★煤炭科技・机电与信息化－ｋ高压变频器在煤矿主井提升相改埴巾的应用罗道明（中煤能源集团大屯煤电公司姚桥煤矿选煤厂，江苏省徐州市沛县，２２１６１１）摘要简要阐述了高压变频器的工作原理，介绍了高压变频器在姚桥矿主井提升系统高压变频器提升机调速ＰＬＣ控制系统改造中的应用实践和经济效益。关键词中图分类号ＴＤ５３４文献标识码ＢＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈ－－ｖｏｌｔａｇｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｈａｎｇｅｒｉｎｕｐｇｒａｄｉｎｇｏｆｃｏａｌｍｉｎｅｍａｉｎｓｈａｆｔｈｏｉｓｔＬｕｏＤａｏｍｉｎｇ（ＹａｏｑｉａｏＣｏａｌＭｉｎｅＣｏａｌＰｒｅｐＰｌａｎｔ，ＤａｔｕｎＣｏａｌ＆ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏ，ＣｈｉｎａＣｏａｌＥｎｅｒｇｙＣｏＬｔｄ，Ｐ０Ｂｏｘ１１５，ＰｅｉｘｉａｎＣｏｕｎｔｙ，Ｘｕｚｈｏｕ，ＪｉａｎｇｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅ２２１６１１，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＧｉｖｉｎｇａｂｒｉｅｆａｃｃｏｕｎｔｏｆｔｈｅｎｅｃｅｓｓｉｔｙｏｆｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｈａｎｇｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｃｏａｌｃｈａｎｇｅｒｓｉｎｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｓｗｅｌｌａｓｉｎｔｈｅｕｐｇｒａｄｉｎｇｏｆｔｈｅｍａｉｎｓｈａｆｔｈｏｉｓｔｓｙｓｔｅｍｏｆＹａｏｑｉａｏＣｏａｌＭｉｎｅ．Ｏｐｔｉ—ｍａｌｅｃｏｎｏｍｙｒｅｓｕｌｔｉｎｇｆｒｏｍｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｈａｎｇｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓａｌｓｏｒｅｖｅａｌｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅ，ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｈａｎｇｅｒ，ｈｏｉｓｔ，ｓｐｅｅｄｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ，ＰＬＣｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ煤矿地面的大动力设备主要包括：主井提升机（或主运输带式输送机）、副井提升机、主通风机、大大超过电机额定电流。因此，２００８年对该主井提升机进行了变频改造。压风机等高压大功率用电设备。因此，电机的节能经济运行应从高压大功率设备的变频改造着手进行。尤其是煤矿的立井主提升机因其每天约超过２０串电阻调速方式存在的固有缺陷和问题如下：（１）转子回路串接电阻，消耗电能造成巨大的能源浪费；（２）电阻只能分级切换，实现的是有级调速，设备运行不平稳易引起电气及机械冲击，对电机轴承、钢丝绳、减速器齿轮等造成巨大冲击，威胁系统的机械安全；ｈ连续运行，是煤矿生产中的主要耗能设备，对其进行变频改造使其节能经济运行尤为必要。１主井提升机调速现状及其存在的问题目前，国内还有很多矿井的主井提升机采用交（３）低速转矩小，转差功率大，启动电流和换档电流冲击大；（４）中高速运行振动大，制动不安全不可靠；（５）司机的开车熟练程度和责任心完全影响提升时间、电机电流，尤其是夜班司机易疲倦，存在安全隐患；（６）线绕电机转子因为工作温度高容易开焊，滑环存在接触不良问题，容易引起设备故障；（７）设备维护工作量大、维护费用高；（８）两台电机分别串接三相转子电阻体积庞大，发热严重，夏季温度高达６０℃以上，导致工７３流异步电动机的转子串电阻方式进行工作。其主井提升系统主要由异步电动机、电控、调速电阻、滚筒、箕斗、钢绳等组成。以下就某煤矿主井提升机改造项目进行探讨和研究。某煤矿主立井原提升系统是双钩８．８ｔ箕斗缠绕式提升机，调速系统是交流６ｋＶ／６３０ｋＷ双机驱动的绕线电机串电阻调速系统。采用接触器控制电阻的投切，加速时间长达约２０Ｓ左右；减速爬行至停车时间长达２９Ｓ左右，加速时电机电流持续接近１００Ａ，耗能严重。且起动时电机的冲击电流高压变频器在煤矿主井提升机改造中的应用万方数据作环境恶劣；（９）电机的功率因数低，无功损耗较大。统也改造为高可靠性的ＰＬＣ电控系统，由此ＰＬＣ电控系统完成与老系统的切换控制。３高压变频原理ＲＨＶＣ系列高压变频调速系统由主控柜和功率柜组成，作为一种高新技术节能产品，采用了目前国际上先进的ＩＧＢＴ功率单元串联多电平技术、数字控制技术、ＳＰＷＭ脉宽调制技术。具有高效节能、高功率因数、高可靠性等特点。功率柜为三相Ｙ接输出，逆变器输出采用每相５个功率单元输出的ＳＰＷＭ波相叠加，形成高质量的正弦波输出。主控柜和功率柜之间采用光纤隔离技术，防止了电磁干扰，做到了高压与低压的完全隔离，具有极高的安全性。高压变频的系统拓扑图见图１。２主井提升机的变频改造２．１变频工作，老系统备用采用１套荣信电力电子股份有限公司生产制造的规格型号为ＲＨＶＣ—Ａ０６／１６００～ＴＲ的高压变频装置和ＰＬＣ电控系统对现有老系统进行了改造。此变频系统是提升机专用的矢量控制四象限Ｈ桥串联多电平技术的高压变频调速装置。因老系统目前尚可以使用故不拆除而作为备用系统保留。２．２工频手动切换系统配置了手动工频旁路。在变频系统需要维护或发生故障时，切换柜能实现工频旁路，旁路后改为原来的转子串电阻调速系统。而且电控工艺系——＜／Ｚ｝Ｉｊ６ｋＶ／５０Ｈｚ电网输入图１系统原理拓扑图４提升机变频改造的收益主立井提升机高压变频改造后除给用户直接带来提升用电量的大幅度降低，获得直接节能收益外，还带给用户以下综合效益。４．１测，其吨煤电耗为１．６ｋＷｈ／ｔ。节能率为：（２—１．６）／２＝２０％４．２产量得到提高主井提升距离为３７４．４ｍ，最大提升速度７．５ｍ／ｓ，箕斗载重８．８ｔ。按照国家《煤矿安全规程》规定，高压变频改造后提升机按系统设计满足设计能力的加、减速度的运行，一次提升时间循环如图２所示。采用高压变频控制系统改造后，提升机运行时间计算结果为：改造后，（下转第１２１页）节能效果明显（１）改造前吨煤电耗。此主井２００７年全年的提升耗电为４４０万ｋＷｈ，产量为２２０万ｔ。所以其吨煤电耗相当于２ｋＷｈ／ｔ。（２）改造后吨煤电耗。经省节能监测中心检７４中国煤炭第３５卷第８期２００９年８月万方数据质量标准化建设水平的进一步提升。（４）与安全人性化管理相结合。在质量标准化建设中，王庄煤矿始终坚持“安全第一，以人为本”的理念，不断加大安全投入，提高技术装备水平，依托科技创新，努力改善井下员工的作业环境。如，建成投用了６２专用猴车、５４０辅助运人电牵引单轨吊，减轻了工人的劳动强度；建成了“井下医院”，为工伤急救争取了有效时间；在井下配备了防爆型热水器，使职工在井下工作面喝上了“纯净水”。这一系列惠民工程，彰显了质量标准化管理中的人性化，有力地推进了矿区的和谐稳定健康发展。（５）与企业文化６Ｓ管理相结合。王庄煤矿将质量标准化的管理标准和目标与准时、清洁、标准、整理、安全和素养的６Ｓ目标相一致，进一步规范员工行为标准；将质量标准化考核与６Ｓ三工转换、三卡运行、严细考核相统一，进一步提高管理的动态性和实效性；将质量标准化工作流程与企业文化岗前五步曲相融合，不断完善管理流程，提高工作质效；将定置管理与准军事化管理相统一。通过两者有机结合，形成互动、联动的效应。（６）与企业自主创新相结合。王庄煤矿积极将企业自主创新与质量标准化建设相结合，扎实有效地开展了多项企业实用技术自主创新工作，进一步提升了质量标准化建设水准，提高了质量标准化建设水平。通过实施质量标准化建设，进一步提升了职工的作业环境，提高了职工文明施工、安全生产的自觉性；规范了职工的作业行为，使“正规作业科学化，非正规作业标准化”、“上标准岗、干放心活”成为职工的自觉行为；提高了领导干部的管理水平和职工的技术业务素质，培养了一支具有现代工业文明品格的、特别能战斗的干部职工队伍；加强企业质量管理，实现了企业质量管理工作的制度化、标准化、科学化发展；提高了矿井的防灾抗灾能力，提升了矿井的安全管理水平；提升了企业的经济效益、社会效益和综合竞争力。作者简介：苏海（１９７３一），男，山西长治人，硕士，高级工程师，现任潞安集团公司王庄煤矿生产中心主任。（责任编辑宋潇潇）（上接第７４页）提升过程总时间为６９．６０Ｓ。目５前装卸载时间为６～１０Ｓ，所以一个提升循环总时间为７９．６０Ｓ，估算为８３Ｓ。如提升机运行按每天工作２２ｈ计算，每年运行１１个月，每斗煤按８计算，则每年产量２５２万ｔ。ｔ结语经过变频技术改造后，主井提升机运行良好，主井提升的吨煤能耗下降２０％，增加了矿井的提升能力，同时提高了电网的功率因数。事实证明，高压变频器有着无法比拟的产品性能和无法超越的技术领先优势；若在煤炭行业的节能改造中推行应用，能够创造巨大的经济效益和良好的社会效益，对创建节能环保型社会有重要意义。作者简介：罗道明（１９７３一），１９９７年毕业于中国矿业大学自动化专业，毕业后一直从事机电技术工作至今。图２高压变频改造后提升速度图（责任编辑康淑云）“十二五＂煤炭规划即将启动８月１０～３０日，国家能源局将在全国范围对煤炭工业开展调研，为提出“十二五”煤炭规划做准备。据悉，本次调研工作分华北、东北、华东、中南、西南、西北６个地区。调研的目的是总结“十一五”煤炭工业发展状况，提出“十二五”煤炭工业发展设想。正在编制中的煤炭工业“十二五”规划，将继续鼓励发展大型煤炭企业，加强整合重组和上下游产业融合。同时，国家可能会出台更强有力的措施予以支持。王庄煤矿质量标准化精品矿井建设的实践与探索】２】万方数据
