李向軍

（山煤集團蒲縣萬家莊煤業(yè)有限公司，山西 臨汾 041204）

煤礦井下刮板輸送機負(fù)載功率很大，直接啟動時產(chǎn)生的電流約為正常工作電流的6～7倍，會引起供電電網(wǎng)的波動，電壓波動反作用于電動機，導(dǎo)致電動機無法正常啟動，降低電動機壽命。因此，針對刮板輸送機直接起動的情況，一般采用軟起動方式進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，可起到降低起動電流的效果。

1 項目概況

山煤集團蒲縣萬家莊煤業(yè)核定生產(chǎn)能力120萬t/a。煤礦井下20102綜采工作面、20104綜采工作面均采用SGZ630/400型刮板輸送機。以往該刮板輸送機進(jìn)行直接重載啟動，啟動過程中沖擊荷載對鏈條及鏈輪均造成較大的應(yīng)力作用，易造成設(shè)備啟動困難，同時對減速器、刮板等設(shè)備造成機械沖擊，危害較大。針對這一情況，萬家莊煤礦決定對SGZ630/400型刮板輸送機應(yīng)用軟啟動方式來解決沖擊危害。技術(shù)人員通過市場調(diào)研、設(shè)備技術(shù)性能對比，確定了QJGR-400/1.14礦用隔爆型高壓交流軟啟動器，同時具有故障智能診斷及處理能力。

2 QJGR-400/1.14礦用隔爆型高壓交流軟啟動器

QJGR-400/1.14礦用隔爆型高壓交流軟啟動器在起動性能上類似于低壓軟起動器，主要是應(yīng)用于交流1.14 kV高壓電機進(jìn)行重負(fù)荷軟起動，同樣具有起動電流平滑可調(diào)、起動速度平穩(wěn)、起動性能可靠、對電網(wǎng)沖擊小等優(yōu)點，在煤礦大功率水泵、風(fēng)機和刮板輸送機等設(shè)備進(jìn)行軟起動和軟停止。

2.1 結(jié)構(gòu)組成

該QJGR-400/1.14高壓軟起動器主要由隔爆箱體、隔離裝置、晶閘管組件、真空接觸器、智能控制模塊、檢測模塊等部件組成；在配置上分為主回路、旁路、采集回路和控制回路。

（1）主回路。由三組晶閘管系統(tǒng)組成，每組由2～3對晶閘管正反并聯(lián)組成。

（2）旁路。主要部件是高壓真空接觸器，輸入和輸出端子分別跨接在三組晶閘管組件的電源端和負(fù)載端。由于整個晶閘管模塊和起動接觸器組合體積較大，在設(shè)計中有時用一個礦用防爆型高壓起動器作為旁路，這樣減小了整機的體積。

（3）信號回路。控制變壓器、電壓互感器、電流互感器，為控制器提供信號。

（4）控制回路。以控制器件為核心部件，以接口板、驅(qū)動板等為外圍部件，構(gòu)成軟起動器的控制系統(tǒng)。

高壓軟起動器電氣控制示意圖如圖1。

圖1 QJGR-400/1.14高壓軟起動器電氣控制圖

2.2 工作原理

電動機啟動過程中，可按預(yù)設(shè)曲線對電機電壓進(jìn)行平滑調(diào)節(jié)，將電機的起動電流準(zhǔn)確地控制在設(shè)定范圍內(nèi)。電動機啟動過程完成后，由高壓接觸器開關(guān)旁路吸合，短接晶閘管模塊，使電動機直接投入電網(wǎng)全壓運行，保護系統(tǒng)由旁路實現(xiàn)。該軟起動器的電路結(jié)構(gòu)如圖2，通過串聯(lián)的晶閘管承受電網(wǎng)的高壓。起動時，通過同時觸發(fā)各相正反串聯(lián)的晶閘管，連續(xù)控制晶閘管的觸發(fā)角，連續(xù)控制電動機的端電壓和起動電流，實現(xiàn)電機軟起動。

圖2 QJGR-400/1.14高壓軟起動器的電路結(jié)構(gòu)框圖

（1）空載特性。當(dāng)電機空載時，軟起動控制電壓幅值在75%～110%額定電壓范圍內(nèi)，軟起動能平穩(wěn)起動電機，當(dāng)電機轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速的90%時，能可靠脫離軟起動狀態(tài)，接觸器合閘將主電源全壓直接送往負(fù)載電機。

（2）負(fù)載特性。當(dāng)電機額定負(fù)載，軟起動器控制電壓為額定電壓時，軟起動器能平穩(wěn)起動電機，當(dāng)電機轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速的90%時，能可靠脫離軟起動狀態(tài)，接觸器合閘將主電源全壓直接送往負(fù)載電機。

（3）突跳起動特性。高壓軟起動控制器在重載起動時，可采用電流突跳起動方式，其突跳電流基值可調(diào)，突跳時間為1～10 s。

（4）軟停車特性。軟停車時，高壓軟起動控制器停車平穩(wěn)，停車時間0～60 s可調(diào)。

3應(yīng)用效果分析

2020年9月10日，對萬家莊煤礦20104綜采工作面SGZ630/400型刮板輸送機上采用QJGR-400/1.14高壓軟起動器進(jìn)行安裝調(diào)試。當(dāng)前SGZ630/400型刮板輸送機已帶載運行半年之久，設(shè)備運輸穩(wěn)定可靠，有效解決了刮板輸送機重載難起動問題，減小動載沖擊，減小起動時對電網(wǎng)的沖擊。工業(yè)性試驗工況見表1。

表1 具體工業(yè)性試驗現(xiàn)場工況

從2020年9月10日至2021年3月9日時間里，該高壓軟啟動器在SGZ630/400型刮板輸送機上的運行狀況測試情況見表2。

表2 高壓軟起動器各種運行狀況測試

綜上所述，QJGR-400/1.14高壓軟起動器在SGZ630/400型刮板輸送機上的整體運行效果理想，高壓軟起動器滿足1.14 kV高壓供電下刮板輸送機的平穩(wěn)啟動，并能實現(xiàn)智能化控制。設(shè)備運行半年之久，無一起安全故障發(fā)生，有效保障了設(shè)備安全運行的可靠性。

4 結(jié)語

QJGR-400/1.14高壓軟起動器集高電壓、大功率變頻起動技術(shù)于一體，有效地解決了萬家莊煤業(yè)井下1.14 kV高壓供電的刮板輸送機起動時造成啟動電流大、降壓大、機械沖擊大等問題。QJGR-400/1.14高壓軟起動器的應(yīng)用，有效提高了機電設(shè)備工作的安全性和可靠性，降低了設(shè)備的使用成本，安全經(jīng)濟效益顯著。