摘要：在介紹煤礦企業(yè)綜放工作面乳化液泵變頻器使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行研究、分析，并提出解決方案，以期為以后乳化液泵變頻器的可靠使用積累寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：乳化液泵；變頻器；漏電跳閘；過(guò)流故障

中圖分類(lèi)號(hào)：C93 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1000-8772（2013）03-0181-02

一、概述

山東新巨龍公司龍固礦井1302綜放工作面共應(yīng)用3臺(tái)BRW500/31.5型乳化液泵，該泵公稱(chēng)壓力31.5兆帕，電機(jī)功率為315KW。根據(jù)作業(yè)規(guī)程要求，該泵在井下正常工作壓力不低于30兆帕，當(dāng)壓力超過(guò)30兆帕后，乳化液泵卸載閥動(dòng)作，將多余壓力卸載。通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)乳化液泵的應(yīng)用監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)在卸載閥卸載前的一瞬間，電機(jī)電流明顯增大，超過(guò)200A，對(duì)電機(jī)的使用壽命造成了很大的影響，另外還造成了不必要的電能損耗。因此，龍固礦井于2012年2月份對(duì)乳化液泵應(yīng)用了三臺(tái)型號(hào)為BPJ1-500/1140（輸出功率350KW）的變頻器，驅(qū)動(dòng)1302采煤面乳化液泵站，實(shí)現(xiàn)電機(jī)節(jié)能，延長(zhǎng)電機(jī)壽命。但在變頻器的調(diào)試過(guò)程中，出現(xiàn)了如下問(wèn)題：

1 變頻器在啟動(dòng)或停止時(shí)上級(jí)饋電開(kāi)關(guān)（廠家為泰安眾誠(chéng)公司生產(chǎn)的移動(dòng)變電站低壓側(cè)專(zhuān)用饋電開(kāi)關(guān)）漏電跳閘，造成變頻器無(wú)法正常使用。

2 在乳化液泵站泄壓閥動(dòng)作的一瞬間，變頻器報(bào)OC故障，即過(guò)電流故障，并自動(dòng)跳閘，使乳化液泵無(wú)法正常運(yùn)行。

二、原因分析

通過(guò)和變頻器廠家近半月的共同分析及研究，終于找到了發(fā)生上述問(wèn)題的原因：

（一）上級(jí)饋電開(kāi)關(guān)漏電跳閘原因分析

1 漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)的工作原理

漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)檢測(cè)的是輸入共模電流，也就是所說(shuō)的對(duì)地漏電流，檢測(cè)漏電流的電流互感器是同時(shí)穿過(guò)了P/S/T三根相線，在沒(méi)有漏電流的情況下，不論接三相負(fù)載還是接單相負(fù)載，P/S/T三根線中流過(guò)的電流之和總是為零。當(dāng)負(fù)載側(cè)有對(duì)地短路現(xiàn)象或者對(duì)地有較大電容時(shí)，輸出側(cè)的電流就會(huì)通過(guò)大地返回電網(wǎng)，此時(shí)流過(guò)電流互感器的電流之和不為零，當(dāng)檢測(cè)到的電流大到一定程度就會(huì)觸發(fā)保護(hù)開(kāi)關(guān)脫扣，引起饋電開(kāi)關(guān)漏電跳閘。

2 對(duì)地漏電流的產(chǎn)生原因和電流通路分析

（1）變頻器應(yīng)用中為什么會(huì)產(chǎn)生較大的漏電流

普通電機(jī)的繞組和機(jī)殼之間存在著較大的分布電容，在電網(wǎng)供電的情況下，電源線上只有50Hz的工頻電壓，由于頻率很低，通過(guò)分布電容的漏電流很小。但在用變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，由于變頻器輸出的是幾kHz的高頻脈寬調(diào)制的電壓波形，輸出電壓是在0V到1650V之間快速跳變的脈動(dòng)電壓，對(duì)于同樣的電機(jī)同樣的分布電容，漏電流會(huì)增大百倍以上，這是由變頻器的工作原理決定的。正是該漏電流造成了上級(jí)饋電開(kāi)關(guān)漏電跳閘。

（2）變頻器工作狀態(tài)對(duì)漏電流的影響

a 載波頻率：載波頻率越高，漏電流越大，漏電流的有效值與頻率約為開(kāi)方關(guān)系。

b 輸出頻率：在較高輸出頻率的情況下，漏電流與輸出頻率關(guān)系不大，但在零頻附近時(shí)（啟動(dòng)或停止時(shí)），由于變頻器三相輸出的漏電流是疊加關(guān)系，漏電流的有效值會(huì)變大。

c 變頻器的發(fā)波方式：由于五段發(fā)波時(shí)，每一相的輸出電壓有1/3左右時(shí)間是沒(méi)有開(kāi)關(guān)動(dòng)作的，因此同樣條件下七段發(fā)波方式比五段發(fā)波方式產(chǎn)生的漏電流大；HC變頻器低頻輸出時(shí)默認(rèn)采用的是七段發(fā)波方式，因此漏電流低頻比高頻大；矢量控制方式下采用的是七段發(fā)波，因此矢量控制方式的漏電流大于V/F方式。

（3）接線方式對(duì)漏電流的影響

在變頻器U/V/W輸出端加電抗器由于提高了負(fù)載的高頻阻抗，對(duì)減小漏電流也有較好的幫助。

（二）變頻器報(bào)OC故障，即過(guò)電流故障分析：

1 乳化液泵站的工作原理

乳化液泵工作過(guò)程為：正常工作時(shí)先導(dǎo)閥是開(kāi)通的。泄壓閥關(guān)斷，乳化液經(jīng)過(guò)進(jìn)液管進(jìn)入到泵站，經(jīng)過(guò)泵站加壓，送入出液管到采面。壓力到達(dá)后，先導(dǎo)閥關(guān)斷，防止高壓液體回流，再把泄壓閥打開(kāi)，把進(jìn)液管和回液管接通進(jìn)液回到泵箱。

如果先導(dǎo)閥和泄壓閥配合不好，即先導(dǎo)閥關(guān)斷，泄壓閥不能及時(shí)打開(kāi)的話(huà)就會(huì)造成電機(jī)堵轉(zhuǎn)。而變頻器是不允許電機(jī)堵轉(zhuǎn)，因?yàn)槎罗D(zhuǎn)會(huì)使電動(dòng)機(jī)在極短的時(shí)間內(nèi)一個(gè)大電流，容易燒壞電動(dòng)機(jī)。

2 變頻器控制分析

由于乳化液泵要求恒壓控制，變頻器采用PID控制，使壓力始終維持在30MPa，但PID控制是一個(gè)震蕩的過(guò)程，在啟動(dòng)時(shí)會(huì)有一個(gè)超調(diào)，如果超調(diào)點(diǎn)超出卸載閥的動(dòng)作點(diǎn)的話(huà)，就會(huì)引起泄壓閥先動(dòng)作，電機(jī)就會(huì)出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)。

因此調(diào)試時(shí)都把壓力都限制在29.5MPa，其超調(diào)點(diǎn)在30.5MPa，但在采面用液量大的時(shí)候，難免會(huì)出現(xiàn)超調(diào)點(diǎn)上移的情況，即超調(diào)點(diǎn)會(huì)在31.5或32 MPa，會(huì)導(dǎo)致泄壓閥動(dòng)作，也會(huì)出現(xiàn)過(guò)電流故障，但復(fù)位后能正常開(kāi)車(chē)。

三、解決方案

1 變頻器上級(jí)饋電開(kāi)關(guān)漏電跳閘解決方案

采取在饋電開(kāi)關(guān)漏電檢測(cè)的對(duì)地線上并聯(lián)電容的方法

由于饋電開(kāi)關(guān)的漏電檢測(cè)采用附加直流電源的檢測(cè)方法，電容對(duì)直流相當(dāng)于斷路，而對(duì)交流相當(dāng)于短路。這樣高頻在對(duì)地電容上產(chǎn)生的漏電流不再?gòu)穆╇姍z測(cè)線上通過(guò)而是從并聯(lián)上的電容通過(guò)，直流檢測(cè)到的實(shí)際漏電流值并沒(méi)有減小，對(duì)漏電檢測(cè)效果更好。

2 變頻器過(guò)流故障跳閘解決方案

采用以下兩種方法解決此問(wèn)題：

（1）調(diào)大泄壓閥機(jī)械動(dòng)作壓力，即把泄壓閥機(jī)械動(dòng)作壓力調(diào)節(jié)至32MPa，完全由變頻器調(diào)節(jié)壓力，這樣超調(diào)點(diǎn)也不會(huì)到卸載閥動(dòng)作點(diǎn)，致使卸載閥動(dòng)作。

（2）調(diào)節(jié)先導(dǎo)閥和泄壓閥動(dòng)作的配合問(wèn)題，使在先導(dǎo)閥動(dòng)作后泄壓閥能及時(shí)動(dòng)作，不能延時(shí)相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間再動(dòng)作。

四、應(yīng)用效果分析

采取上述兩種措施以后，乳化液泵變頻器實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定運(yùn)行，再也沒(méi)有發(fā)生過(guò)類(lèi)似事故，保證了龍固礦1302綜放工作面的安全生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了乳化液泵的節(jié)能運(yùn)行，為以后乳化液泵變頻器的可靠使用積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

（責(zé)任編輯：陳喜輝）