王冬波 侯文桂 馬 龍

（1.同煤國(guó)電同忻煤礦有限公司，山西省大同市，037001；2.大同煤礦集團(tuán)公司云崗礦，山西省大同市，037000；3.太原惠特科技有限公司，山西省榆次市，030600）

10（6）kV多回路高壓磁力啟動(dòng)器的研制與應(yīng)用

王冬波1侯文桂2馬 龍3

（1.同煤國(guó)電同忻煤礦有限公司，山西省大同市，037001；2.大同煤礦集團(tuán)公司云崗礦，山西省大同市，037000；3.太原惠特科技有限公司，山西省榆次市，030600）

闡述了千萬(wàn)噸級(jí)大型礦井高壓供電多機(jī)驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)對(duì)電氣控制技術(shù)的要求，研究了多回路高壓磁力啟動(dòng)器的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及主要技術(shù)參數(shù)，并介紹了在同煤國(guó)電同忻煤礦井下的調(diào)試和應(yīng)用情況，為高壓供電下配有非電力軟啟動(dòng)裝置的大型帶式輸送機(jī)的控制提供了一種經(jīng)濟(jì)、可靠的技術(shù)途徑。

多回路 高壓供電 磁力啟動(dòng)器 電氣控制

1 概述

近年來(lái)我國(guó)新建千萬(wàn)噸級(jí)的大型礦井大部分采用10（6）k V電源入井供電，大巷、盤(pán)區(qū)以及工作面運(yùn)輸巷的帶式輸送機(jī)多數(shù)采用10（6）k V的電源供電和3～4個(gè)電機(jī)拖動(dòng)，且配有可控傳動(dòng)系統(tǒng) （CST）或閥控調(diào)速型液力耦合器 （TTT）等非電力軟啟動(dòng)器。帶式輸送機(jī)的控制開(kāi)關(guān)一般使用高壓磁力啟動(dòng)器，具有數(shù)量多、電纜連接點(diǎn)多、控制環(huán)節(jié)復(fù)雜、占地面積大以及需要獨(dú)立硐室等缺點(diǎn)，難以保障大型輸送系統(tǒng)的集中控制和可靠運(yùn)行。因此太原惠特科技有限公司研制了QJGZ1-630／10（6）-4礦用隔爆兼本質(zhì)安全型多回路高壓真空電磁啟動(dòng)器 （以下簡(jiǎn)稱(chēng)多回路高壓磁力啟動(dòng)器），該啟動(dòng)器提升了大型設(shè)備的控制能力和運(yùn)行可靠性，為解決千萬(wàn)噸級(jí)煤礦多機(jī)驅(qū)動(dòng)配有非電力軟啟動(dòng)器的大型帶式輸送機(jī)的控制提供了一種經(jīng)濟(jì)可靠的技術(shù)途徑。

2 大型帶式輸送機(jī)對(duì)多回路高壓磁力啟動(dòng)器的要求

2.1 傳動(dòng)部配置方式產(chǎn)生的要求

為了保證千萬(wàn)噸級(jí)礦井運(yùn)輸系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，大型帶式輸送機(jī)傳動(dòng)部的配置多采用N+1的配置方式，正常使用N個(gè)傳動(dòng)部工作，備用1個(gè)傳動(dòng)部。當(dāng)其中1個(gè)傳動(dòng)部發(fā)生故障時(shí)，可以選擇任意N個(gè)傳動(dòng)部運(yùn)行，保證本部帶式輸送機(jī)能夠正常運(yùn)行。當(dāng)?shù)V井因生產(chǎn)任務(wù)調(diào)整承擔(dān)較大的生產(chǎn)任務(wù)時(shí)，可以選用N+1個(gè)傳動(dòng)部全部運(yùn)行，用來(lái)提高運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)力。當(dāng)服務(wù)于工作面運(yùn)輸巷道運(yùn)輸時(shí)可以隨工作面的推進(jìn)，運(yùn)輸距離縮短負(fù)載減小時(shí)又可以任意退出其中1個(gè)傳動(dòng)部運(yùn)行，這就要求多回路高壓磁力啟動(dòng)器一要對(duì)N+1個(gè)電機(jī)都處于在控制范圍之內(nèi)；二要可以任選N個(gè)回路進(jìn)行控制；三要可以讓任一回路退出工作。這樣才可以實(shí)現(xiàn)大型帶式輸送機(jī)可靠運(yùn)行，又可以在負(fù)載減少時(shí)節(jié)能運(yùn)行。

2.2 對(duì)回路數(shù)的要求

當(dāng)一部10（6）k V供電大型帶式輸送機(jī)配有N+1個(gè)傳動(dòng)部時(shí)，為提高其運(yùn)行可靠性，對(duì)N+1個(gè)電動(dòng)機(jī)的控制所使用的多回路高壓磁力啟動(dòng)器需要N+1+1個(gè)電氣控制回路，為大型帶式輸送機(jī)提供至少1個(gè)備用控制回路。當(dāng)其中任一控制回路發(fā)生故障后，可以使用備用回路繼續(xù)驅(qū)動(dòng)故障回路的電動(dòng)機(jī)，為運(yùn)輸系統(tǒng)提供可靠的電氣控制，保障輸送機(jī)的可靠運(yùn)行。

2.3 與非電力軟啟動(dòng)裝置配合工作的控制要求

10（6）k V供電的大型帶式輸送機(jī)目前多使用可控傳動(dòng)系統(tǒng)或閥控調(diào)速型液力耦合器，對(duì)于這種非電力軟啟動(dòng)裝置的配合工作應(yīng)擁有兩個(gè)控制核心，正常工作時(shí)以非電力軟啟動(dòng)裝置的電控裝置為控制核心，應(yīng)急工作時(shí)以磁力啟動(dòng)器為控制核心。這就要求多回路高壓磁力啟動(dòng)器能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能：

（1）對(duì)單電機(jī)啟動(dòng)、停止和運(yùn)行的控制；

（2）實(shí)現(xiàn)單電機(jī)的方向辨識(shí)；

（3）實(shí)現(xiàn)多電機(jī)的空載分時(shí)啟動(dòng)；

（4）具有集中控制功能、被閉鎖功能；

（5）接收輸送機(jī)綜合保護(hù)器的信號(hào)功能；

（6）提供每臺(tái)電機(jī)有功功率數(shù)值的功能；

（7）其他標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范規(guī)定的各種功能及保護(hù)。

多回路高壓磁力啟動(dòng)器實(shí)現(xiàn)以上功能后，才能最終實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的軟啟動(dòng)和多電動(dòng)機(jī)的功率平衡，完成帶式輸送機(jī)的綜合保護(hù)和規(guī)范規(guī)定的任務(wù)。

3 多回路磁力啟動(dòng)器設(shè)計(jì)特點(diǎn)及主要技術(shù)參數(shù)

3.1 多回路磁力啟動(dòng)器的主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)

（1）電氣元件均采用國(guó)內(nèi)外知名品牌的大功率和高可靠性元件，可控電機(jī)總功率達(dá)到8600 k W，單回路可控電機(jī)功率達(dá)到5200 k W，并配有中央控制單元，全面提升控制能力，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓大功率帶式輸送機(jī)的有效控制。

（2）采用多回路組合的方式，結(jié)構(gòu)緊湊且簡(jiǎn)化電纜連接，減少電氣開(kāi)關(guān)設(shè)備的占地面積，具有4個(gè)回路，為3驅(qū)帶式輸送機(jī)提供1個(gè)額外的備用回路，適用于高電壓多機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶式輸送機(jī)的啟動(dòng)、停止及保護(hù)控制。

（3）配有中央控制單元，具有單回路獨(dú)動(dòng)和多回路聯(lián)動(dòng)這兩種工作方式，用戶(hù)可根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)不同回路的組合控制，實(shí)現(xiàn)空載分時(shí)啟動(dòng)，而且無(wú)需外部級(jí)聯(lián)控制，方便用戶(hù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活使用。

（4）每個(gè)回路都配有三相有功功率變送器，能夠?qū)⒚總€(gè)回路電動(dòng)機(jī)的有功功率信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)，與非電力軟啟動(dòng)裝置配合使用，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)及功率平衡。

（5）具有短路、過(guò)載、斷相、零序電流型漏電保護(hù)等保護(hù)功能，還具有絕緣監(jiān)視保護(hù)和電機(jī)溫度保護(hù)等保護(hù)功能，為電動(dòng)機(jī)提供全面和可靠的保護(hù)。

（6）配有彩色中文液晶顯示器，可以實(shí)時(shí)顯示電動(dòng)機(jī)的工作參數(shù)、工作狀態(tài)、故障狀態(tài)和故障參數(shù)，能夠?qū)v時(shí)故障進(jìn)行記錄和查詢(xún)，提高了判斷故障和排除故障的效率。

（7）每個(gè)回路都具有經(jīng)過(guò)本安處理的被閉鎖功能，能夠接收輸送機(jī)綜合保護(hù)器的閉鎖信號(hào)，及時(shí)停止帶式輸送機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，完成帶式輸送機(jī)的保護(hù)。

（8）具有通訊功能，可以對(duì)外傳輸工作狀態(tài)、工作參數(shù)、故障狀態(tài)及故障參數(shù)。

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

4.1 被控帶式輸送機(jī)的技術(shù)參數(shù)

目前，同煤國(guó)電同忻煤礦有限公司已有2臺(tái)多回路高壓磁力啟動(dòng)器正在應(yīng)用，分別控制2部帶式輸送機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 帶式輸送機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

4.2 電氣控制情況

選用QJGZ1-630／10-4礦用隔爆兼本質(zhì)安全型多回路高壓真空磁力啟動(dòng)器1臺(tái)，4個(gè)回路由采區(qū)變電所經(jīng)高爆分開(kāi)關(guān)提供10 k V電源，多回路高壓磁力啟動(dòng)器其中任意3個(gè)回路分別控制3臺(tái)電動(dòng)機(jī)，與3套可控傳動(dòng)系統(tǒng) （以下簡(jiǎn)稱(chēng)CST）共同驅(qū)動(dòng)本部帶式輸送機(jī)。多回路高壓真空磁力啟動(dòng)器中央控制單元接收來(lái)自CST電控箱的啟動(dòng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的分時(shí)空載啟動(dòng)。當(dāng)啟動(dòng)結(jié)束后，啟動(dòng)器將啟動(dòng)反饋信號(hào)發(fā)送至可控傳動(dòng)裝置電控箱，由CST實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的軟啟動(dòng)。多回路高壓真空磁力啟動(dòng)器采集每臺(tái)電機(jī)的有功功率信號(hào)并發(fā)送至CST電控箱，并對(duì)多臺(tái)電機(jī)的功率進(jìn)行比較，通過(guò)CST實(shí)現(xiàn)多臺(tái)電機(jī)的功率平衡。帶式輸送機(jī)的電氣控制系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 電氣控制系統(tǒng)圖

帶式輸送機(jī)綜合保護(hù)器 （或集控臺(tái)）的保護(hù)信號(hào)送至多回路高壓磁力啟動(dòng)器的被閉鎖回路，當(dāng)帶式輸送機(jī)被保護(hù)時(shí)，啟動(dòng)器被輸送機(jī)綜合保護(hù)器閉鎖，實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的保護(hù)功能執(zhí)行，保障帶式輸送機(jī)的安全運(yùn)行。

多回路高壓磁力啟動(dòng)器每個(gè)回路都具有電壓、電流、啟動(dòng)反饋、漏電保護(hù)以及絕緣監(jiān)視等保護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)及本臺(tái)磁力啟動(dòng)器的保護(hù)，保障各電動(dòng)機(jī)及磁力啟動(dòng)器的安全運(yùn)行。

應(yīng)急工作時(shí)，多回路高壓磁力啟動(dòng)器按照用戶(hù)設(shè)定好的程序?qū)崿F(xiàn)各回路的順序延時(shí)啟動(dòng)，同時(shí)停止，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急工作。

4.3 調(diào)試與投運(yùn)情況

2014年10月，使用多回路高壓磁力啟動(dòng)器對(duì)帶式輸送機(jī)2臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，分別進(jìn)行了空載和滿(mǎn)載的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的電流分別為17 A和28 A，有功功率分別為160 k W和350 k W。投入運(yùn)行以來(lái)，日均運(yùn)量為3萬(wàn)t，最高日運(yùn)量為5萬(wàn)t，帶式輸送機(jī)應(yīng)對(duì)了各種特殊工況，整體運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，傳動(dòng)配置、電氣控制、多回路高壓電磁力啟動(dòng)器與CST的配合運(yùn)行方式技術(shù)方案合理有效，取得了良好效果。

5 結(jié)論

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)際使用，證明了多回路高壓磁力啟動(dòng)器能夠與非電力軟啟動(dòng)裝置配合使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)多機(jī)驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)電動(dòng)機(jī)的空載分時(shí)啟動(dòng)、帶式輸送機(jī)的軟啟動(dòng)和功率平衡，有效執(zhí)行了帶式輸送機(jī)綜合保護(hù)動(dòng)作，對(duì)電動(dòng)機(jī)和多回路高壓磁力啟動(dòng)器的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)了各種保護(hù)。相比較傳統(tǒng)的單回路磁力啟動(dòng)器的控制方法，多回路高壓磁力啟動(dòng)器還有1個(gè)備用回路，具有級(jí)聯(lián)控制、節(jié)省占地空間、減少設(shè)備數(shù)量、減少連接電纜以及運(yùn)輸穩(wěn)定可靠等較多優(yōu)點(diǎn)，是解決高壓供電、配有非電力軟啟動(dòng)器實(shí)現(xiàn)大型帶式輸送機(jī)集中控制的最佳解決途徑。

［1］郭建軍，郭建廷 .帶式輸送機(jī)多機(jī)拖動(dòng)功率平衡問(wèn)題的探討 ［J］.煤炭科學(xué)技術(shù)，2008（1）

［2］王光炳 .帶式輸送機(jī)可控軟起動(dòng)裝置的研究 ［J］.煤炭學(xué)報(bào)，2003（3）

［3］楊建康，郭建廷.3.3 k V供電的刮板輸送機(jī)軟起動(dòng)技術(shù)現(xiàn)狀分析 ［J］.中國(guó)煤炭，2011（7）

［4］張艷紅.CST傳動(dòng)在帶式輸送機(jī)的應(yīng)用 ［J］.陜西煤炭，2011 （5）

［5］李太連 .對(duì)煤礦安全高效綜采成套裝備研發(fā)的思考［J］.中國(guó)煤炭，2007（6）

［6］祝賀.QJGR-400／10高壓軟啟動(dòng)器在帶式輸送機(jī)上的應(yīng)用 ［J］.中國(guó)煤炭，2014 （12）

Development and application of 10（6）kV multiloop high voltage magnetic starter

Wang Dongbo1，Hou Wengui2，Ma Long3
（1.Guodian Tongxin Coal Mine Co.，Ltd.，Datong Coal Mine Group，Datong，Shanxi 037001，China；2.Yungang Coal Mine，Datong Coal Mine Group，Datong，Shanxi 037000，China；3.Taiyuan Huite Science ＆Technology Co.，Ltd.，Yuci，Shanxi 030600，China）

The requirements of high voltage power supply multi-motor driving belt conveyor of a ten-million-ton grade large-scale mine on electrical control technology were elaborated，the design features and main technical parameters of multiloop magnetic starter were researched，and the debugging and application situations in Guodian Tongxin Coal Mine of Datong Coal Mine Group were introduced，which provided an economic and reliable technical way to the control of large-scale belt conveyer equipped non-electrical soft starting device under the high voltage power supply.

multiloop，high voltage power supply，magnetic starter，electrical control

TD611

A

王冬波 （1971-），男，山西大同人，在職研究生學(xué)歷，現(xiàn)任同煤國(guó)電同忻煤礦有限公司副總工程師，主要從事機(jī)電技術(shù)管理工作。

（責(zé)任編輯 路 強(qiáng)）