高压变频器在煤矿瓦斯抽放系统的应用.docx

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1、高压变频器在煤矿瓦斯抽放系统的应用2010-3-415:09:05吴文忠（重庆松藻煤电公司打通一煤矿机电运输部）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，成功的解决煤矿工作面在回采时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1前言重庆打通一矿现在年产量1500kt/a，按重庆能投（集团）公司规划，打通一矿将逐步实现2400kt/a的原煤生产量。随着产量逐步的增加和开采水平的延伸，矿井瓦斯涌出量和回采后的瓦斯涌出量越来越大，严重制约着矿井的安全生产和发

2、展，而采用瓦斯抽放泵抽取采空区涌出的瓦斯，能有效的控制采煤工作面和回风系统的瓦斯量，使其不超过《煤矿安全规程》规定，保证矿井的生产。对采空区瓦斯进行抽放时，如果抽放量过大，将使工作面新鲜风进入采空区，造成采空区自然发火事故。如果抽放量偏小，又不能有效的控制工作面风流中的瓦斯浓度不超过《煤矿安全规程》规定。为此，经过考察对比，选择北京利德华福电气技术有限公司生产的HARSVERT-A系列高压变频器对瓦斯抽放泵进行调速控制，使瓦斯抽放达到最佳参数。既保证了采空区抽放的需要，又达到节能的效果。2抽放系统的工艺及主要参数从采空区底板瓦斯巷道安装直径1000mm的瓦斯

3、抽放管道至地面采空区抽放泵房，抽放泵采用SKA-720型水环式真空泵。抽放系统工艺见图2.1。图2.1抽放系统工艺示意图相关技术参数如下：2.1水环式真空泵：型号：SKA-720最大抽速：635m3/min额定转速：340r/min极限真空度：160MPa2.2配用电动机：型号：YB63052-4额定功率：900kW额定电压：6kV额定电流：104.2A额定转速：1483r/min功率因数：0.873高压变频器调速系统方案3.1高压变频器的系统结构特点HARSVERT-A系列高压变频器由移相变压器、功率单元模块和控制器组成。内部十五个相同的功率单元模每五个模

4、块为一组构成一相，分别对应高压回路的三相。其系统结构图见图3.1图3.1高压变频器系统结构图移相变压器的副边绕组分为三组，构成30脉冲整流方式，这种多级移相叠加的整流方式可以大大改善网侧的电流波形，使其负载下的网侧功率因数接近1。功率单元是一种单相桥式变换器，为一种交-直-交单相逆变电路。由输入干式变压器的副边供电，经三相全桥整流、滤波电路滤波后由4个IGTB以PWM进行控制，产生设定的频率波形。每个功率单元结构完全一致，可以互换。其电路结构见图3.2。当某一单元出现故障时，通过继电器K闭合，可将此单元旁路出系统而不影响其他单元的运行，变频器可以持续降额运行

5、，通过这种旁路功能可以减少很多场合下停机造成的损失。图3.2功率单元电路结构图3.2高压变频器技术参数根据瓦斯抽放泵电动机参数和现场需要，配置1台高压变频器，其详细参数如下：变频器型号：HARSVERT-A06/110适配电动机功率：900kW额定输出电流：110A输入功率因数：0.95（＞20%负载）变频器效率：额定负载下＞0.96输出频率范围：0.5Hz～120Hz输出频率分辨率：0.01Hz过载能力：120%1min，150%立即保护模拟量输入：0～10V/4～20mA任意设定模拟量输出：两路0～10V/4～20mA可选加、减速时间：0.1～3000s

6、控制开关量输入/输出：4路输出/4路输入冷却方式：风冷3.3主回路方案图3.3电气主回路原理图瓦斯抽放泵与矿井主通风机一样是煤矿的主要设备，根据《煤矿安全规程》规定，采用双回路电源供电，瓦斯抽放泵房内安装2台瓦斯抽放泵，1台运行1台完好备用。因此选用高压变频器一拖二方案。其电气主回路原理如图3.3。采用以上主回路方案，可以实现以下几种运行方式：⑴Ⅰ段母线电源供电，用变频器运行1#瓦斯抽放泵：由QS1、QF1、QS3、QS7组成。⑵Ⅰ段母线电源供电，用变频器运行2#瓦斯抽放泵：由QS1、QF1、QS3、QS8组成。⑶Ⅱ段母线电源供电，用变频器运行2#瓦斯抽放泵

7、：由QS2、QF2、QS4、QS8组成。⑷Ⅱ段母线电源供电，用变频器运行1#瓦斯抽放泵：由QS2、QF2、QS4、QS7组成。⑸Ⅰ段母线电源供电，用工频运行1#瓦斯抽放泵：由QS1、QF1、QS5组成。⑹Ⅱ段母线电源供电，用工频运行2#瓦斯抽放泵：由QS2、QF2、QS6组成。3.4高压变频器的安装调试⑴瓦斯抽放泵房抽取的是可燃易爆气体，泵房内所有电气设备均为矿用防爆设备，而高压变频器为非防爆产品，为此，将高压变频器与瓦斯抽放泵房隔离安装在独立的电控室内。变频器至电动机采用高压电缆敷设。⑵安装完毕系统空重负荷试车后，瓦斯抽放系统投入运行，根据运行情况分别对瓦

8、斯抽放泵运行在30Hz～50Hz进行了参数考察，其考