周保衛(wèi)

（陽煤集團機電動力部，山西 陽泉 04500）

煤礦電力拖動常見故障及解決方法

周保衛(wèi)

（陽煤集團機電動力部，山西 陽泉 04500）

針對煤礦生產中實際發(fā)生的電力拖動事故，經過分析計算實例說明，總結出了其常見故障的處理方法。

串并聯(lián)；變壓器；數理計算；分析

隨著煤礦產量的需求提高，“采煤機械化”放在了第一位，機電設備已向高功率、大型化、自動化邁進，電力與機械設備的工況特點是否符合合理性、安全性、效益性；供電系統(tǒng)高壓開關柜的額定電流、設備電機的負荷功率、電網電纜的長時工作載流量、生產所需的電機電源變流裝置（整流器、變頻器）是否考慮到實際生產過程所處的工作環(huán)境選擇其經濟性、安全性的各種生產系統(tǒng)的電壓等級、移變容量大小及變壓比、隔爆開關控制保護裝置等問題。電力拖動同樣需要考慮井下實際生產過程中由于巷道斷面狹小有限、工作面的生產機械的工況特點和要求，采用何種電機和何種傳動方式，是直接限矩器硬連接起動，還是通過液力耦合器經減速器起動。迅速發(fā)展的煤炭工業(yè)將要求井下電力工作電壓愈來愈高，傳輸容量日益增大，必須考慮這些問題的妥善解決之法。

1 變壓器的串并聯(lián)

現(xiàn)對實際生產過程中常見的電力拖動及其計算分析方法進行簡單說明。井下供電系統(tǒng)中，一個高開串聯(lián)帶好幾個容量不等的變壓器是常有的。例如圖1，新元的310103綜采工作面的局部供電系統(tǒng)圖。

若按長時工作電流Igmax選擇高開，以串聯(lián)方式所帶移變計算其1號移變的一次側電流和2號的移變的一次側電流。電流1號移變，2號移變的容量、變壓比均不同。

1號移變的一次側電流：

圖1 局部供電系統(tǒng)串聯(lián)接法

2 號移變的一次側電流

I1≠I1*，即使1號移變的所帶電氣設備過流和2號的移變的所帶電氣設備過流，也可由磁力啟動器進行一級保護，組合開關進行二級保護，變壓器的二次頭進行三級保護，最后高開可進行四級保護。這是新元公司采煤隊310103工作面供電系統(tǒng)圖一個高開串聯(lián)帶兩個移變的情況。

并聯(lián)的接法見圖2。運裕礦地面10/6kV變電站，并聯(lián)不同容量的變壓器（變比還一樣）；二次側一并聯(lián)直接就燒掉隔爆開關柜內的整流橋。可見，若是并聯(lián)帶幾個變壓器必須符合以下條件：一是變壓器的容量相等；二是變壓比一樣；三是二次側的接線方法一樣；四是各變壓器的阻抗電壓、阻抗角相等。

圖2 局部供電系統(tǒng)并聯(lián)接法

通過供電系統(tǒng)串并聯(lián)接法分析實例說明，在環(huán)境條件允許下一個高開帶一個移變最好；在額定電流允許下高開串聯(lián)帶幾個移變也是不夠理想；若是并聯(lián)接法就必須符合以上四點。

2 縮短起動時間和減少頂閘事故

生產工程中，經常起動和制動的機械設備，其生產率將會直接受到拖動裝置起動和制動停車時的時間影響；再者，過長的啟動時間，將使電機的溫升過高，導致過流頂閘事故頻發(fā)。

例如全公司15號煤采用一次采全高新型采煤工藝的寺家莊礦15104綜采面SGZ-1000/1400型的工作溜來計算分析：15號煤的比重1.42×103 kg/m3，采煤機截割滾筒寬0.8 m，工作面煤厚5.6 m，采長240 m（以割6 m來計算）工作溜的拖動速度1.31 m/s，鏈輪直徑664 mm，每對齒輪效率η=0.95；齒輪的傳動比（i1i2）39。鏈輪的轉速nm=60v/（πD）=37.69r/min。電機轉速n=nm（i1i2）=1470r/min。負載阻力F=m·g=374 062 N。推出工作溜電機的轉矩ML=9.55FV（nη2）=3527N·m.電機的功率 PL=MLn/9.55=1000kW。

拖動系統(tǒng)從某一穩(wěn)定運行狀態(tài)變到另一穩(wěn)定運行狀態(tài)，其間經過過渡過程。因為實際拖動系統(tǒng)存在各種慣性，例如物理質量引起的機械慣性（上述計算的轉矩、轉速就是電機的機械特性）和電磁慣性。為了提高生產率，縮短起動和制動停機時間，可用下列方法：一是減小電動機的轉動慣量；二是增大加速或減速轉矩，利用電機的過載量；三是選擇適當的傳動比。

在生產過程中，大功率的機械設備起動后，在間隔不足20 s內起動另一大功率的機械設備，勢必造成峰值電流頂閘事故。3 300電壓等級下，機械設備起動電流是額定電流的8～12倍，因為在短短幾秒內起動兩大功率的機械設備，啟動電流太大常會出現(xiàn)電流峰值頂閘事故。

例如寺家莊礦15104綜采面SGZ-1000/1400型的工作溜起動后，在不到3 s的時間內又起動了SZZD-1000/400 轉載溜直接造成電流頂閘事故，影響了全礦的采煤班產出煤。實際上這個問題很好解決，起動了工作溜之后，刮板輸送機司機稍微停頓些時間，再起動轉載溜就不會發(fā)生頂閘事故。選用的是天津貝殼KE3002雙速開關實現(xiàn)低速起動，高速運轉。煤礦井下生產過程中，應盡可能降低事故，縮短事故處理時間，確保采煤正常生產。以上各例是電氣設備電力拖動中經過分析計算總結出的一些經驗方法。

3 結束語

煤礦生產過程是較復雜的生產過程，不僅受到地質構造的影響，還要受到工人素質的影響、機械特性的影響；隨著煤炭工業(yè)的高速發(fā)展，采煤機械化程度的迅速提高，機電設備的單機容量和總容量隨之增大。陽煤集團的采煤工作面一般為長臂工作面，由于推進速度要加快，要求采區(qū)走向加長，從而使電力拖動距離增大。公司井下的高壓生產礦井（一礦、二礦、三礦、開元、五礦、新景）為6 kV，新的生產礦井（新元、平舒、寺家莊）已用10 kV向井下供電。由于礦井開采產量提高，輔助巷道、出煤巷道增加，都需供電系統(tǒng)的支持，力爭減少電力拖動的故障，掌握正確的方法，作出正確的控制?？傊?，綜采面是煤礦生產的第一線，其產量的多少決定著公司的效益，大型機電設備的選型合理性、電力拖動的安全可靠性和技術經濟性將會主導著煤礦企業(yè)的發(fā)展。

［1］王洪欣，李木，劉秉忠.機械設計原理［M］.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2004.

［2］賴昌干，張金程，鄒有明.礦山電工學［M］.徐州：中國礦業(yè)大學，2005.

Abstract:The paper analyzes and calculates the electric drive accident cases happened in the real coal production and concludes the solutions for the frequent faults.

Keywords:series-parallel;transformer;mathematical calculation;analysis

編輯：劉新光

Frequent Faults and Solutions of Electric Drive in Mine

ZHOU Bao-wei

（Mechanical and Electrical Department of Yangquan Coal Group,Yangquan Shanxi,045000,China）

TD60

A

1672-5050（2010）07-0063-03

2010-04-12

周保衛(wèi)（1975—），男，山西平定人，本科，助理工程師，從事礦井管理井下機電工作。