高壓液態(tài)軟起動(dòng)裝置在煤礦設(shè)備中的應(yīng)用

摘 要：目前隨著礦井的逐步擴(kuò)大，煤礦用高壓電氣設(shè)備的容量也隨之增大，高壓設(shè)備在啟動(dòng)時(shí)強(qiáng)大的啟動(dòng)電流會(huì)對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定造成很大的沖擊，甚至?xí)?dǎo)致電網(wǎng)的癱瘓，因此實(shí)現(xiàn)高壓設(shè)備的軟性啟動(dòng)，降低啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊，保證電網(wǎng)的供電安全，是亟需解決的問題。

關(guān)鍵詞：高壓；電網(wǎng)；軟性啟動(dòng)

1 概述

高壓設(shè)備的啟動(dòng)一般均采用配套的高壓電抗器作為啟動(dòng)設(shè)備降低啟動(dòng)電流，但近年來隨著創(chuàng)新技術(shù)和新興材料及PLC技術(shù)的發(fā)展，有了很多新的軟起產(chǎn)品在市場(chǎng)使用，比如高壓液態(tài)軟起動(dòng)裝置，利用這些新技術(shù)、新裝備可以更好的解決高壓設(shè)備的軟啟動(dòng)問題。

目前國(guó)內(nèi)外使用的多種高壓軟啟動(dòng)設(shè)備大體分為三種：高壓電抗器、固態(tài)軟起動(dòng)裝置及液態(tài)軟啟動(dòng)裝置。高壓電抗器維護(hù)工作量大，固態(tài)軟啟動(dòng)裝置價(jià)格昂貴且是進(jìn)口產(chǎn)品而液態(tài)軟啟動(dòng)裝置免維護(hù)，價(jià)格位于兩者之間。

2 煤礦井下設(shè)備簡(jiǎn)介

目前煤礦高壓電氣設(shè)備主要包括：主運(yùn)系統(tǒng)、主排水泵房排水泵、主通風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)等，都是礦井至關(guān)重要的設(shè)備。下面以XX煤礦中央泵房為例進(jìn)行說明。

目前XX煤礦井下中央泵房主排水泵采用電抗器作為軟起動(dòng)設(shè)備，很多設(shè)備使用年限較長(zhǎng)，技術(shù)落后面臨改造，特別是電抗器出現(xiàn)故障時(shí)維護(hù)工作量特別大。2012年該礦井新建中央泵房一個(gè)，安裝有5臺(tái)MD型臥式水泵，電機(jī)功率為1250kw，額定電流為142A，額定電壓6kv，該礦井經(jīng)調(diào)研采用了液態(tài)軟啟動(dòng)裝置作為電機(jī)的配套軟起裝置，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)使用效果良好，不僅實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的軟起性能，而且節(jié)電效果也非常明顯。

3 使用效果

從該煤礦記錄數(shù)據(jù)來看，應(yīng)用該設(shè)備后高壓電機(jī)的啟動(dòng)電流440A是額定電流的3.09倍，起動(dòng)時(shí)間20S，起動(dòng)溫升5℃。

在水泵停機(jī)時(shí)，同時(shí)使用了軟停車功能，性能良好。

采用高壓液態(tài)軟起動(dòng)裝置后的技術(shù)指標(biāo)總結(jié)幾點(diǎn)如下：

3.1 高壓液態(tài)軟起動(dòng)裝置起動(dòng)非常平穩(wěn)、可預(yù)測(cè)、可調(diào)整、無噪音，大大改觀了井下作業(yè)環(huán)境。

3.2 高壓液態(tài)軟起動(dòng)裝置起動(dòng)電流小，起動(dòng)電流在2.0-3.5Ie之間，電網(wǎng)壓降小。

3.3 高壓液態(tài)軟起動(dòng)裝置起動(dòng)時(shí)起動(dòng)曲線平滑，屬于無級(jí)切除，起動(dòng)結(jié)束時(shí)無二次沖擊。

3.4 高壓液態(tài)軟起動(dòng)裝置能實(shí)現(xiàn)軟起軟停，能很好的避免“水錘”效應(yīng)，能對(duì)水泵、管道等設(shè)施起到很好的保護(hù)作用。

3.5 高壓液態(tài)軟起動(dòng)裝置基本屬于免維護(hù)，維護(hù)量小，且每年僅需要測(cè)試一次電阻值，定期加液即可，運(yùn)行成本極低。

4 液態(tài)軟啟動(dòng)裝置工作原理

根據(jù)電機(jī)拖動(dòng)理論，在電動(dòng)機(jī)定子回路串入一特制液體電阻，該電阻在電機(jī)起動(dòng)初始時(shí)刻自動(dòng)投入，阻值在預(yù)定起動(dòng)時(shí)間內(nèi)均勻無級(jí)減小，并在阻值幾近為零時(shí)刻切除，從而使主機(jī)電流及電機(jī)轉(zhuǎn)速無級(jí)勻滑變化，實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速均勻上升、平穩(wěn)起動(dòng)，產(chǎn)品從開發(fā)到市場(chǎng)應(yīng)用已接近20年的時(shí)間，產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)非常成熟安全可靠。

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

5.1 采用高壓液態(tài)軟起動(dòng)裝置做起動(dòng)設(shè)備后，能減少起動(dòng)電流47%，起動(dòng)電流小，起動(dòng)平穩(wěn)，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，減少對(duì)真空啟動(dòng)開關(guān)沖擊，也減少對(duì)水泵的機(jī)械設(shè)備沖擊和磨損，提高電網(wǎng)供電質(zhì)量，為生產(chǎn)的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)提供了良好的條件。

5.2 水泵電機(jī)起動(dòng)頻繁，大沖擊電流對(duì)電機(jī)和電纜的破壞相當(dāng)嚴(yán)重，也對(duì)啟動(dòng)設(shè)備沖擊很大。采用高壓液態(tài)軟起動(dòng)裝置做軟起設(shè)備后，可以隨時(shí)開停機(jī)，避免了電機(jī)空載運(yùn)行的問題，降低了電耗。

5.3 采用高壓液態(tài)軟起動(dòng)裝置起動(dòng)過程中，降低了啟動(dòng)電流，由原來的啟動(dòng)電流3-4倍Ie降低到2-3.5倍Ie，進(jìn)而降低了電耗。

5.4 采用高壓液態(tài)軟起動(dòng)裝置后，可減少電機(jī)、電纜燒損及真空滅弧室損壞，大大減少了維修的費(fèi)用。

5.5 采用高壓液態(tài)軟起動(dòng)裝置后，可以減少水泵電機(jī)的燒損事故，減少了機(jī)械、電氣設(shè)備事故的發(fā)生，對(duì)電氣設(shè)備安全運(yùn)行有明顯作用。確保了水泵的正常生產(chǎn)，為礦井的生產(chǎn)提供了可靠的保證。

通過上述幾項(xiàng)經(jīng)濟(jì)效益的綜合分析，可以得出，高壓液態(tài)軟起動(dòng)裝置是一種實(shí)用的節(jié)電技術(shù)，節(jié)能降耗效果明顯，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益，且該產(chǎn)品所用原輔材料為鋼材及配套機(jī)電產(chǎn)品，原材料易采購(gòu)，并且從使用效果來看該產(chǎn)品無“三廢”污染，對(duì)自然資源和生態(tài)平衡不產(chǎn)生任何影響，具有可觀的社會(huì)效益。

6 結(jié)束語

綜上分析，本產(chǎn)品的應(yīng)用，可大大改善供電質(zhì)量，降低變壓器損耗，減少有色金屬的消耗從而節(jié)約資源；改進(jìn)拖動(dòng)機(jī)組的使用工況、減少維護(hù)費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗保證開車成功率。因而本產(chǎn)品的應(yīng)用對(duì)同行業(yè)或相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步、節(jié)能降耗具有巨大的促進(jìn)與帶動(dòng)作用。

作者簡(jiǎn)介：李仁勇，男，大學(xué)本科，高級(jí)工程師，新汶礦業(yè)集團(tuán)萬祥礦業(yè)公司潘西煤礦。

王端偉（1981，8-），男，大學(xué)本科，助理工程師，籍貫：山東濟(jì)寧，工作單位：新汶礦業(yè)集團(tuán)萊蕪市萬祥礦業(yè)公司潘西煤礦機(jī)電運(yùn)輸部。

武立新（1977，5-），男，山東省泰安市，助理工程師，萊蕪市萬祥礦業(yè)公司潘西礦。