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礦井供電交流材料范文1
關鍵詞：供電基本要求；系統分類；安全用電常識
中圖分類號：TD8文獻標識碼：B文章編號：1009-9166（2011）008(C)-0137-01
1、供電可靠。即要求供電不中斷。對煤礦的供電一旦中斷，不僅會造成全礦停產，而且會導致保證礦井安全生產的一些重要設備（如水泵、通風機）停止運轉，危及礦井及井下工人的安全。因此，為保證礦井安全生產，要求煤礦實行連續供電。
2、供電安全。電能有它的特殊性，使用中稍有疏忽，就會導致人身觸電、電火災等事故的發生。煤礦主要是地下作業，工作環境和地面有很大的差別，特別是存在有爆炸危險的瓦斯和煤塵，因而不僅發生人身觸電和電火災的可能性比地面大，而且會導致瓦斯、煤塵爆炸嚴重后果。因此，煤礦供電必須保證安全，嚴格遵守《煤礦安全規程》的有關規定。
3、有良好的供電質量。這主要是指供電頻率和供電電壓偏離額定值的幅度不超過允許的范圍。否則，電氣設備的遠行情況將會顯著惡化，甚至損壞電氣設備。
我國規定一般電力設備使用的交流供電標準頻率為50赫茲。偏差不超過±0.2～±0.5。電壓不超過±7％。
4、有足夠的供電能力。這不僅要求電力系統或發電廠能供給煤礦充足的電量，而且要求礦井供電系統的各項供電設施，具有足夠的供電能力。
5、供電經濟。在以上四項基本要求的基礎上，盡量做到供電系統簡單、操作方便、基本建設投資和運行維護費用低。
二、礦井供電系統的分類和等級劃分
1、供電系統的分類。一類負荷：凡因突然中斷供電會導致人身傷亡事故，或損壞重要設備且難以修復，或給國民經濟帶來很大損失者，均屬于這一類。顯然煤礦屬于一類負荷。煤礦中的通風、排水、升降人員、抽放瓦斯、醫院等也都屬于一類負荷，又稱保安負荷。因此是煤礦中最重要的用戶，要求供電絕對可靠。為此，對這類用戶的供電，必須設有備用電源和備用供電線路。二類負荷：凡因突然中斷供電會造成大量減產者。如煤礦中專門用于提升煤和物料的提升設備、壓風機、井底車場、采區變電所等。三類負荷：凡因突然中斷供電對生產沒有直接影響者。
2、供電電壓等級的劃分。目前，煤礦井下采用交流電電壓等級有：6000V、1140V、660V、380V、127V、36V。6000V――為礦區內高壓配電電壓或動力電壓。660V――為井下低壓配電電壓或動力電壓。1140V――為采煤機的專用電壓。127V――為井下照明、手持式電鉆的電壓。36V――為控制電壓，也叫安全電壓。直流電壓有：250V或550V為井下架線電機車的電壓。
三、井下電氣設備的三大保護
1、過電流保護。過電流簡稱過流。凡是流過電氣設備和電纜的電流超過了它們的額定電流。電氣設備和電纜出現過流后，一般會引起它們過流，嚴重時會將它燒毀，甚至引起電火災和井下瓦斯、煤塵的爆炸。由此可見，電氣設備和電纜的過流是一種不正常狀態。井下常見的過流故障為短路、過負荷、斷相三種。（1）短路。短路是指電流不經過負載，而是經過電阻很小的導體直接形成回路，其特點是電流很大，可達到額定電流的幾倍、十幾倍、幾十倍，甚至更大。因為電流很大，發熱劇烈，如不及時切除，不僅會迅速燒毀電氣設備和電纜，甚至引起絕緣油和電纜著火釀成火災，還會引起瓦斯、煤塵爆炸。（2）過負荷（過載）。過負荷不僅是指它們的電流超過了額定數值，而且過電流的延續時間也超過了允許的時間。電氣設備和電纜過流后，絕緣繞組和絕緣導體的電流密度增加，發熱加劇。如果過流的延續時間很短，不超過允許的時間，電氣設備和電纜的溫度不會超過它們所用絕緣材料的最高允許溫度，因而不會被燒毀，允許繼續運行，這種情況稱為允許的過載。但是，如果延續時間超過了允許的時間，電氣設備和電纜的溫度將升高到足以損壞它們的絕緣，如不及時切斷電源，將會發展成漏電和短路故障，因此也要加以預防和保護。（3）斷相。三相電源斷一相或三相繞組斷一相，稱為斷相或缺相、跑單相。過流故障有如下的危害：a、過流倍數較低時，引起電氣設備和電纜的溫升超限，縮短設備使用壽命。b、過流倍數較高時，將導致電氣設備燒毀，甚至引起火災和瓦斯、煤塵爆炸事故。過流倍數很高時，會在電網上造成很大的壓降，影響電網的正常運行。過流保護的要求：必須有選擇性、可靠性、動作迅速、經濟合理。
2、漏電保護。電網的漏電又分為集中性和分散性漏電。集中性漏電是指在變壓器中性點不接地的電網中，由于某處（或某點）的絕緣損傷而發生的漏電。分散性漏電則是由于整個電網或整條線路的絕緣水平降低，而沿整條線路或整個電網發生的漏電。漏電的危害：（1）增加人身觸電的危險；（2）增加引起瓦斯、煤塵爆炸的危險；（3）可能造成電雷管先期爆炸事故；（4）可能引起電火災；
3、保護接地。保護接地就是把電氣設備的金屬外殼和框架，用導線與埋在地下的接地極連接起來的一種保護措施。
礦井供電交流材料范文2
關鍵詞：煤礦；井下機電設備；保護；維護與維修
前言
煤礦企業井下生產環境比較特殊，對機電設備的用電要求比較高。井下機電設備和供電系統的安全防護是煤礦企業安全穩定生產的前提和保障。隨著機電設備的自動化程度不斷提高，人們對進行機電設備的使用運行提出了更嚴格、更高的要求。如何為井下安全生產創造有力條件，提高機電設備的防爆水平成為人們的研究熱點。煤礦井下機電的三大保護主要指漏電保護、過流保護和接地保護，這三大保護是保障井下供電和用電的可靠措施。本文結合作者多年的實踐工作經驗，對煤礦井下機電三大保護進行了詳細探討，供大家參考借鑒。
1 漏電保護分析
1.1 漏電的危害和原因
漏電故障是機電設備常見故障之一。當導線損壞或絕緣失效時，會出現電源和大地形成回路的現象，形成漏電。對于煤礦井下機電設備而言，漏電現象可以分為集中性的和分散性的。集中性漏電出現在電纜中的某一段或者某一點，而其他部分絕緣效果依然正常。分散性的漏電一般出現在整個電纜中，是整個電纜或整個電網的絕緣水平下降導致的結果。
漏電故障不但威脅人身安全，更為井下煤礦的開采帶來極大的安全隱患。當工作人員不小心接觸到漏電設備或電纜時，容易出現觸電傷亡事故。其次，漏電故障會產生電火花，引起井下瓦斯爆炸。如果漏電故障不能及時排除，會造成電氣設備的短路故障，嚴重時，甚至會燒毀整個設備，引發火情。引起漏電故障的原因是多種多樣的，如電纜的絕緣老化、電氣設備進水或受潮、電纜線頭接觸不牢、電纜芯線折斷刺破電纜絕緣等等。
1.2 漏電保護措施
加強煤礦井下機電設備的維護和保養，是減少漏電故障的有效途徑。此外，還應采取一些漏電保護措施，如設置漏電保護裝置、采取選擇性漏電保護和進行漏電閉鎖設計。常用的漏電保護裝置種類很多，有計算機控制的，也有電子電路的。選擇性漏電保護采用的主要元件是零序電流互感器，利用零序電流方向保持原理，將故障支路和非故障支路分開，達到選擇性漏電保護的目的。漏電閉鎖設計就是在電路閉合前，對電網的絕緣性進行檢查，當測試的絕緣阻值比較低時，讓開關不能閉合，起到閉鎖電路的效果。根據井下機電設備的具體情況，可以綜合考慮三種保護措施，能有效杜絕漏電事故的發生。
2 過電流保護分析
2.1 過電流的危害和原因
當電路中出現短路、過負荷和斷相時，流過電氣設備和電纜的電流會大大超出額定值，造成過電流危害。短路故障的危害極大，是由于不同相位的導線不經過用電設備直接接觸造成的。短路時，電纜中的電流很大，甚至超出額定值得幾十倍，能夠在瞬間燒毀整個線路，引發火災或煤塵、瓦斯氣體爆炸。過負荷是指用電設備和電纜的實際電流超出了額定值，并且負荷時間也超出了額定時間，導致絕緣材料失效造成的故障。對于煤礦進行設備來說，過負荷事故是燒毀電機的主要原因。三相交流電機如果一相供電線斷線，造成電機單相運行，此時轉矩減小，如果負載不發生變化，就會造成斷相事故，直接燒毀電機。
2.2 過電流保護措施
對于煤礦井下作業，過電流發生的頻率很高，且危害極大，所以對電氣設備采取必要的過電流保護顯得必不可少。常用的保護元件有熔斷器、過流繼電器和熱繼電器等等。熔斷器可以串接在保護電氣的主要電路中，如果電氣設備發生短路故障，熔體的溫度會隨電流的增大而急劇升高，最終達到熔體熔掉切斷電路的目的。過流繼電器可以用在礦用隔爆型自動饋電開關中，靠彈簧拉力調節動作電流的整定值。當繼電器的動作電流調節好后，一旦流過繼電器的電流超過整定值，繼電器能迅速切斷電路。在電路中設置熱繼電器也是過流保護的有效手段。熱繼電器以金屬片為主體，利用金屬的熱慣性，當機電設備過載致使金屬片發熱變形時，斷開觸點起到保護的作用。
3 接地保護分析
漏電保護側重漏電發生后的斷電時間，以減少漏電或人身觸電的時間。而接地保護則是為了限制漏電流或人身觸電電流的大，降低事故的嚴重程度。兩種保護措施都非常重要，缺一不可。對于煤礦井下工作場合來說，電氣設備分布比較分散，供電距離也相對較遠，無法用一個集中地接地裝置達到要求。因此，一般采用主級-次級的多級結構來設置接地裝置。在中央變動所設置主接地級，在其他用電位置設置次級接地級，利用接地芯線將整個用電區域連成一個網絡，形成一個多級的井下保護接地系統。如圖1所示。
結言
提高煤礦井下供電、用電安全，加強對機電設備的維護和管理，是保障煤礦企業安全生產和提高經濟效益的有效措施。管理人員要不斷提高自身職業素質，認真做好機電設備的漏電保護、過流保護、接地保護三大保護工作，維護煤礦企業的安全生產。
參考文獻
礦井供電交流材料范文3
關鍵詞：架線電機車蓄電池電機車閥控鉛酸蓄電池長距離運輸
中圖分類號：C35文獻標識碼： A
前言
礦井水平大巷運輸是煤炭生產過程中必不可少的重要生產環節，它主要擔負著礦井生產所必需的材料、設備以及井下工作人員的運輸，是礦井生產的“動脈”與“咽喉”。在我國水平大巷長距離運輸的主要方式是由機車牽引一組礦車在軌道上往返周期性地運送物料及人員。傳統的大巷輔助運輸為架線電機車牽引礦車或人行車運送物料和人員。架線電機車原理簡單，維護方便，并且運輸能力較大，運行速度較高，用電效率高，整體的運輸成本較低，在我國煤礦井下應用最為廣泛。但是，架線電機車需安裝整流和架線設施，設備設施及架線的投入及維修費用較大；并且集電弓與架線之間容易產生火花，軌道回流存在雜散電流危害，人員在架線下行走或施工存在重大的安全隱患。為消除架線電機車運輸方式存在的各類安全隱患，新礦集團協莊煤礦先后取消了井下架線電機車及供電網路及設備，投入使用蓄電池式電機車，徹底消除了觸電安全隱患及雜散電流的危害，并減少了架空線及架空線日常維修費用。
1、協莊煤礦大巷運輸簡介
協莊煤礦是年產200余萬噸的國有大型煤礦企業，該礦井下有三條水平大巷分別為：-300水平大巷2500米、-550水平大巷2500米和-850水平大巷2800米；三條大巷分別擔負著本水平所有物料、設備和人員的運輸任務。隨著礦井機械化水平的不斷提高，礦井開采水平的不斷提升，原有的架線電機車不能滿足現有的生產需要，為此該礦投入使用了蓄電池機車代替架線電機車，將三個水平大巷建設成為快速、靈活、高效的運輸通道，提高了礦井的生產效率。
2、蓄電池電機車簡介
該礦使用的蓄電池電機車機車車體采用Q235碳素結構鋼厚板焊接。整體性好、強度高、不易變形。車架箱體的兩端固定著緩沖連接器，在車架箱體內部有二個中間隔板，用以布置司機室、電機室和電器室。采用DXT―140（A）型防爆特殊型電源裝置供電，電源輸出額定電壓為140V，額定容量為440Ah；電流通過隔爆插銷連接器供給隔爆變頻調速器，經變頻調速器主回路逆變成三相交流輸出。DTC隔爆變頻調速器一拖二，拖動二個隔爆三相異步電動機。DC140V逆變成AC100V供給兩個AC100V15kW的隔爆型三相異步牽引電動機。機車的二條輪軸均為主動輪軸，控制方式為變頻調速。配套生產的KBPT-44/192Z隔爆型變頻調速器在機車上實現交流牽引。變頻調速器為逆變、變頻、司控一體化，采用DTC零轉速滿轉矩的直接轉矩控制技術。進口的全套控制電路可以滿足機車低速啟動時的最大牽引力。機車的牽引電動機參數以及最大速度限制由鍵盤輸入、設定。雙司機室機車增加一個司控器。兩個司控器各增加一個干簧管做電氣閉鎖接點，復位按鈕并接。機車照明前后各一個隔爆型子母燈，子母燈由變頻調速器供給DC24V電，通過一個隔爆主令開關控制轉換，實現機車行進方向照明，后邊紅尾燈亮警示。雙司機室機車副司機室增加一個主令開關，兩個主令開關并接。機車警示音響為一個DC24V澆封兼本安電笛，用一個隔爆按鈕控制。雙司機室機車副司機室增加一個隔爆按鈕與主司機室隔爆按鈕并接。
3、閥控鉛酸蓄電池的應用
由于是長距離的大巷運輸，原使用的鉛酸蓄電池不同程度的出現了電池容量下降，消耗電解液和蒸餾水量大，壽命短的缺點，給大巷電瓶車運行帶來了很多不便，并且，隨著鉛酸蓄電池的日益老化，無形間增加了兩水平充電工作量，并制約電瓶車運輸能力。為解決此類問題，該礦投入了閥控式蓄電池，改善了原有鉛酸蓄電池的一些弊端，取得了良好的效果。原有鉛酸蓄電池充放電時,兩極活性物質隨著體積的變化而反復膨脹與收縮。兩極活性物質中，陰極板之海綿狀鉛的結合力較強，而陽極板之過氧化鉛的結合力弱，因而在充放電之際，會徐徐脫落，此即為鉛蓄電池壽命受到限制的原因。老式鉛酸蓄電池特點：充電末期水會分解為氫，氧氣體析出，需經常加酸、加水，維護工作繁重；氣體溢出時攜帶酸霧，腐蝕周圍設備，并污染環境，危害充電工的身體健康。閥控鉛酸蓄電池的設計原理是把所需份量的電解液注入極板和隔板中，沒有游離的電解液，通過負極板潮濕來提高吸收氧的能力，為防止電解液減少把蓄電池密封，故閥控式鉛酸蓄電池又稱“貧液電池”。閥控式蓄電池特點：電池為密封結構，不會漏酸，也不會排酸霧，電池蓋子上設有單向排氣閥(也叫安全閥)，該閥的作用是當電池內部氣體量超過一定值(通常用氣壓值表示)，即當電池內部氣壓升高到一定值時，排氣閥自動打開，排出氣體，然后自動關閥，防止空氣進入電池內部。使用期間不用加酸加水維護。
4、蓄電池電機車使用后減少架線及供電設備費用計算
4.1敷設架線所需材料費用
協莊煤礦三水平大巷共敷設架線共7800米（其中單軌6000米，雙軌1800米）。架空線每5米為一處吊掛點，共6000米/5米/個+（1800米/5米/個）×2=1920個吊掛點，1920個吊掛點需材料為：雙線卡1920個、吊線器1920個、絕緣子3840個、花籃螺絲1920個、橫拉線9600米。相關材料參數（架線重量：0.89公斤/米；架線單價： 81.12元/公斤；雙線卡：4.1元/個；吊線器：13元/個；絕緣子6元/個；花籃螺絲13.09元/個；橫拉線3.6元/米）相關材料參數（架線重量：0.89公斤/米；架線單價： 81.12元/公斤；雙線卡：4.1元/個；吊線器：13元/個；絕緣子6元/個；花籃螺絲13.09元/個；橫拉線3.6元/米）
4.1.1牽引網路系統費用（單軌6000米，雙軌1800米）
架空線費用為0.89公斤/米×（6000米+1800×2米）×81.12元/公斤＝69.3萬元。
其他配件費用：
1920×4.1+1920×13+3840×6+1920×13.09+9600×3.6=11.52萬元
牽引網路系統費用：69.3萬元+11.52萬元=80.82萬元
4.1.2架線每年日常維修費用為8.64萬元。
4.1.3硅整流柜、變壓器、供電線路等費用約76.8萬元。
減少架線及供電設備費用：69.3＋11.52＋8.64+76.8＝166.26萬元
結束語
協莊煤礦投入蓄電池電機車后徹底消除架線觸電隱患及雜散電流的危害，減少了架線及供電設備的投入及更換費用。蓄電池電機車無失控之弊病，運行平穩、易于操作；調速范圍為精密無級調速，最低頻率可調到0.1HZ，最低輪對轉速可調至1r/min；可任意設定車速，車速設定后即使在下坡行駛時也不會超過所設定的車速。機車具有再生制動功能，當機車運行速度大于手柄設定速度時，牽引電動機即發電并對蓄電池組充電，大大的延長了蓄電池的放電時間。調速手柄可以使機車速度在設定速度范圍內任意操控。當機車由高速調至低速運行時，盡管機車有速度慣性，但機車仍按調定的速度運行，此時起到了制動減速的作用。并且蓄電池電機車機動性強不受采區限制，可實現快速、靈活、高效運輸。
礦井供電交流材料范文4
【關鍵詞】煤礦；綜采；節電
前 言
煤礦井下綜采工作面節電的事前設計一定要科學，然后才能進入綜采工作面進行作業操作。我們要做好綜采工作面節電的事前設計，努力做到用電合理、節約。因為綜采機電設備的種類繁多，具有使用面廣，工作時間長，供電距離較長，綜采工作面節約用電，應該進行多角度、多方面的考慮。
1、煤礦綜采工作面節電的事前設計
1.1動力變壓器的節電設計 干式化和節能化是動力變壓器的節電設計的方向，根據特定的情況，節能型油浸變壓器也可以考慮被使用。在進行綜采工作面事前設計時，應避免使用能耗高和過于陳舊的設備，例如型號為KSJ和KSJ2的油浸變壓器，而應該用KS7、KS9型節能油浸變壓器或KSGB型干式變壓器替代，這幾種變壓器具有容量范圍大，使用范圍廣，節電能力強等特點。如每年節能型KS92315kVA變壓器比高耗能KSJ2320kVA變壓器節電8322kWh，電費節約效益也非?？捎^，每年節約3300元電費。根據使用場合的不同，變壓器型號也不相同，KS7和KS9型節能油浸變壓器適合于在井底車場、中央變電所、主要進風巷道內使用；則KSGB型干式節能變壓器適合于在采區變電所和進風巷使用；而KSGZY型移動變電站適合于裝機容量高的綜合機械化綜采工作面使用。
1.2高壓開關的節電設計 近幾年，煤礦礦井不斷加深，綜采機械化程度也得到極大地提高，進而大功率單機得到廣泛應用，其結果將導致系統容量得到大幅增加，為了避免短路，要安裝電抗器等限流裝置，這樣會導致電壓質量下降，設備投資增加，能耗升高。而選用不小于100MVA的真空開關可以解決這些問題，這些真空開關具有保護功能全的特點?，F在許多煤礦礦井仍然使用容量小，保護單一的高壓開關，如GKW或PB系列高壓多油開關，此類開關不僅缺少漏電和監視保護，而且在遇到故障時不能及時切斷電源，不符合煤礦安全規章制度的要求，應該避免選用此類淘汰產品。在高壓開關設計中，應首先選用BGP系列高壓防爆真空開關和PB系列高壓防爆真空開關或KYGG26（10）型高壓真空開關柜，此類開關具有切斷電流能力強，壽命長，維護方便等特點，而且保護功能全，具有短路保護、漏電保護、欠壓保護等綜合保護能力。
1.3變壓器容量的節電設計 在設計中應該講平均負荷率小于30%的變壓器用其他變壓器替換。而平均負荷率大于50%的變壓器不比更換，此類變壓器效率高，功率因數也高。因為生產過程中，生產任務經常變化，變壓器的負荷也將隨之發生變化，必須及時調整變壓器所供的負荷，對于額外的變壓器，應全部停掉，避免變壓器空載運行，浪費能耗。如一臺315kVA的變壓器空載運行，一年將損失為14890kWh。
1.4電纜 根據電纜用途和使用場所的不同，電纜的選擇原則也不盡相同，一般按照經濟電流密度進行選擇，要兼顧線路中電壓的損失和短路保護，以下幾個問題也要注意：（1）在煤礦井下低壓區域，應使用阻燃橡套電纜，高壓塑料電纜保護套的材料最好采用聚氯乙烯。（2）移動變電站的電纜應盡量選用高壓屏蔽監視型。（3）千伏級屏蔽電纜適合于在綜采工作面設備使用。（4）線路中間的線盒選擇，以防爆接線盒和阻燃型充填材料接線盒為主。
2、提高煤礦綜采工作面節電效率的方法
2.1優化采區供電設計，提高功率因數 供電效率在很大程度上會受到功率因數的影響。功率因數越低，供電設備所做的無用功就越多，進而供電設備的容量就會得到極大的增加。因為很多無功功率被輸送，電網中的電能的損失也越大，最后嚴重影響供電電壓的質量。因此，提高煤礦井下供電設備的功率因數能夠有效的節約電能。而在井下安裝就地補償裝置是提高功率因數的方法之一。
2.2提高電壓，減少供電距離，降低電能損耗 當用電設備的功率不變，用電設備的電流和供電電壓成相反關系，工作電流越小，供電電壓就越高，工作電流越小，那么在輸送線路上損失的功率也就越小。所以現在很多工作面的供電電壓增加到660V，有的已經增加到1140V，甚至3300V。為了減少線路上功率的損失，應盡可能使工作面上的電壓達到1140V或3300V。另外還應減少供電距離，降低電能損耗，供電線路上的電能損耗隨著供電距離的增加而增大，當通過線路的電流一定時，線路越長，損耗就越大。綜上所述，機械化綜采工作面應當廣泛應用移動變電站，移動變電站會隨著工作面的前進而向前不斷移動，這樣可以縮短供電距離，線路上的電能損耗也會相應的減小。
2.3推廣使用變頻調速節能技術 有關計算表明，電動機來消耗的電量占到總電量中的60%。因為電動機頻繁起動，超負荷運行，電動機經常處于低效率狀態，采用變頻調速節能技術對交流異步電動機進行調速，可以提高電動機的效率，達到節能降耗的目的。在煤礦生產過程中，電動機的負載種類繁多，安裝變頻器可以節能節電。如在乳化液泵站上安裝變頻器，因為乳化液泵是平方轉矩負載，頻率是功率的立方，即P=Kn3。
有關數據表明，在卸荷階段，使用變頻驅動能使電機轉速減少20%，節能效率也相當可觀，最高可達50%，電動機電流也能減少40%。
2.4定期測定，挖掘潛力，確保供電系統運行平穩 對于當前使用的機電設備，當設備在額定功率下運轉，設備消耗能耗將降低。目前很多設備一般是大設備拖著小設備，設備本身的消耗就非常大，導致設備的功率很低。對一些工作面，要使采煤機保持在一定的速度，防止采煤機的速度一會快，一會慢，保持運輸機上一直有煤。對于平巷運輸距離較短或下山運輸皮帶機，采用雙電機起動單電機運行方式
2.5用帶式輸送機替代刮板輸送機 與刮板輸送機相比較，帶式輸送機具有很多優點，即輸送距離長、安裝方便、運轉穩定、傳動效率高等。例如一臺 SGW-80T型刮板輸送機的長度只有150m，運輸能力只有160t/h；而一臺SJ-80帶式輸送機的出廠長度可以達到900m，輸送能力也可以達到400t/h。由此可知，功率相同的發電機，分別安裝在帶式輸送機上和刮板輸送機上，前者的輸送能力比后者高幾倍。因此，可以在運輸系統中，用帶式輸送機代替刮板輸送機，可以提高用電效率，節能降耗。
2.6加強泵站管理，節約用水用液 當前，乳化液泵和噴霧已在煤礦采區得到推廣使用。為了實現節水節液，在采區要做到需要用液時開泵，不需要用液時關泵。很多工作面存在一些現象，當一進班時，就打開泵，當不需要用液時，也開泵；工作面里的水管經常隨地流水，液管隨便流液，無人看管，不僅浪費大量自來水和液體，而且也會浪費大量的用電。因此，必須加強泵站管理，這對節水、節液、節能具有重要意義。
參考文獻
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[2]于志君.論煤礦機電事故原因及預防措施[J].科技信息,2009(30)
礦井供電交流材料范文5
一、移動變電站在煤礦生產中的廣泛應用
移動變電站是將井下采區變電所引來的6000伏電壓變為1200伏或690伏電壓等級的電壓向采掘工作面供電。移動變電站采用防爆結構，適用于具有瓦斯爆炸危險的礦井，安裝在距工作面較近的運輸巷道中，容量大，供電距離遠，可達500～800米（低壓供電距離）。
移動變電站可以隨著采煤工作面的推進而移動，采用能夠移動的變壓器（變電站）就可以縮短變電站和機采工作面動力設備的距離，減少傳輸損失，并能適當加長工作面的走向長度。現在東山煤礦綜采工作面的走向長度已達上千米，就是采用移動變電站的結果。
二、移動變電站的結構與特點
移動變電站由一臺壓氣式隔爆高壓負荷開關箱，一臺干式隔爆變壓器和一臺隔爆低壓饋電開關箱組裝而成，三個部分之間用法蘭隔爆面連接成一個體，安裝在拖撬上即形成為移動變電站。
（一）移動變壓器的結構與特點
移動變電站的主體為KSGB型礦用隔爆三相干式變壓器，其繞組的絕緣材料為H級，隔爆外殼有散熱片。此外，主變壓器內還設有保護繞組過熱的溫度繼電器。
變壓器有100千伏安、800千伏安、630千伏安、500千伏安、315千伏安五種容量，它們都可以接成Y/Y―12，這時付繞組可以得到1200伏額定電壓，對于630千伏安以下容量的變壓器不接成Y/A―11，這時副繞組可以得到690伏的額定電壓，變壓器的原繞組設有調壓端鈕，可以使副繞組的端電壓在其額定的電壓±5%范圍內調節。
（二）低壓真空饋電開關
1、低壓真空饋電開關用途使用范圍
現以四平開關廠生產的BKD―500/1140.660礦用隔爆型真空饋電低壓開關為例敘述。
礦用隔爆型真空饋電開關（以下簡稱真空開關）主要用于礦井下，在交流50赫茲，額定電壓1140伏或660伏，額定電流500A及以下的線路中，作為配電系統的總開關、分支開關，也可用于大容量電動機不頻繁起動，一般作為礦用隔爆型移動變電站低壓饋電開關，當線路出現過載，短路或漏電故障時，饋電開關能根據要求自動地切斷電路。
2、低壓真空饋電開關的原理
（1）真空開關電子型脫機器工作原理：a、傳感元件由套在開關出線端的三個電流互感器組成，互感器具有非飽和特性、二次側電流的變化與電網電流的變化成正比。通過并聯在互感器付邊的負載電阻，將付邊電流的變化轉換成變化電壓信號。付邊輸出電壓信號的變化與電網、電流的變化成正比，這個電壓作為電網電流變化傳遞給脫機器本體。b、由傳感器送來的電壓信號，經脫機器上的三個單相橋式整流器整流后，得到反映主回路電流大小的脈動直流電壓信號，將它們分壓后分別送到瞬時、短延時、長延時電路，各電路按瞬時值翻轉，輸出一動作信號到記憶電路，寄存并顯示故障類別。記憶電路輸出驅動信號一路使晶體管截止，斷開關電源，使欠壓線圈失電。另一路送往整型電路，再觸發可控硅，關斷開關電源，使欠壓線圈失電，并使分配線圈加電，完成脫扣動作，斷路器分斷。c、電源的電壓是由變壓器輸出50伏，經橋式整流后，一路經穩壓得到17伏和9伏直流電壓，供給控制回路，另一路通過開關電源，為欠壓線圈提供直流電壓。d、控制電路和采用運算放大器，由CMOS數字電路和元件組成，功耗低，工作可靠，抗干擾能力強，動作閥值電壓準確、穩定。
（3）檢漏繼電器工作原理。安裝在真空饋電開關的電源側的隔離開關、熔斷器、降壓變壓器將輸入端的1140伏或660伏電源電壓降為127伏，此電壓送入由C與變壓器構成磁穩壓裝置，保證電源電壓在額定值的75～100%范圍內變動時，該檢漏繼電器仍能可靠的工作。
由于井下電網對地存在著分布電容，電容電流在網路絕緣下降漏電或人身誤操作觸及網路時疊加在漏電電流或觸電電流上造成嚴重危害。因此，設置了補償電容電流的環節。
三、移動變電站在煤礦生產中的作用
綜采綜掘的生產對供電的要求比較特殊，針對綜采綜掘的電氣設備容量大，供電距離遠的特點，在采掘工作面采用了移動變電站作為主動力電源，移動變電站在采煤和掘進巷道中可以隨時移動，極大的減小了供電高壓損失。能夠保證電動機端子上有足夠的電壓，保證了綜采綜掘設備效率的發揮。東山煤礦各采區臨時變電硐室和配電點全部使用移動變電列車，移動變電站在煤礦生產中發揮著越來越重要的作用。
從供電的要求上來看，移動變電站有著供電可靠，供電安全，能保證充足的供電量，并且在實際使用中減少低壓電纜的截面積，即為技術經濟合理，極大減少打造變電硐室的費用，東山煤礦兩大采區變電所都采用了干式變壓器，油浸變壓器將被逐漸取替，極大地減少了因使用油浸變壓器產生的漏油、溢油事故，甚至發生火災事故，消除了礦井安全生產的特大隱患。
礦井供電交流材料范文6
礦山按產品類型可分為煤礦、金屬礦和非金屬等;按采掘方式可分為露天開采礦山和地下開采礦山兩大類。本文主要介紹變頻調速器在金屬礦山中的應用的現狀和應用前景，對煤礦亦有參考價值，因為露天煤礦和露天金屬礦開采方式和生產設備基本相同，地下礦山除需要考慮設備的防爆問題外，大部分生產設備也與金屬礦大同小異。露天采礦和地下采礦所用的生產設備有很大不同。
露天礦山是以大型設備為主要特點，要求優良的電氣傳動系統，以保證這些大型設備的高效率運行。露天礦山的這些大型設備包括用于穿孔的牙輪鉆機，用于裝載礦、巖石的電鏟(挖掘機)，用于運輸礦、巖石的大型汽車等。它們都要求電氣傳動系統具有良好的調速性能，目前這些大型設備大多采用直流調速傳動系統。
地下礦山的生產較露天礦山復雜。由于井下生產的空間窄小，使生產設備環境潮濕、陰暗，粉塵大、噪音大、振動大、并有塌方的危險，工作條件十分惡劣。因此，井下生產設備的體積受限，這些設備以小型化為主，體積小、重量輕，對電氣傳動的要求不高。但提升、排水、通風、壓氣等固定設備是地下礦山的要害部門，也是耗電大戶，因此，這些設備的安全運行和節能就顯得至關重要。
根據我們多年來從事礦山電氣傳動的經驗及在礦山進行變頻調速的應用實踐，我認為，在礦山應用變頻調速技術對于提高礦山生產設備的效率，節約電能都是至關重要的。但遺憾的是在礦山應用變頻調速技術還很不普遍，除了因變頻器的投資問題外，與人們對變頻器的認識不夠有關，也與不能正確了解礦山設備對變頻器的特殊要求、不能正確地應用變頻器、因此所帶來的負面影響有很大關系。
本文主要介紹目前礦山應用變頻器的狀況，礦山設備對電氣傳動的特殊要求，以及如何正確地選用變頻器等。
2 變頻器在露天礦山設備中的應用
2.1 電鏟
電鏟用于裝載礦巖，其工作條件非常惡劣，特別是在爆破不好的情況下挖根底作業，經常出現過大的沖擊載荷，甚至堵轉。因此，電鏟對電氣傳動系統就有較高的要求:要求電氣傳動系統的機械特性曲線的包絡面積大，有足夠的有用功率;要求有良好的調速性能，能四象限運行，能快速地進行加、減速和反轉，動態響應速度快;要求系統制動性能好，并能回收能量;要求系統運行可靠，維修方便等。由于電鏟對電氣傳動系統的這些特殊要求，所以，我國電鏟目前應用的電氣傳動系統主要還是直流傳動系統。例如:WK-4M、WK10、WD-1200和195-B等型號的電鏟都是采用直流發電機-直流電動機系統(簡稱機組系統);從美國Harnischfeger公司引進制造的P&H-2300XP和P&H-2800XP型電鏟則是采用晶閘管變流器-直流電動機系統(簡稱晶閘管直流系統)。雖然后者比前者技術先進，效率也有所提高，但這兩種系統都還存在直流電機的固有的缺點，即維修工作量大、效率較低等。
自上世紀90年代后期，我國有個別礦山從美國B-E公司引進了變頻器-鼠籠型電動機系統(簡稱交流變頻調速系統)，這是全交流化的電鏟電氣傳動系統。例如:385-B、295-BⅡ、290-BⅢ型電鏟就是全交流化電鏟，變頻調速由德國SIEMENS公司開發、提供的電壓型變頻器?，F以395-B電鏟為例作一簡要說明:高壓交流電由電纜經集電環引入電鏟，由1600kVA主變壓器將6kV變為575V，由1950A的整流器將交流變為直流，經濾波后送入公共直流母線。在直流母線上有4臺容量為750kVA的逆變器，其中2臺并聯供電給1臺容量為1066kW的提升電動機;第三臺逆變器供電兩臺容量各為243kW的回轉電動機;第四臺逆變器供電給容量為294kW推壓電動機。當某工作機構處于再生制動工作時，逆變器將再生制動能量反饋到公共直流母線上，可供其它工作機構使用，使能量得到充分利用。使用不完的制動能量，可以通過制動電阻消耗掉。
實踐證明，交流變頻調速電鏟和前兩種直流調速電鏟相比，具有節約電能、調速性能好、可靠性高、維護量小、生產效率高、功率因數高(0.95以上)等優點，是公認的電鏟電氣傳動系統的發展方向。
2.2 變頻器在牙輪鉆機中的應用
牙輪鉆機是露天礦山、尤其是大型露天礦山的主要穿孔設備。為使牙輪鉆機在不同的巖層中都能保持較佳的鉆進狀態，要求鉆機的回轉機構能根據巖層的性質進行無級調速。鉆機的提升/行走機構也需要無級調速。目前，牙輪鉆機的回轉機構和提升/行走機構一般都是直流電動機傳動。主要有三種調速裝置:(1)采用晶閘管直流調速裝置的牙輪鉆機有:YZ-55，YZ-35和YZ-12型;(2)采用大功率磁放大器調速裝置的有KY-250型牙輪鉆機和從美國進口的45R型牙輪鉆機;(3)采用直流發電機組調速裝置的有從美國進口的60R型牙輪鉆機。
牙輪鉆機上應用變頻調速技術不僅是為了節能，更重要的是為了提高鉆機的生產效率，降低維修工作量?；剞D機構電動機安裝在鉆桿的頂端，工作條件異常惡劣，以往使用的直流電動機經常損壞，維修工作量大，影響牙輪鉆機的正常作業和效率的提高。因此采用堅固耐用的交流鼠籠型電動機代替直流電動機，用變頻調速裝置代替直流調速裝置，就成為人們公認的牙輪鉆機電氣傳動的發展方向。在牙輪鉆機上應用變頻調速技術的難點在于:鉆機的轉機構等對調速裝的性能要求高，因為由于巖層地質條件的不同，鉆機在鉆進工作時有可能被卡鉆，使回轉機構堵轉，這就要求調速裝置的機械特性曲線具有挖土機特性，并具有立即反轉和立即重新起動、鉆進功能;牙輪鉆機振動大，對調速設備的防振要求高。變頻調速在牙輪鉆機中的應用首先是由美國B-E公司在55R型牙輪鉆機上應用。我國礦山的牙輪鉆機的變頻調速還在開發試驗之中，尚未在推廣應用。
2.3 電動輪汽車的電氣傳動
目前，大型露天礦山的運輸主要是采用無軌運輸，而主要運輸設備是大型汽車，特別是電動輪汽車成為了大型露天礦山的主要運輸設備。這是因為電氣傳動比機械傳動有更多的優點。如調速性能好，響應速度快，調速平滑無沖擊;可實現恒功率調節，能充分利用柴油發動機的功率，耗油少;制動安全，牽引特性好等。目前，世界各國大型露天礦，包括我國的大型露天礦都普遍采用電動輪汽車。我國自1975年以來，引進了不少電動輪汽車，并成功研制開發了SF3102型100t和LN-3100型108t電動輪汽車，與美國Unit Rig公司合作制造了MARK-36型154t電動輪汽車。
電動輪汽車的電氣傳動系統主要有柴油發動機帶動的直流發電機-直流電動機系統和柴油發動機帶動的交流發電機-交流電動機系統，它通過控制發電機的勵磁來控制電動機的轉速。隨著變頻調速技術的發展，人們也在探討將變頻調速技術應用于電動輪汽車電氣傳動的可能性。但目前尚未見到成功的先例。不過，作為大型露天礦山的主要運輸設備的電動輪汽車，人們會繼續努力，研究將變頻調速技術應用于電動輪汽車，以進一步改善其調速性能，提高其運輸能力。
3 變頻器在地下礦山中的應用
3.1 變頻調速技術在礦井提升機中的應用
礦井提升機是地下礦山運輸的主要設備。它是用一定的裝備沿井筒運出礦石、廢石、升降人員及材料、設備等運輸環節。礦井提升設備按井筒傾角可分為豎井提升設備和斜井提升設備;按提升容器可分為罐籠提升機和箕斗提升機等;按提用途可分為主提升機(專們或主性提升礦石，一般稱為主井提升機)，副井提升機(提升廢石、升降人員、運送材料和設備等，一般稱為副井提升機)和輔助提升機(如天井電梯、檢修提升等)。
礦井提升是地下礦山生產的咽喉，所以，無論哪種提升機，對電氣傳動的要求都很高，因為電氣傳動系統性能的優劣，可靠性的高低，都直接關系到礦山生產的效率和礦山生產的正常進行。對礦井提升機電氣傳動系統的要求是:有良好的調速性能，調速精度高，四象限運行，能快速進行正、反轉運行，動態響應速度快，有準確的制動和定位功能，可靠性要求高等。
目前，我國地下礦山礦井提升機的電氣傳動系統主要有:對于大型礦井提升機，主要采用直流傳動系統，有采用直流電動機-直流發電機系統和晶閘管變流器-直流電動機系統;這兩種系統都存在著直流電動機固有的缺點，如效率不高，維修工作量較大等。對于中、小型提升機，則多采用交流電氣傳動系統，如采用交流繞線式電動機，使用電機轉子切換電阻調速，這種電氣傳動系統雖然設備簡單，但它是有級調速，調速性能差，效率低，大量的電能消耗在電動機轉子電阻上，而且可靠性也差。
將變頻調速技術應用于礦井提升機是礦井提升機電氣傳動系統的發展方向。我國已有幾臺大型礦井提升機采用交-交變頻調速系統，取得了很好的效果，但其缺點是功率因數不高，諧波大，需加諧波和功率因數補償裝置。隨著變頻調速技術的發展，交-直-交電壓型變頻調速技術已開始在礦井提升機中應用。例如國外已有礦山將有源前端三電平變頻器應用于礦井提升機上，據介紹，采用這種變頻調速的交流提升機可以克服直流調速系統和交-交變頻調速系統的缺點，是提升機電氣傳動的發展方向。對于小型交流提升機已有成功應用變頻器的實例，如山東風光電子有限公司和東營市東萃科技有限公司合作開發的變頻器，成功地應用于山東寧陽縣華寧煤礦的380V，180kw 的交流提升機上。
3.2 變頻調速技術在空壓機中的應用
空氣壓縮機是地下礦山生產的重要設備之一，它生產壓縮空氣，用以帶動風動鑿巖機、風動裝巖機等設備以及其它風動工具，其耗電量在礦山總耗電量中占有相當大的比重。深入分析空氣壓縮機的電能消耗情況，找出節能潛力，實現空氣壓縮機的節能運行，將會降低礦山生產成本，提高其經濟效益?，F以凡口鉛鋅礦為例說明:
凡口鉛鋅礦坑口空壓機站共有6臺空氣壓縮機，其中4臺為日本日立空氣壓縮機。4臺日立壓縮機型號:BTD2，排氣壓力7kg/cm2，排氣量103m3/min屬兩級壓縮活塞式壓縮機，其拖動電機型號EFOU，額定功率450kW，額定電壓380V，額定電流892A，采用Y/Δ降壓起動方式;2臺國產空氣壓縮機(活塞式空氣壓縮機)，其拖動電機為高壓(6kV)同步電動機。6臺空氣壓縮機采用并聯運行方式。一般情況下，只運行2～3臺(其中一臺國產空氣壓縮機)其余的空氣壓縮機作為備用?？諝鈮嚎s機站的容量是按最大排氣量并考慮備用來確定的，然而在實際的使用過程中，用氣設備的耗氣量是經常變化的，當耗氣量小于壓縮空氣站的排氣量時，便需對空氣壓縮機進行控制，以減少排氣量使之適應耗氣量的變化，否則空氣壓縮機排氣系統的壓力會升至不能允許的數值，使空氣壓縮機和用氣設備的零部件負載過大，并有發生爆炸的危險。凡口鉛鋅礦4臺日本日立空壓機采用的是多級壓力節流進氣控制方式:即當壓力低于6.2Mpa時，打開全部進氣閥，壓縮機組以100%負荷率狀態運行;當壓力達到6.2~6.5Mpa時關閉隙閥，壓縮機組以75%負荷率運行;當壓力達到6.8~7Mpa時，關閉一個進氣閥，壓縮機組以50%負荷率運行，當壓力達到7Mpa時關閉所有進氣閥，壓縮機組進入空載運行狀態.由于活塞式空氣壓縮機的起、停有著嚴格而復雜的規程，不允許頻繁起停。為了滿足井下用氣量的變化，一般由調度人員根據井下用氣量的時間變化特點，把一天分為幾個時段，每一個時段需要開的空壓機臺數由該時段內最大用氣量決定。在該時段內，空壓機不允許增開或停開(特殊情況除外)。地下礦金屬礦山的空壓機站多采用這種方式，但這種控制方式很顯然存在一些比較大的缺點:
(1) 據統計，壓縮機組75%負荷運行率為41%，50%負荷運行率為14%。無論空氣壓縮機是處于75%、50%還是空載運轉狀態，管網壓力較正常供氣壓力要高，井下用氣量很顯然要小于供氣量，而這時各臺空氣壓縮機仍然全速生產壓縮空氣，帶來了不必要的電能浪費。
(2) 節精度低，在某一進風量工作狀態下壓力波動大，特別在生產用風量變化頻繁時期內(用風量大且變化頻繁)，不能穩定風壓;
(3) 閥門動作值在一次整定后經常會變，有時會使整個壓風系統工作壓力偏高，增大了單位壓風量的功耗;
(4) 當空壓機運行在75%、50%進氣量的工作狀態下，進氣流速增大，造成進氣過程壓風量的損失，降低了壓風機的效率。
因此有必要對現有的調節方式進行改進，以節約電能，提高空壓機的運行效率。我院和凡口鉛鋅礦合作，用變頻調速對其空壓機站進行技術改造。
空壓機恒壓自動控制變頻調速系統結構如圖1所示:
空壓機恒壓自動控制變頻調速系統可實現對5#空壓機和6#空壓機的輪換控制。5#空壓機和6#空壓機均可由新老兩套系統拖動，這樣做有兩個目的:伒5#空壓機出現故障需要檢修時，新系統可迅速切換到6#機，以提高恒壓控制變頻調速系統的利用率;當新系統出現故障需要停車檢修時，能夠很快地投入老系統運行，不致于影響正常生產;當管網壓力超出恒壓調節范圍時，系統發出增開或者減開一臺空壓機。
系統于1999年4月2日在凡口鉛鋅礦通過了驗收，正式移交生產使用，系統運行十分正常，滿足了生產的需要，達到了預期的目的。本系統的目的是為了節能，根據廣州金粵節能服務站對本系統做的節能測試:采用本空氣壓縮機恒壓控制變頻調速系統平均每天節電量2226kWh。按照年工作日330天計，則采用恒壓控制變頻調速系統每年可節電734629kWh，按照凡口鉛鋅礦現行電價0.7元/kWh計，每年可節約電費51.42萬元。本系統總共投資98萬元，兩年內即可收回全部投資。本系統應用的成功為活塞式空氣壓縮機的節能運行提供了重要的新手段，對于企業節能降耗，提高企業經濟效益有重要意義，有廣闊的推廣應用前景。
3.3 變頻調速技術在礦井通風機中的應用
礦井通風機是地下礦山生產的主要用電設備之一，其節能運行在礦山節電中占有重要的地位。礦井通風機一般采用異步電機或同步電機拖動，恒速運轉，一般容量大，電機供電電壓高(6kV或10kV)。
礦山建設的特點是:巷道逐年加深，產量逐年增加，所需的通風量逐年上升。但礦井通風機在設計選型時，往往是按最大開采量時所需的風量為依據的，一般都留有余量，因此礦井在投產后幾年甚至十幾年內，礦井通風機都是處在低負載下運行。此外，通常礦山井下作業不均衡，一般夜班工作人員少，所需風量也小，在節假日時，可能只有泵房等固定的井下場所的值班人員工作。盡管井下人員少，但也得照常向井下送風，礦井通風機一般不調節風量，若要調節風量時，傳統的方法是調節檔板。這種辦法雖然簡單，但從節能的觀點看，是很不經濟的。圖2所示為幾種調節風量的方法節電比較。
圖2中:1—擋板法;2—前導器法;3—液力耦合器;4—繞線電動機切換轉子電阻調速法;5—變頻調速法。
由圖2可見，變頻調速法在各種風量調節方法中是最理想、最有效、最節能的調節方法。有關變頻調速技術在礦井通風機中的應用，仍以凡口鉛鋅礦為例說明。
該礦的礦井通風機都采用高壓電機傳動，有高壓同步電機和高壓異步電機兩大類。由于礦井通風機是礦山的耗電大戶，節電潛力很大，但它又是高壓電機傳動，實現變頻調速有一定困難。于是，長沙礦山研究院與凡口鉛鋅礦、冶金自動化研究院等單位合作，以老南風井的6kV，800kW同步電機傳動的礦井通風機為對象，研制開發了同步電機直接高壓變頻器。1997年8月投入運行，并于1998年4月28日通過了中國有色金屬工業總公司的技術鑒定，獲得了部級科技進步二等獎。這是國內第一臺同步電機直接高壓變頻器，節電效果十分顯著。新南風井的礦井通風機采用6kV，880KW高壓異步電機傳動，高壓變頻器采用SIEMENS公司的SIMOVERT MV型三電平高壓變頻器。于2002年9月投入運行，節電效果也是十分顯著的。下面分別簡要介紹這兩種高壓變頻器。
(1) 同步電機直接高壓變頻器
同步電機高壓變頻器主要有兩類，即他控式變頻調速系統和自控式變頻調速系統。他控式變頻調速系統所用的變頻裝置是獨立的，其輸出頻率直接由速度給定信號決定，屬速度開環控制。自控式變頻調速系統可以使同步電機不存在失步和振蕩等問題，所以一般都采用自控式運行。
我們與有關單位合作研制開發的這種同步電機直接高壓變頻調速裝置是采用交-直-交電流型變頻調速系統，屬自控式變頻調速系統，它由變頻器、同步電機、轉子位置檢測器以及控制系統組成。變頻器主電路采用晶閘管串聯組成的高壓閥串作為功率元件，它是利用同步電機的反電勢來關斷逆變器的晶閘管，它沒有強迫換流電路，因而主電路結構簡單。變頻器的框圖如圖3所示。
圖3中，硬件全套設備由高壓開關切換柜(圖中未表示出)、整流柜、逆變柜、勵磁柜、控制柜、操作臺及交流進線電抗器、直流平波電抗器、轉子位置檢測器、光電編碼器等到部分組成。
根據凡口礦生產的情況需要，本高壓變頻器按周期性的固定頻率運行，早班(7:00~16:00)變頻裝置運行在40Hz，中班(16:00~19:00)運行在35Hz，在19:00~20:00期間為放炮時間，變頻器運行于40Hz，20:00~23:00運行在35Hz，23:00~24:00期間為放炮時間，變頻器運行于40Hz，0:00~3:00井下作業人員很少運行于28Hz，3:00~4:00期間為放炮時間，變頻器運行于40Hz，4:00~7:00運行于28Hz。
經廣州金粵節能服務站的節能測試及能量平衡測試，以及凡口礦老南風井的實際記錄，在正常生產期間，節電率達42%;節假日時變頻器運行于28Hz，節電率達73%。年節電為192.3萬kWh，在不到一年的時間內，就由節電費用收回到了高壓變頻器的全部投資，經濟效益十分顯著。
(2) 異步電機三電平高壓變頻器
在成功研制開發了老南風井同步電機直接高壓變頻器的基礎上，根據深部開采的需要，對新南風井的礦井通風機進行改造，我院和有關單位合作，經過論證，最終決定采用引進WOODS軸流式風機和Siemens公司的SIMOVERT MV三電平高壓變頻器。該變頻器的原理圖如圖4所示。
但SIEMENS公司實際提供的這種三電平高壓變頻器的系統如圖5的框圖所示。
由圖5可見，6kV高壓電源經三繞組降壓變壓器降壓，2組二次側繞組(接法、Y)，電壓各為1.2kV，經各自的6脈沖整流橋整流成直流，直流電壓為3240V(正負電壓各為1620V)經三電平逆變器變頻變壓，可輸出頻率可變的0~2300V的三相交流電壓;經濾波器濾波后，再經升壓變壓器升壓至6kV，供給6kV高壓電動機調速。
新南風井高壓變頻器原訂為直接高壓變頻器，但由圖5可見，這實質上是一臺高低高式高壓變頻器，因為它不僅有降壓變壓器，而且也有升壓變壓器。不過經我們對其進行了計算機仿真，其結果表明，盡管它是高-低-高式高壓變頻器，但并不影響它在生產中的應用。
根據凡口礦目前的生產情況，高壓變頻器的運行情況是:白班和中班，高壓變頻器運行于40Hz，在晚班，由于井作業人員很少，高壓變頻器則運行于30Hz，在節假日，則運行于更低的頻率。據此，計算出節電效果，年平均節電為56%，年節電357.9萬kWh，節電效果顯著達到了原計劃的節電目標。
3.4 關于球磨機、井下排水泵等是否可用變頻調速的問題
球磨機、井下排水泵等設備容量大，都是礦山的高耗能設備。對于這些設備是否可以采用變頻調速來實現節能運行呢？我認為，在這些設備上采用變頻調速是達不到節能目的的。
我們應某金礦的委托，采用變頻器對球磨機進行調速節能試驗。當變頻器的輸出頻率調整到48Hz和45Hz時，球磨機的電能消耗雖有所降低，但磨礦質量有很大降低，此時球磨機的出礦粒度由原來不調速時的300目粒度占99%，分別下降到90%和58%?？梢娺@種工藝、設備條件下，不宜采用變頻調速節能運行。
另外，我看到有的文章說，變頻器用于井下排水泵站的節能[3]。我認為，這是不現實的。因為任何礦山為排出井下的涌水，都在井底設有水倉。值班工人根據水倉水位確定開仃水泵及開仃幾臺水泵，因此它不需進行流量的調節。所以，它不需要采用變頻器。對于地面生活供水或工業供水的泵站，由于需要根據用水量的多少來調節供水量，在這種情況下，采用變頻調速以調節流量，可達到節能的目的。
在礦山中，還有一些小型設備可以采用變頻調速節能，如螺旋給料機、沙泵等，在此就不一一介紹了。
4 選擇變頻器應注意的事項
變頻器，特別是高壓變頻器價格昂貴，如選擇不當，達不到節電和提高生產效率的目的，以致造成浪費和不必要的麻煩和損失。在這里，提供一些選擇變頻器的意見，供參考。
4.1 根據工藝要求選擇變頻器
(1) 電機調速雖是風機、水泵節能的有效途徑，但并非凡是風機、水泵都能采用調速節電。對于工藝參數基本穩定，不需要調速的風機、水泵可以采用高效節能電機和高效節能風機，以提高系統效率。對于已建成而配置不合理的風機可以通過采用更換電機，調節葉片角度等方法達到節電的目的。選擇調速節能時應注意:風機、水泵的轉速變化范圍不宜太大，通常最低轉速不少于額定轉速的50%，一般調速范圍在100%~70%之間為宜，因為當轉速低于額定轉速的40%~50%時，風機、水泵本身的效率明顯下降，是不經濟的;調速范圍確定時，應注意避開機組的機械臨界共振轉速，否則調速至該諧振頻率時，將可能損壞機組。
(2) 進行可行性分析
在選擇要進行的變頻調速的設備對象以后，應從提高效率或提高產品質量的需要情況，從節約電能的情況進行分析、計算，并與變頻器的投資進行比較，計算出變頻器的投資回收期。一般來說，如能從節約的電費或從提高產品質量、提高效率等方面所得的收益中，在兩年內償還變頻器的投資，都應認為是可行的。同時還應分析外部條件是否滿足變頻器的使用要求。
(3) 變頻器的可靠性
變頻器的可靠性如何，直接決定了變頻器能否成功地應用于生產。這是選擇哪種變頻器的首要條件。有的礦山所購買的變頻器可靠性不高，加之自身的維修技術力量不強，變頻器出了故障，只好仃下，甚至棄用。造成損失，同時也為變頻器的繼續推廣應用帶來負面影響。
(4) 根據生產廠家提供的技術規格和技術參數來選擇變頻器在按工藝要求、電源條件、場地及容量等選擇了變頻器方案后，再具體到選擇哪個廠家的哪種高壓變頻器。在選擇變頻器時可以根據廠家提供的產品樣本等技術資料及報價表來選擇。
變頻器的制造廠家和經銷商都會向準備購買變頻器的用戶提供樣本及報價。在樣本中，廠家公開說明其產品種類、特性、技術指標和特點，用戶在訂貨前通過對產品樣本資料可以對其產品有大概了解。因此對產品樣本的閱讀和了解是比較各廠家變頻器性能的重要依據。
4.2 主要應考慮的技術規格和技術參數
(1) 型號
各廠家生產的變頻器的型號多是系列號和容量的組合，通過對型號和規格得了解，
可以確認該廠家生產的品種，對用戶來說，不一定會使用到全系列的變頻器，但可以從型號、規格、所采用的功率元件、控制技術等方面判斷廠家的實力和生產態勢，甚至可以從一個方面判斷其產品質量。產品品種齊全，容量覆蓋范圍大，功率元件及控制技術先進的廠家，一般來說其實力強，生產態勢好，產品質量一般來說也會有較好的保障。
(2) 效率
變頻器效率的高低，直接關系到變頻器調速節能的多少，因為在變頻器運行時，變頻
器本體也要消耗一部分電能。一般來說直接高壓變頻器的效率都可達到0.97~0.98，而高-低-高式高壓變頻器由于多一個變壓器的損耗，使其系統效率有所降低。
(3) 功率因數
在整個調速范圍內，功率因數的變化是一項重要指標。最好是在整個調速范圍內功率因數都保持在0.95以上，以使其符合國家標準GB3485-83的標準，這只有電壓型變頻器和IGBT單相變頻器串聯的高壓變頻器能夠滿足此項規定。而電流型變頻器較難滿足這項要求。
(4) 諧波
國家對電網諧波有嚴格要求。限制用戶非線性諧波設備注入電網的諧波電流，是限制電網電壓正弦波畸變的關鍵。所用的高壓變頻器的諧波(即裝置對電網產生的諧波)必須符合國標GB/T14549-93“電能質量、公用電網諧波”的規定，在國際上要符合IEEE-519標準的規定。對于電流型變頻器如采用六脈沖整流，則5次、7次諧波都超過了這個標準，應采用12脈沖整流或附加諧波補償措施。
(5) 輸出容量和額定輸出電流
變頻器輸出容量以kVA或kW表示，它代表可以供給電動機的輸出功率。用kW表示時，一般以四極標準電機為基礎考慮;用kVA表示，需進行核算。額定輸出電流是在額定電壓下變頻器能夠連續輸出的電流值。在以輸出容量為標準選擇了變頻器以后，還應對額定輸出電流進行核算，以使電動機的額定電流不要超過變頻器的額定輸出電流。
(6) 率范圍
由最低使用頻率和最高頻率定義調速范圍。最低使用頻率的意思與起動頻率不同。起動頻率很小時，并不一定能使電機從該頻率起動。變頻器要對最高頻率設定，對風機、水泵的最高頻率應設定(即箝位)在50Hz，所有的變頻器都可滿足這個要求，在選擇變頻器時可不作考慮，但使用中需注意此點。
(7) 電源容量和允許電壓變化范圍
供給變頻器的電源容量應足夠大，電源電壓變化范圍應在變頻器允許的范圍。用戶在選擇變頻器時應根據自己電網容量及電網電壓的變化情況，對變頻器進行選擇。曾有一個礦山因電壓波動范圍超過了變頻器的允許范圍，而使變頻器不能正常應用。
(8) 保護功能
變頻器樣本中一般表明其保護功能，這是為了檢測出變頻器的異常情況和防止外部原因及內部異常對變頻器造成損害，保護變頻器正常運行和變頻器安全可靠。因此保護種類是否齊全、完善，從一個方面反映變頻器質量和運行的安全可靠性。
(9) 價格
變頻器價格是用戶最關心的問題之一，用戶應了解廠家或經銷商所報出的價格的具體含義和具體內容，及服務內容，以及任選件價格等。還應與其它廠家的變頻器進行綜合比較。
5 結束語
《中華人民共和國節約能源法》第39條，已將變頻調速技術列為通用節能技術加以推廣。在礦山推廣應用變頻器節能是重要目的之一，如風機、水泵;同時也有提高生產效率、降低維修工作量、提高產品質量等目的，如電鏟、牙輪鉆機、礦井提升機等。在礦山應用變頻器和其它工業部門有相同之處，也有不同之處，如電鏟、牙輪鉆機、礦井提升機等設備應用變頻器有一豺特殊要求，所用的變頻器還有一些技術開發工作要做。建議有關科研院所、變頻器生產廠家和礦山用戶共同合作，開發我國礦山設備使用的變頻器。
本文的目的在于拋磚引玉。由于作者的水平有限，資料不夠，經驗不足，所述內容錯誤之處在所難免，所論觀點也屬一孔之見，歡迎讀者和朋友們批評指正。
參考文獻
[1] 采礦手冊[M]. 冶金工業出版社，1991，(6).
