)電機(jī)，不損害電纜及電機(jī)絕緣。整個(gè)變頻器系統(tǒng)散熱方式采用水冷方式，散熱可靠性和效率高。變頻器對(duì)輸入、輸出具有監(jiān)測(cè)、保護(hù)和全面的故障報(bào)警、功能，并且本設(shè)備每臺(tái)變頻器都帶有單獨(dú)的旁路功能，當(dāng)變頻器損壞時(shí)不影響煤礦正常生產(chǎn)。

3300組合變頻器綜合考慮工作面順槽供配電設(shè)備、工作空間、刮板機(jī)工作特點(diǎn)、對(duì)井下電網(wǎng)及工作面現(xiàn)有電纜、電機(jī)影響、自動(dòng)化控制要求等特點(diǎn)，采用ABB三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變頻技術(shù)。

3使用效果

BPJV1-2X1600/3.3型高壓組合變頻器于2017年12月份在孔莊礦7434工作面安裝完成，共計(jì)2臺(tái)，分別控制前后部SGZ-800/1050型刮板輸送機(jī)機(jī)頭和機(jī)尾電機(jī)，使用至今10個(gè)月，未發(fā)生過較大刮板輸送機(jī)故障，機(jī)頭、機(jī)尾傳動(dòng)裝置完好，鏈條、刮板磨損量較小，其中，鏈條伸長量有效控制在規(guī)定的范圍內(nèi)（≤2.5%）。

高壓組合變頻技術(shù)能有效解決機(jī)械沖擊強(qiáng)、啟動(dòng)電流大和多機(jī)運(yùn)行功率不平衡等問題，尤其能避免刮板機(jī)重載啟動(dòng)困難的現(xiàn)象，同時(shí)具有恒轉(zhuǎn)矩實(shí)時(shí)智能調(diào)速的功能，滿足各種工況需求。

4經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益

4.1經(jīng)濟(jì)效益

直接經(jīng)濟(jì)效益?？浊f礦7434工作面回采至今，共計(jì)10個(gè)月，直接經(jīng)濟(jì)效益約600萬元。

間接經(jīng)濟(jì)效益。高壓組合變頻器的投入，能大大降低電氣和機(jī)械部件的沖擊，有效提高設(shè)備使用壽命，大大降低維修成本和配件投入，減少電機(jī)和減速器的返修費(fèi)用均超過10萬元。

4.2社會(huì)效益

高壓組合變頻技術(shù)的投入，體現(xiàn)出孔莊礦在3300V大功率煤溜設(shè)備上的進(jìn)步，不僅能降低工作面刮板輸送機(jī)的事故頻率，更能減少一線職工檢修設(shè)備的勞動(dòng)強(qiáng)度和處理故障時(shí)的安全隱患，尤其在處理后部輸送機(jī)重載停車時(shí)，往往需要人工卸煤，直接尾梁處空間狹小，不易施工，增加職工勞動(dòng)過程中的身體負(fù)荷和作業(yè)危險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)

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