隔爆兼本質(zhì)安全型軟啟動(dòng)器技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用

李東平

（河南平煤神馬禹州安泰煤業(yè)有限公司新易煤業(yè)，河南 平頂山 467013）

隔爆兼本質(zhì)安全型軟啟動(dòng)器技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用

李東平

（河南平煤神馬禹州安泰煤業(yè)有限公司新易煤業(yè)，河南 平頂山 467013）

隔爆兼本質(zhì)安全型軟啟動(dòng)器，適用于具有爆炸危險(xiǎn)的煤礦井下，在交流50Hz、額定電壓1140V、660V，額定電流400A的線路中，集軟啟動(dòng)和磁力直接啟動(dòng)、軟起監(jiān)控和電機(jī)保護(hù)為一體，對(duì)異步電動(dòng)機(jī)輕重負(fù)荷軟啟動(dòng)，以及各種情況下的磁力直接啟動(dòng)。具有啟動(dòng)電流小、啟動(dòng)速度平穩(wěn)可靠、對(duì)電網(wǎng)沖擊小等優(yōu)點(diǎn)，延長(zhǎng)了運(yùn)輸機(jī)械的使用壽命。

隔爆兼本質(zhì)安全型；軟啟動(dòng)器；應(yīng)用

在煤礦運(yùn)輸中，鋼絲繩芯膠帶運(yùn)輸機(jī)是一種輸送距離長(zhǎng)、速度快、運(yùn)量大的連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備。因膠帶具有抗拉強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)而廣泛使用于礦山，該某礦戊組運(yùn)輸出煤系統(tǒng)承擔(dān)著戊組系統(tǒng)原煤運(yùn)輸?shù)闹厝危诘V井生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用。

通過(guò)對(duì)戊組運(yùn)輸系統(tǒng)優(yōu)化改造，提高系統(tǒng)的運(yùn)輸能力，減少設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，同時(shí)提高運(yùn)輸安全程度。解決了我礦戊組運(yùn)輸系統(tǒng)不能滿足運(yùn)輸能力的問(wèn)題，并且確保運(yùn)輸系統(tǒng)的安全可靠性。

某礦機(jī)電運(yùn)輸機(jī)目前多使用的是電器直接啟動(dòng)的方式，這種啟動(dòng)方式具有啟動(dòng)電流大，沖擊電網(wǎng)危害性大，機(jī)械沖擊力大等弊端，2013年某礦采用上海久輝公司的QJR-400（315）/1140 (660)礦用隔爆兼本質(zhì)安全型軟啟動(dòng)器首先在某礦的戊組運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，改造試運(yùn)行時(shí)期效果明顯，同時(shí)對(duì)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題結(jié)合實(shí)際情況采取相應(yīng)對(duì)策。軟啟動(dòng)器是一種集電機(jī)軟啟動(dòng)、軟停車(chē)、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置，國(guó)外稱為Soft Starter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路。運(yùn)用不同的方法，控制三相反并聯(lián)閘管的導(dǎo)通角，使被控電機(jī)的輸入電壓按不同的要求而變化，就可實(shí)現(xiàn)不同的功能。電動(dòng)機(jī)屬感性負(fù)載，電流滯后電壓。

軟啟動(dòng)器和變頻器是兩種完全不同用途的產(chǎn)品。變頻器用于需要調(diào)速的地方，其輸出不但改變電壓而且同時(shí)改變頻率；軟啟動(dòng)器實(shí)際上是個(gè)調(diào)壓器，用于電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，輸出只改變電壓并沒(méi)有改變頻率。變頻器具備所有軟啟動(dòng)器功能，但它的價(jià)格比軟啟動(dòng)器貴得多，結(jié)構(gòu)也復(fù)雜得多。軟啟動(dòng)器只是改變電源電壓，相當(dāng)于降壓?jiǎn)?dòng)器。變頻器要比軟啟動(dòng)器復(fù)雜得多，價(jià)格也貴得多,而且變頻系統(tǒng)對(duì)職工技術(shù)水平要求高，檢修維護(hù)水平達(dá)不到要求，綜合各方面因素戊組系統(tǒng)技術(shù)改造選擇軟啟動(dòng)器。

1 研究報(bào)告

1.1 戊組概況

戊組系統(tǒng)是我礦戊組煤主運(yùn)輸系統(tǒng)，原采用陳舊的膠帶運(yùn)輸模式，膠帶運(yùn)輸能力為350t/h，采用四部普通1 000mm膠帶運(yùn)輸機(jī)、一部K4給煤機(jī)和一部高強(qiáng)皮帶組成。為保證安全生產(chǎn)，曾進(jìn)行了幾次小型的技術(shù)改造或擴(kuò)建，運(yùn)輸能力有所提高，但是仍改變不了陳舊的運(yùn)輸模式。為此，對(duì)戊組膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)改造，改造要求：四部皮帶機(jī)前后搭接組成一套運(yùn)輸系統(tǒng)，采用軟啟動(dòng)方式有效利用先進(jìn)設(shè)備，從而縮短工期，提高效率，并且確保技術(shù)改造后運(yùn)輸系統(tǒng)安全可靠性增大。降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少檢修時(shí)間，提高原煤的輸送效率，節(jié)約材料減少生產(chǎn)成本。

1.2 軟啟動(dòng)器選型設(shè)計(jì)

在軟啟動(dòng)器設(shè)計(jì)上，根據(jù)戊組系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)輸能力和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際等因素，采用QJR-400（315）/1140(660)礦用隔爆兼本質(zhì)安全型軟啟動(dòng)器（以下簡(jiǎn)稱啟動(dòng)器），適用于含有甲烷混合氣體、具有爆炸危險(xiǎn)的煤礦井下，在交流50Hz、額定電壓1 140V、660 V，額定電流至400A的線路中，集軟啟動(dòng)和磁力直接啟動(dòng)、軟啟監(jiān)控和電機(jī)保護(hù)為一體，對(duì)異步電動(dòng)機(jī)輕重負(fù)荷軟啟動(dòng)，以及各種情況下的磁力直接啟動(dòng)。

2 項(xiàng)目實(shí)踐

2.1 QJR-400（315）/1140(660)礦用隔爆兼本質(zhì)安全型軟啟動(dòng)器特點(diǎn)

QJR-400（315）/1140(660)礦用隔爆兼本質(zhì)安全型軟啟動(dòng)器執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為MT943-2005和企標(biāo)。軟啟動(dòng)時(shí)具有啟動(dòng)電流小、啟動(dòng)速度平穩(wěn)可靠、對(duì)電網(wǎng)沖擊小等優(yōu)點(diǎn)，且啟動(dòng)曲線可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況調(diào)整，從而減少啟動(dòng)時(shí)運(yùn)輸機(jī)的沖擊力，降低對(duì)運(yùn)輸機(jī)械的損害，延長(zhǎng)了運(yùn)輸機(jī)械的使用壽命。直接啟動(dòng)時(shí)，它具有磁力啟動(dòng)器的全部功能，即真空接觸器能啟動(dòng)和分?jǐn)喔鞣N情況下的電機(jī)負(fù)荷，隔離開(kāi)關(guān)具有換向和分?jǐn)嚯姍C(jī)負(fù)荷的能力，保護(hù)控制器具有短路、過(guò)載、斷相、漏電閉鎖的電機(jī)綜合保護(hù)功能。

本裝置適用于煤礦井下膠帶運(yùn)輸機(jī)大中型驅(qū)動(dòng)設(shè)備軟啟動(dòng)/直接啟動(dòng)，廣泛用于老產(chǎn)品的軟啟動(dòng)/直接啟動(dòng)的改造和新產(chǎn)品的軟啟動(dòng)/直接啟動(dòng)設(shè)計(jì)。

2.2 型號(hào)組成及其代表意義

2.3 技術(shù)特性

額定電壓：660V、1 140V；額定電流：400A、315A；電流系數(shù)K（最大允許啟動(dòng)電流倍數(shù)）：8倍以下可調(diào)；啟動(dòng)時(shí)間：可調(diào)（最大60S）；啟動(dòng)沖擊次數(shù)：0～20次；防爆型式：隔爆兼本質(zhì)安全型“Exd[ib]Ⅰ”；工作制：反復(fù)短時(shí)或長(zhǎng)期；冷卻方式：自然冷卻；符合煤炭企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT/T 943-2005《礦用低壓交流軟啟動(dòng)器》。

2.4 工作特性

QJR-400（315）/1140（660）Z型交流軟啟動(dòng)器是以反并聯(lián)的三組大功率晶閘管作為軟開(kāi)關(guān)，其核心部件是采用軟啟動(dòng)及保護(hù)控制器。它由電流反饋?zhàn)鳛殚]環(huán)組成調(diào)節(jié)系統(tǒng)來(lái)控制大功率晶閘管元件，在電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程中，控制器可按用戶要求預(yù)設(shè)的曲線對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制，并保證啟動(dòng)加速度控制在0.1m/ s2≤a≤0.3m/s2范圍內(nèi)，使其平滑可靠地完成啟動(dòng)過(guò)程。當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程完成后，由軟啟動(dòng)及保護(hù)控制器控制交流接觸器吸合，短接所有的晶閘管，使電動(dòng)機(jī)直接投入電網(wǎng)全壓運(yùn)行。

軟起動(dòng)及保護(hù)控制器還兼有電機(jī)綜合保護(hù)功能，它和隔離換相開(kāi)關(guān)、真空接觸器組成磁力啟動(dòng)器功能。當(dāng)軟啟動(dòng)故障時(shí)，將旋鈕“直起/軟起”置于“直起”位置，它就具有完備磁力啟動(dòng)器功能，對(duì)電機(jī)具有短路、過(guò)載、電壓斷相、電流斷相、漏電閉鎖保護(hù)功能。

軟啟動(dòng)及保護(hù)控制器同時(shí)能提供12V/23mA的本安電源，能夠進(jìn)行遠(yuǎn)控和多機(jī)通訊。QJR-400（315）/1140（660）型軟啟動(dòng)器，正常工作為交流軟啟動(dòng)器完成啟動(dòng)功能，磁力啟動(dòng)器完成分?jǐn)喙δ堋?/p>

本啟動(dòng)器可以用于多臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的場(chǎng)合，從機(jī)始終跟隨主機(jī)的指令工作。

3 應(yīng)用軟啟動(dòng)器帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

3.1 經(jīng)濟(jì)效益分析

（1）采用新的技術(shù)按預(yù)定技術(shù)改造方案組織措施完成，比傳統(tǒng)的施工方案工期減少240小時(shí)，節(jié)約工時(shí)費(fèi)用17萬(wàn)元，多出原煤9.6萬(wàn)t。

（2）機(jī)電事故率由原來(lái)的3%降低到現(xiàn)在的0.3%左右，材料費(fèi)用由原來(lái)的月平均17 000元降低到現(xiàn)在的2 000元。

采用QJR-400（315）/1140（660）型軟啟動(dòng)器控制帶式輸送機(jī)維修量小，使用壽命長(zhǎng)，每年可節(jié)約維修費(fèi)用約2.5萬(wàn)元。由兩部大功率帶式輸送機(jī)帶取代了原四部小功率帶式輸送機(jī)，省去兩部部機(jī)頭設(shè)備固定安裝，減少5臺(tái)減速機(jī)，4個(gè)傳動(dòng)滾筒，5臺(tái)電機(jī)，多臺(tái)饋電開(kāi)關(guān)等，節(jié)約設(shè)配成本約20萬(wàn)元。因減少檢修時(shí)間為礦挽回經(jīng)濟(jì)損失93 800元。按原煤?jiǎn)挝怀杀?00元/t，原煤綜合售價(jià)470元/t（原煤綜合售價(jià)-原煤?jiǎn)挝怀杀荆劣绊懗雒簢崝?shù)即（470-300）×1 340=93 800元。

3.2 社會(huì)效益分析

此次技術(shù)改造方案施工進(jìn)度快，大大減輕了職工施工強(qiáng)度，簡(jiǎn)化了設(shè)配流程，減少搭接損耗，職工作業(yè)環(huán)境膠帶輸送機(jī)的維護(hù)量減少了，使用壽命延長(zhǎng)，為礦節(jié)約了檢修時(shí)間和材料的投入，減少了生產(chǎn)成本，改善了戊組主膠帶運(yùn)輸出煤系統(tǒng)，提高原煤輸送效率，提高了個(gè)人的人身安全的可靠性，提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，其推廣價(jià)值和社會(huì)效益顯著。

4 結(jié)束語(yǔ)

隔爆兼本質(zhì)安全型軟啟動(dòng)器技術(shù)的應(yīng)用具有節(jié)能、啟動(dòng)平穩(wěn)運(yùn)行可靠、使用壽命長(zhǎng)等特性，既有良好的經(jīng)濟(jì)效益又有良好的社會(huì)效益。

TM573

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1003-5168(2014)03-0035-02