高壓液態軟起動裝置在煤礦設備中的應用

摘 要：目前隨著礦井的逐步擴大，煤礦用高壓電氣設備的容量也隨之增大，高壓設備在啟動時強大的啟動電流會對電網的穩定造成很大的沖擊，甚至會導致電網的癱瘓，因此實現高壓設備的軟性啟動，降低啟動電流對電網的沖擊，保證電網的供電安全，是亟需解決的問題。

關鍵詞：高壓；電網；軟性啟動

1 概述

高壓設備的啟動一般均采用配套的高壓電抗器作為啟動設備降低啟動電流，但近年來隨著創新技術和新興材料及PLC技術的發展，有了很多新的軟起產品在市場使用，比如高壓液態軟起動裝置，利用這些新技術、新裝備可以更好的解決高壓設備的軟啟動問題。

目前國內外使用的多種高壓軟啟動設備大體分為三種：高壓電抗器、固態軟起動裝置及液態軟啟動裝置。高壓電抗器維護工作量大，固態軟啟動裝置價格昂貴且是進口產品而液態軟啟動裝置免維護，價格位于兩者之間。

2 煤礦井下設備簡介

目前煤礦高壓電氣設備主要包括：主運系統、主排水泵房排水泵、主通風機、空氣壓縮機等，都是礦井至關重要的設備。下面以XX煤礦中央泵房為例進行說明。

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設備，很多設備使用年限較長，技術落后面臨改造，特別是電抗器出現故障時維護工作量特別大。2012年該礦井新建中央泵房一個，安裝有5臺MD型臥式水泵，電機功率為1250kw，額定電流為142A，額定電壓6kv，該礦井經調研采用了液態軟啟動裝置作為電機的配套軟起裝置，經現場使用效果良好，不僅實現了設備的軟起性能，而且節電效果也非常明顯。

3 使用效果

從該煤礦記錄數據來看，應用該設備后高壓電機的啟動電流440A是額定電流的3.09倍，起動時間20S，起動溫升5℃。

在水泵停機時，同時使用了軟停車功能，性能良好。

采用高壓液態軟起動裝置后的技術指標總結幾點如下：

3.1 高壓液態軟起動裝置起動非常平穩、可預測、可調整、無噪音，大大改觀了井下作業環境。

3.2 高壓液態軟起動裝置起動電流小，起動電流在2.0-3.5Ie之間，電網壓降小。

3.3 高壓液態軟起動裝置起動時起動曲線平滑，屬于無級切除，起動結束時無二次沖擊。

3.4 高壓液態軟起動裝置能實現軟起軟停，能很好的避免“水錘”效應，能對水泵、管道等設施起到很好的保護作用。

3.5 高壓液態軟起動裝置基本屬于免維護，維護量小，且每年僅需要測試一次電阻值，定期加液即可，運行成本極低。

4 液態軟啟動裝置工作原理

根據電機拖動理論，在電動機定子回路串入一特制液體電阻，該電阻在電機起動初始時刻自動投入，阻值在預定起動時間內均勻無級減小，并在阻值幾近為零時刻切除，從而使主機電流及電機轉速無級勻滑變化，實現電機轉速均勻上升、平穩起動，產品從開發到市場應用已接近20年的時間，產品應用技術非常成熟安全可靠。

5 經濟效益分析

5.1 采用高壓液態軟起動裝置做起動設備后，能減少起動電流47%，起動電流小，起動平穩，設備運行穩定，減少對真空啟動開關沖擊，也減少對水泵的機械設備沖擊和磨損，提高電網供電質量，為生產的穩產、高產提供了良好的條件。

5.2 水泵電機起動頻繁，大沖擊電流對電機和電纜的破壞相當嚴重，也對啟動設備沖擊很大。采用高壓液態軟起動裝置做軟起設備后，可以隨時開停機，避免了電機空載運行的問題，降低了電耗。

5.3 采用高壓液態軟起動裝置起動過程中，降低了啟動電流，由原來的啟動電流3-4倍Ie降低到2-3.5倍Ie，進而降低了電耗。

5.4 采用高壓液態軟起動裝置后，可減少電機、電纜燒損及真空滅弧室損壞，大大減少了維修的費用。

5.5 采用高壓液態軟起動裝置后，可以減少水泵電機的燒損事故，減少了機械、電氣設備事故的發生，對電氣設備安全運行有明顯作用。確保了水泵的正常生產，為礦井的生產提供了可靠的保證。

通過上述幾項經濟效益的綜合分析，可以得出，高壓液態軟起動裝置是一種實用的節電技術，節能降耗效果明顯，具有很好的經濟效益，且該產品所用原輔材料為鋼材及配套機電產品，原材料易采購，并且從使用效果來看該產品無“三廢”污染，對自然資源和生態平衡不產生任何影響，具有可觀的社會效益。

6 結束語

綜上分析，本產品的應用，可大大改善供電質量，降低變壓器損耗，減少有色金屬的消耗從而節約資源；改進拖動機組的使用工況、減少維護費用，實現節能降耗保證開車成功率。因而本產品的應用對同行業或相關產業技術進步、節能降耗具有巨大的促進與帶動作用。

作者簡介：李仁勇，男，大學本科，高級工程師，新汶礦業集團萬祥礦業公司潘西煤礦。

王端偉（1981，8-），男，大學本科，助理工程師，籍貫：山東濟寧，工作單位：新汶礦業集團萊蕪市萬祥礦業公司潘西煤礦機電運輸部。

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