关于煤矿主井提升系统升级改造的研究与应用

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1、关于煤矿主井提升系统升级改造的研究与应用摘要：主井提升机不仅是矿井的关键，还是重大安全设备之一，用来提升矿物，相当于矿井系统设备的咽喉。在生产过程当中，占据的地位非常重要，矿井的正常安全生产和生产效率跟它息息相关，矿用生产是不分白昼的连续作业，即使是短时间的停机维修，也会给生产带来很大损失。所以，设备的安全可靠运行就突出重要。关键词：提升机；生产能力；提高效率中图分类号：TD633文献标识码：A文章编号:1673-1069(2016)20-184-20引言河北尧安矿业有限公司丰达煤矿设计生产能力60万吨/年，主井立井提升，担负

2、全矿井煤炭提升任务，提升高度435m。提升机型号2JK-2.5/20E，配用电机型号YR450-8，额定电压6kV;减速机型号ZZL710,速比20;最大提升速度4.78m/s，装备一对4吨标准箕斗。主立井因实际提升能力不能满足60万t/a，因此对主井提升系统进行改造，改造后满足设计产能力为60万吨/年。1改造说明1.1改造原因在改造之前，原系统为交流异步电动机转子串电阻调速系统，通过切除转子电阻进行调速，此种电控系统存在很多的不足之处：①依靠档位调节速度，调速不连续，运行中机械振动大，制动不安全。②启动及换档时冲击电流大。③

3、调速时大量的电能消耗在电阻上，不但浪费严重，也造成工作环境的恶劣。④系统结构复杂，维修量大。⑤耽误生产。矿井是连续24小时工作，生产量大，任务繁重，由于电控系统落后，即使是短时间的维修，也会给生产带来损失。1.2改造后优越性交流变频技术发展得越来越成熟，变频调速性能的优越性渐渐提升。越来越多的交流矿井提升机开始采用以变频器为核心的调速系统，彻底淘汰了沿袭几十年的交流绞车转子串电阻分级调速的模式，使提升机达到平稳、安全、可靠的运行状态。严重的避免了机械磨损，较大的防止了机械冲击，减少机械部分维修的工作量，使提升机械的使用寿命明显

4、延长。采用变频控制的提升机，基本可以获得与直流电机相同的调速和制动性能。为此，通过详细技术论证与调研，结合本矿具体情况，对主井提升机采用转子变频技术改造。转子变频调速说的是将成熟的低压变频技术应用于高压电机调速，是一项最新科技成果，其不仅融和了当代最先进电力电子技术、交流调速技术还融合了微机控制技术，尤其是其独有的以转子控制定子和以低压控制高压技术，具有其他调速方案不可替代的优越性。转子变频的优点：①可以用低压变频器来控制高压电动机的转速。②所需逆变器的容量较小，通过转差功率回馈至电网（或电动机），做到大大节约电能。③原理结构

5、简单明了，使用的低压IGBT的数量远远少于高压定子侧变频装置的中压IGBT，更不需要配置大容量电抗器，大大降低了故障率。④普通串级调速与之相比，不仅功率因数较高，而且谐波较小。⑤配以制动单元及制动电阻，实现提升机四象限运行。⑥具有闭环矢量控制。①可调斜率的加减速度给定值设定②启动防冲击的“S”化曲线给定。③预置起动力矩，防止起动时容器倒转。④保护功能：有过流、过压、欠压、过速、堵转、绝缘检测等几十种。2改造内容2.1更换提升主电机、减速机原主电机型号：YR450-8参数：功率480kW定子电压6kV定子电流52A转子电压689

6、V转子电流360A转速735rpm新主电机型号：YR500-8参数：功率500kW定子电压6kV定子电流52A转子电压775V转子电流400A转速735rpm原减速机型号：ZZL710速比20新减速机型号：ZZDP710I速比202.2安装变频电控系统一套原提升电控系统为高压串电阻调速系统，改造新增加转子变频调速系统一套，与原电控系统可进行切换使用。改造后正常运行使用转子变频电控系统，遇有变频系统出现故障，可切换至原串电阻系统临时运行，确保不影响煤矿的正常生产。对提升电控的控制系统部分进行改造，增加由PLC控制变频系统正常运行

7、的各类输入输出接口，并实现两套电控系统之间的切换及闭锁功能，让变频调速系统与原调速系统并存，互为备用，随时可以切换，确保提升机电控系统具备可靠性、经济性、精确性、兼容性、高效性等功能特点。改造后保留串电阻电控系统，新增一套转子变频设备，正常使用采用变频设备，变频故障时，可切换到串电阻系统，然后对变频系统进行维护。变频设备具体配置如下：①在操作台增加一套型号为FX2N-32MR的PLC,并配以必须的模块，使设备满足国家要求的双线制标准。对原有控制系统进行升级，重新编写PLC控制程序，完善安全保护系统。②增加一套变频系统配置。切换

8、柜：用于串电阻设备和变频设备直接高压端和电阻端的切换。整流变压器：增加一台主整流变压器，用于给变频器主回路供电使用。自耦变压器：用于变频器输出到电机端的滤波并抬高电压，使之符合电机额定要求。变频器：采用压频比转子变频技术，驱动电机正常使用。2.3安装信号自动装卸载一套改造前与