高压变频器在煤矿瓦斯抽放系统中的应用.pdf

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1、工艺与装备59高压变频器在煤矿瓦斯抽放系统中的应用黄翠柏苏琦(郑州煤炭工业技师学院，新郑451150)摘要：介绍高压变频器的性能特点，现场运行方案以及运行效果，阐述高压变频器在矿井采空区瓦斯抽放系统的应用，成功的解决煤矿回采工作面因瓦斯涌出制约煤矿安全生产的问题，并达到明显的节能效果。关键词：高压变频器煤矿瓦斯抽放调速节能引言从节能角度考虑，有高效调速装置和低效调速装置之分。随着煤矿生产产量的逐步增加和开采水平的不断延高效调速装置的特点是调速时基本保持额定转差，不增伸，矿井煤层、岩层的瓦斯涌出量和采空区中的瓦斯涌出加转差损耗，或可以将转差率回馈至电网。低效调速装

2、置量越来越大，严重制约着矿井的安全生产和发展。当矿井的特点是调速时改变转差，增加转差损耗。下面通过调速采空区大量涌出瓦斯，靠通风难以稀释排除时，可在采空范围、节能效果、故障处理、投资成本、维护保养、可靠性区周围密闭墙上插入钢管；也可以从巷道向采空区打钻等方面对各种交流电机调速方式的调速性能做个详细比孔，抽放瓦斯。采用瓦斯抽放泵抽取采空区涌出的瓦斯，较，如表1所示。能有效控制采煤工作面和回风系统的瓦斯含量，使其不表1超过《煤矿安全规程》规定，保证矿井的安全生产。调速方案转子串电定子调速电磁调速变极调速串级调速变频调速对采空区瓦斯进行抽放时，如果抽放量过大，将使工调

3、速方式改变转子改变输改变励变极对数改变逆改变电网频作面新鲜风流进入采空区，造成采空区自然发火事故；如附加电阻入电压磁电流变角率和电压果抽放量偏小，又不能有效控制工作面风流中的瓦斯浓同速范围％100～50100～8097～2O100，50，0100～4010o～O度不超过《煤矿安全规程》规定。为此，经过考察对比，变节能效果一般一般一般优一般优频器以其卓越的调速性能、显著的节能效果在煤矿瓦斯功率因数优良好良好良好差优抽放方面得到很好的运用。快速性差快快快快快1抽放系统故障处理停车处理可投工频停车处理停车处理停车处理不停车，从采空区底板瓦斯巷道安装直径1000mm的瓦

4、斯抽投工频放管道至地面采空区抽放泵房，抽放泵采用SKA一720型初期投资较省省省最省较贵较贵水环式真空泵2台，一备一用，抽放系统如图1所示。实维护保养易易较易最易较难易践证明，利用HARSVERT—A系列高压变频器对SKA一720可靠性可靠可靠一般可靠较差最可靠型水环式瓦斯抽放真空泵进行调速控制，能够使瓦斯抽对电网干扰无大无无较大稍有或无放达到最佳效果，既保证了采空区瓦斯抽放的需要，又达调速性能好不好一般好较好最好到了节能降耗的目的。通过比较，高压变频调速具有节能效果明显，调速范围宽，维护保养简单的优点，且可靠性明显高于其他调速装置，是目前国内外高压异步电机调速

5、的首选方案，虽然前期投资比起其他的调速装置大，但是从长远角度考虑，投资回报率非常高。(2)变频器结构特点。HARSVERT—A系列高压变频器图1瓦斯抽放系统由移相变压器、功率单元模块和控制器组成。内部十五个瓦斯抽放泵选用的SKA一720型水环式真空泵，其最相同的功率单元模块每五个模块为一组构成一相，分别大抽速为635m3／min，额定转速为340r／min，极限真空度为对应高压回路的三相。其系统结构图如图2所示。160MPa。配用电动机型号为YB63052～4，额定功率900kW，移相变压器的副边绕组分为3组，构成30脉冲多级额定电压6kV，额定电流104．2A

6、，额定转速1483r／min，功移相叠加的整流方式，这种整流方式可以大大改善网侧率因数为0．87。的电流波形，使其负载下的网侧功率因数接近1。2调速方案功率单元是一种单相桥式变换器，为一种交一直一(1)调速方案比较。交流电动机的调速方案有多种，交单相逆变电路。由输入干式变压器的副边供电，经三相现代制造技术与装备2014第4期总第221期606kV，5OH抽放泵运行：由QS

7、、QF1、QS3、QS7闭合实现。人运行方式2：1母线电源供电，用变频器拖动2瓦斯飞飞抽放泵运行：由QS1、QF1、Qs3、Qs8闭合实现。运行方式3：2母线电源供电，用变频器拖动2瓦斯抽放泵

8、运行：由Qs2、QF2、Qs4、Qs8闭合实现。机运行方式4：2母线电源供电，用变频器拖动1瓦斯抽放泵运行：由Qs2、QF2、Qs4、Qs7闭合实现。图2高压变频器系统结构图运行方式5：1母线电源供电，用工频运行1*瓦斯抽全桥整流、滤波电路滤波后由4个IGBT以PWM进行控放泵：由Qs1、QF1、Qs5闭合实现。制，产生设定的频率波形。每个功率单元结构完全一致，运行方式6：2母线电源供电，用工频运行2瓦斯抽可以互换。其电路结构如图3所示。当某一单元出现故放泵：由Qs2、QF2、Qs6闭合实现。障时，通过继电器触点K闭合，可将此单元旁路出系统而(5)安装调试。瓦斯

9、抽放泵房抽取的是可燃易爆