礦井主排水泵電控盤改造

摘 要：本文分析介紹了對礦井主排水電控盤進行技術改造，以及新式水電阻啟動盤的工作原理、先進特點，電控系統和實踐情況。顯示出了該系統的先進性，實用性，經濟性。

關鍵詞：礦井排水 電控盤 水電阻啟動

中圖分類號：U2文獻標識碼：A文章編號：1674-098X(2011)04(c)-0121-01

1 主排水泵電控盤改造的原因及背景：

同煤集團四老溝礦南羊路水泵房共有三臺水泵（型號：200D—65×8）擔負著整個礦井的主要井下排水任務，每天向地面排水量為4300t，系1992年8月安裝使用，該水泵配用的電控盤型號為QZ0—6S，主開關為油開關，電阻為金屬電阻，啟動時間短，電流大，屬淘汰產品，配件購買困難，故障頻發，已嚴重影響到礦井主排水的安全，故對其進行電控運行軟啟動改造。

2 GSDQ水電阻起動裝置結構特征與工作原理：

2.1 結構特征

水電阻起動柜由水電阻箱、定極板、動極板、電阻液、傳動結構、動極板伺服電機、短接開關、電氣控制器件及柜體等組成（見圖1）。

水電阻由水箱、定極板、動極板、電阻液組成。影響電阻值變化的三大因素是：①水電阻電解質濃度②水電阻液溫度③水電阻定、動極板間的距離。

水電阻電解質濃度，在首次調配以后，濃度基本保持不變；溫度對電阻值的影響，靈敏度主要在低溫段，負溫度特性，且變化范圍不大；因此，水電阻阻值的變化，主要靠改變定、動極板間距來完成，并且跟極板間距成正比。

2.2 工作原理

高壓開關柜、水電阻啟動柜、主電動機順序電連接。二次控制聯鎖、連接，操作控制在高壓開關柜上完成。

高壓開關柜合閘后，水電阻起動器接受到其輔助常開接點閉合的信號（稱起動指令），經邏輯判斷后，起動器接程序運行。這時，伺服電動機帶動傳動機構向下移動，動極板也一起向下移動，與定極板的距離逐漸減小，主電動機逐漸加速，當動極板運動到最下端時，短接真空開關工作，使主電動機全壓運行。整個過程由PCL控制，精確度、故障率低，調整方便。

工作原理圖見圖2。

3 技術性能及特點：

3.1 主要性能：

①工作電壓等級：6kV；②介電強度：1min工頻耐壓18kV；③起動電流倍數（起動電流/額定電流）：2.5～4；④起動時間：10～120s范圍內可調整；⑤水電阻液正常工作溫度：0℃～70℃；⑥跳閘保護措施：a）超流；b）欠壓；c）起動超時；d）電阻液溫度超85℃。

3.2 技術特征

①可調性好，能根據設備負載情況現場調配起動電流，達到最佳啟動效果。這是其他規格，定匝數阻抗固定的電抗器等無法比擬的。②可持續性好，水箱熱容量大，能連續起動，不會燒毀，維護簡單。③無諧波污染：不會產生高次諧波，免除對電網的污染。

4 改造內容及創新點：

原水泵電氣控制盤為油開關，固定電抗器，組成的降壓起動控制系統，起動時間短（3s），起動電流大（395A）對電網沖擊大，電網壓降隨之增大，影響同一電網其它電氣設備的正常啟動、運行。經常使變電所掉閘，影響變電所正常供電。

改造后的水電阻電氣盤為真空開關，可變水電阻組成的降壓起動控制系統，起動時間長(20s)起動電流小（237A）對電網沖擊小，主排水泵電機起動平穩。

5 效益分析及應用情況：

5.1 安全效益：

水電阻電控盤的應用使主排水電機正常啟動成功率大大提高，確保了四老溝礦主排水泵的安全運轉，從而保證了整個礦井的安全。

5.2 GSDQ水電阻起動裝置應用情況：

該裝置自2007年10月投入使用至今一直啟動運行平穩；分、合正常，沒有發生過故障，確保了主排水泵的安全運轉。

6 性能指標：

隔離指標：12kV；水箱容積：1500m3

起動時間：20s；起動電流：237A

高壓電源：6kV；PT1：6kV/220V PT2：6kV/110V

7 存在的問題及推廣前景：

7.1 存在的問題：

①電氣控制盤幾何尺寸有點大，不變于運輸與現場安裝。②只是礦用一般型，需進一步升級。

7.2 推廣前景：

GSDQ水電阻起動器是為大功率電動機設計的一種降壓軟起動器。它具有起動電流小，為額定運行電流的2.6～3.5倍（電抗器為5～7倍）；起動平穩對電網沖擊小（電網壓降﹤8%V）；性價比高（價格只有變頻器的1/10～1/20）；起動轉換為運行時無二次沖擊電流，屬軟起動器。

該起動器主要適用于3kV、6kV、10kV額定工作電壓，功率范圍在200kW～20000kW的三相感應式鼠籠型異步、同步電動機的起動。水電阻串接于電動機的定子回路中，作降壓限流元件。廣泛適用于建材、冶金、礦山、石油化工、水利等行業的球磨機、軋鋼機、破碎機、提升機、風機、水泵等電動機的起動。

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