內(nèi)容摘要：本文主要介紹了HIVERT變頻調(diào)速裝置在葛店煤礦主提升機(jī)中的應(yīng)用情況，以及對四象限高壓變頻器改造過程及效果做了進(jìn)一步的論述。
關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速 主提升機(jī)
一、引言
煤礦的大型動力固定設(shè)備：主井提升系統(tǒng)(或主運(yùn)輸皮帶機(jī))、主通風(fēng)機(jī)、壓風(fēng)機(jī)及主排水系統(tǒng)等高壓大功率用電設(shè)備。電機(jī)的節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行應(yīng)從高壓大功率設(shè)備的變頻改造著手進(jìn)行。
改造提升機(jī)的變頻器是在原提升機(jī)電控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，用變頻調(diào)速系統(tǒng)替代原工頻調(diào)速系統(tǒng)，即實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，又進(jìn)一步增加系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。
二、葛店煤礦主井提升系統(tǒng)基本參數(shù)
絞車型號：2JK-3×1.2E 立井提升高度：261.8m
電機(jī)功率：710kW 滾筒直徑：3m
提升速度(最大)：7.67m/s 變頻器型號：HIVERT-YVF06/096
變頻器容量：1000kVA
三、絞車改造的必要性
改造前系統(tǒng)為繞線式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方式，雖然設(shè)備運(yùn)行比較穩(wěn)定。但是由于礦井生產(chǎn)壓力大，運(yùn)行負(fù)荷較重，多年的長時(shí)間大負(fù)荷運(yùn)行，機(jī)械設(shè)備損傷比較嚴(yán)重;電控設(shè)備更新?lián)Q代很快，10年前的設(shè)計(jì)已經(jīng)淘汰，新的技術(shù)、工藝不斷應(yīng)用，設(shè)備安全可靠性、控制性能、節(jié)能效果已經(jīng)有了質(zhì)的飛躍，針對老的高壓交流提升機(jī)設(shè)備也有了完善可靠的變頻調(diào)速改造方案，因此，從設(shè)備的更新?lián)Q代、節(jié)能提效等方面考慮，現(xiàn)有設(shè)備都有改造的必要。
四、改造方案比較
(一)繞線式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速
調(diào)速方式為轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速屬有級調(diào)速，調(diào)速范圍受限，調(diào)速精度低，低速轉(zhuǎn)矩小，轉(zhuǎn)差功率大，啟動電流和換檔電流沖擊大，爬行速度不易控制，尤其是重物下放時(shí)，需要?jiǎng)恿χ苿优c轉(zhuǎn)子串電阻及制動閘配合操作，司機(jī)不易控制，安全性能差。在減速時(shí)和下放重物時(shí)，投入動力制動，不僅消耗外加直流電能，而且還將電動機(jī)上的再生電能消耗在轉(zhuǎn)子串接的電阻上，浪費(fèi)了大量的電能，且運(yùn)行維護(hù)量大，維護(hù)費(fèi)用高，司機(jī)操作難度大，勞動強(qiáng)度大，發(fā)熱嚴(yán)重使工作環(huán)境惡化，夏季使環(huán)境溫度高達(dá)600C以上，導(dǎo)致工作環(huán)境惡劣。
轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速系統(tǒng)也有它的優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過長年的運(yùn)行，尤其是對于維護(hù)人員來說，對系統(tǒng)各環(huán)節(jié)都非常的熟悉，而且故障出現(xiàn)后比較直觀，排查維護(hù)相對比較容易，對于維護(hù)人員的技能素質(zhì)要求相對較低。
(二)高壓變頻器調(diào)速
1.啟動轉(zhuǎn)矩大，爬行區(qū)有勁兒，加減速快速平穩(wěn)，全速運(yùn)行時(shí)速度保持度好。啟動和加減速階段基本不存在機(jī)械沖擊，極大的延長了設(shè)備的使用壽命;
2.閘瓦磨損小，輸入輸出諧波含量極低，對電網(wǎng)無污染，對周邊設(shè)備無干擾，維護(hù)量小;
3.實(shí)現(xiàn)了軟啟動、軟停車，實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，減少了機(jī)械沖擊，使運(yùn)行更加平穩(wěn)可靠;
4.起動及加、減速時(shí)沖擊電流很小，減輕了對電網(wǎng)的沖擊，簡化了操作、降低了工人的勞動強(qiáng)度。
5.運(yùn)行速度曲線成S形，使加減速平滑、無撞擊感。
6.將高壓變頻器應(yīng)用到交流提升系統(tǒng)上之后，再生制動，能量回饋到電網(wǎng)，節(jié)約能量 ，一般在10%～30%左右，網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)0.95以上所以節(jié)能方面大大加強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)性能顯著;
7.安全性方面，高壓變頻器本身采用的也是微型電腦控制結(jié)構(gòu)，其開發(fā)的人機(jī)對話通訊方式，可以隨時(shí)把電機(jī)的運(yùn)行工況數(shù)據(jù)傳給主控PLC，并且發(fā)生故障時(shí)可以將故障的種類和情況直接傳給主PLC，這樣主PLC會及時(shí)對目前的情況進(jìn)行判斷，適時(shí)做出反應(yīng)，并將有關(guān)所有情況反映到上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)上，便于維修人員進(jìn)行分析，提高了電控系統(tǒng)的安全性;
8.高壓變頻系統(tǒng)也有它的不足，系統(tǒng)采用集中控制，模塊化，利用了現(xiàn)代電子、信息、通訊技術(shù)，因此對于現(xiàn)場的維護(hù)人員來說，要求的技能素質(zhì)相對較高。
五、主提升機(jī)變頻調(diào)速裝置在使用中需要注意的問題
如何確保主提升機(jī)變頻調(diào)速裝置安全無故障的運(yùn)行，除設(shè)備本身的質(zhì)量重要外，后期的維護(hù)與保養(yǎng)工作就尤為重要，不但影響設(shè)備是否保持在完好的狀態(tài)下運(yùn)行，同時(shí)對設(shè)備的壽命也起了至關(guān)重要的作用。我公司通過使用HIVERT變頻調(diào)速裝置后，在日常的維護(hù)和保養(yǎng)中應(yīng)用應(yīng)該注意如下的問題：
1.培訓(xùn)專業(yè)的維護(hù)保養(yǎng)工作、管理人員，確保系統(tǒng)無故障運(yùn)行;
2.定期、定量的對各部件有計(jì)劃的進(jìn)行檢查保養(yǎng);
3.有充分的備品備件，以備緊急情況及正常維護(hù)保養(yǎng)之需;
4.與相關(guān)部門專業(yè)技術(shù)人員通過對礦井通風(fēng)實(shí)時(shí)參數(shù)進(jìn)行分析總結(jié)，做好調(diào)速裝置及相關(guān)輔助系統(tǒng)運(yùn)行工況的調(diào)整，以滿足礦井生產(chǎn)需要，實(shí)現(xiàn)不浪費(fèi)、不超負(fù)荷，讓系統(tǒng)在最優(yōu)工況下運(yùn)行;
5.與生產(chǎn)廠家、兄弟單位加強(qiáng)溝通交流，同時(shí)需要通過網(wǎng)絡(luò)獲取該產(chǎn)品或類似產(chǎn)品的最新信息，從而來更好的維護(hù)保養(yǎng)、管理系統(tǒng)。
六、主提升機(jī)投用變頻調(diào)裝置后的經(jīng)濟(jì)性、安全性及節(jié)能性的分析
通過投入使用以來，HIVERT變頻調(diào)速裝置不管是在安全性、經(jīng)濟(jì)及節(jié)能方面都收到了良好的效果。
1.提升能力由原來的90萬噸增加到了135萬噸;
2.采用變頻調(diào)節(jié)后，系統(tǒng)減少了對電網(wǎng)的沖擊，同時(shí)具備軟啟動功能，使電機(jī)啟動電流不超過額定電流，啟動時(shí)間相應(yīng)延長，對電網(wǎng)無沖擊，啟動平穩(wěn)，低速運(yùn)行，低速爬行平穩(wěn)，快速調(diào)速性能好，提升機(jī)的振動、噪音和溫度明顯降低，延長了電的使用壽命，進(jìn)一步提高了提升機(jī)系統(tǒng)的安全性;
3.高壓變頻器采用單元串聯(lián)多電平方式，諧波成分小，功率因數(shù)高。采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行過程控制，安全可靠，維護(hù)量小。
4.節(jié)電效果顯著。在主井絞車電機(jī)功率為710kw，增加310kW的情況下(原來400kW)，節(jié)能在10%以上，年節(jié)約用電量超過10萬度。
七、結(jié)語
綜上所述，應(yīng)用變頻技術(shù)節(jié)約能源，收益的是國家和用戶。HIVERT變頻調(diào)速裝置在我公司礦井的應(yīng)用，提高了設(shè)備安全可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)一步夯實(shí)了安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)，節(jié)能降耗、減少檢修維護(hù)量，經(jīng)濟(jì)性、安全性及節(jié)能性效果明顯，該產(chǎn)品、技術(shù)值得推廣。
（轉(zhuǎn)載）
