浅谈变频调速技术在煤矿运输系统中的节能应用

科技创新与应用 ｉ ２ ０ ｌ ４ 年 第４ 期
应 用 科 技
浅谈变频调速技术在煤矿运输系统中的节能应用
王朝 福
百度文库
（ 盘江精煤股份公 司月亮田矿 ， 贵州 盘县 ５ ５ ３ ５ ３ ２ ） 摘 要： 随着煤炭行业外部和 内部市场的竞争 ， 煤矿增产增收、 节能降耗 ， 已提升到重要 日程 ， 文章通过变频调速技术在井下运输 系统 中的使 用 效果 分析 ， 节能 效果 ， 设 备 改造 简便 易行 ， 具有 一 定的 推 广应 用价 值 。 关键 词 ： 变频 ； 节能 ； 煤矿 ； 运 输 系统
５ 现场 测 试 选 用 卡流 表 到现 场 测试 ， 通过 对 工频 重 载 、 空 载 和变 频 重 载 、 空 载 测量 ， 数 据 如下 ： 电流测 试登 记 表 （ ２ ）
载货情况 重载
空载
６ 电 量分 析
１ １ 号变频运行 Ｊ １ １ 工频运行 １ ８ ． ８ Ａ Ｉ １ １ ． ２ Ａ ｉ
１前 言
变 频 器是 把 电压 和频 率 固定 不 变 的 交 流 电 变换 为 电压 或 频 率 可变的交流电的装置。 该设备工作原理是把三相或单相交流电变换 为直流 电（ Ｄ Ｃ） ， 然 后再 把直流 电（ Ｄ Ｃ ） 变 换 为 三 相 或 单 相 交 流 电 （ Ａ Ｃ ） 的电气设备 ， 通过改变输 出频率与电压 ， 同时改变 了电机运行 曲线 ， 使电机运行 曲线平行下移 ， 因此变频调速技术可以使 电机 以 较小 的启动电流， 获得较大的启动转矩 ， 变频器已在我矿井下 ＋ １ １ ０ ０ 大巷 主运输系统上安装使用 ， 试运行 ９ ０ 余天 ， 经过现场安装电能计 量表计量和电流值测量 ， 变频开关在运输 系统 中已势在必行 ， 迫切 需利用变频调速技术解决高耗能低效率和“ 大 马拉小车” 不 经济 的 选 型 与设 计 。 ２概 述 我矿 是贵 州 控 股 公 司下 属 分公 司矿井 ， 是西 南 地 区煤 炭 生 产 的 的基 地 ， 矿 井 鉴定 为 煤 与 瓦斯 突 出矿 井 ， 于２ ０ １ ２ 年 ５月份 ， 对＋ １ ４ ０ ０ 大巷 进 行 技 术 改造 ， 将 原有 的 １ ２ Ｔ蓄 电 池 电机 车 ， 改 造 为 现使 用 的 １ ２台 Ｄ Ｔ Ｌ １ ０ ０ ／ ５ ０ 型 固定 胶 带输 送 机 ， 安装 长 度为 ２ ４ ８ ０ 米， 供 电电 压
６ ． ３ Ａ ｌ ｌ ０ ． ５ Ａ
根据＋ １ １ ０ ０运输 系统大巷 ， １ １ ＃和 １ ２ ＃皮带机安装基本参数 ， 则 １ ２号安 装 长度 较 １ １ 号 安 装长 度 多 １ ４米 ， 考虑 安 装数 据不 是 相 同长 度， 应将两 台皮带安装长度换算为 同一工况点 ， 即同等同一厂家设 备、 同等 电动机 功 率 、 同一安 装 长 度 ， 则 １ ２号 皮 带 多 电量 ３ ２ ． ５ ％， 根 据表（ １ ） 和（ ２ ） 数据 得 出 ： ６ ． １ １ ２ ＃ 皮带机（ 普 通 开关 ） ： （ １ １ ９ ． ５ — １ １ ７ ． ２ ） ｘ ９ １ ２ ＝ ２ ０ ９ ７ ． ６ 度。 １ ２ ＃ 皮带机实际用电量为 ２ ０ ９ ７ ． ６ — １ ０ ５ ０ ｘ ３ ２ ． ５ ％＝ １ ７ ５ ６ ． ３ ５ 度。 等级均为 １ １ ４ ０ Ｖ ， 该运输设备选用 ５ ５ Ｋ Ｗ、 ３ ０ Ｋ Ｗ 两种规格 电动机， 共 ６ ． ２ ｌ １ ｝ ｝ 皮 带 机变 频 器开 关 ： （ １ ５ ． １ — １ ２ ． ３ ） ｘ ３ ７ ５ ＝ １ ０ ５ ０度 。 用２ ０台电机 ， 采用一拖一或二拖一方式运行 。 结合控 股公司节能减 根据上述 电量计算 ， 得 出节能为： （ １ ２ ＃皮带机一 １ １ ＃ 皮带机 ） ／ １ ２ ＃ 排要求 ， 股份公司引进新设备 、 新技术 。 皮带机 ， 即＝ （ １ ７ ５ ６ ． ３ ５ — １ ０ ５ ０ ） ／ １ ７ ５ ６ ． ３ ５ ＝ ０ ． ４ ， 则 节 约 电度 ４ ０ ％。 通过电气专业组对所采购的矿用 隔爆兼本质安全型交流变频 ６ ． ３ 同一 载 货 运 行 时 ， １ １ 号工频一 １ １ 号变频＝ （ １ １ ． ２ — ８ ． ８ ） ／ ｌ １ ． ２ ＝ 器安全性能进行前检查 ， 该有“ 产品合格 证 、 煤矿 矿用产品安全标 ０ ． ２ １ ４ ， 则 节约 电 度 ２ １ ． ４ ％。 志” 和安全性能检查 ， 符合煤矿安全规定要求。 于２ ０ １ ３ 年８ 月， 安装 综合 上 述 结论 ， 以４ ２ Ｈ ｚ 、 ３ ０ Ｋ Ｗ 电 机 为例 ， 即购买 一 台 矿用 隔爆 在我 区井 下 主运 输 系统 １ １ 号 皮 带机 上 进 行 试 点 ， １ ２号选 用 普 通 开 兼 本 质 安 全 型交 流变 频 器 投 入 １ ２万元 ， 年节约资金为 ： 工作 １ ８小 关运行和 １ １ 号安装变频运行 ，现场实际调速，该系统运行频率在 时／ 天ｘ ３ ６ ５ 天ｘ ３ ０ ｘ ４ ０ ％ｘ ０ ． ５ ３ 度， 元＝ ４ ． ３ 万元 ， ３ 年 不到 收 回成 本 。 ４ ２ Ｈ ｚ 时， 满 足矿 井 运输 能 力 ， 即为 最佳 节 能频 率 值 。 ７结 论 ３ 安装 基 本参 数 ７ ． １节能 效 果 ， 在２ １ ． ４ ～ ４ ０ ％， 大功 能 的负 载节 能 效果 更 为 明显 。 变 频 器开 关 安 装在 １ １ 号 胶 带输 送 机 上 ，作 为本 台设 备 的启 动 ７ ． ２优化供电设计 ， 实现高电压变低电压的变频供 电新技术 ， 解 开关 ， 并在变频器开的电源侧 ， 安装一 台三相电子式 电能表作为 １ １ 决矿井供电电压等级过多 ， 设备安装繁琐等安全管理 问题。 号 胶带 输 送机 的电 度计 量 ， 同时 ， 在 １ ２号 胶带 输 送机 启 动 开 关 的 电 ７ Ｉ ３变频 调 速技 术 ， 有 效解 决 矿井 设计 初 期 ， 大马 拉小 车 的不 经 源 侧 同样 安装 一 台 三相 电子 式 电能 表 进行 计 量 ， 即安装 数 据 和设 备 济 运行 方式 。 参 数 如下 ： ７ ． ４ 启 动 实现 软启 动 ， 对 电气 设备 的使 用 寿命 延 长 ， 维护 检 修工 ３ ． １ 皮带 机 安 装数 据 ： １ ２号 皮带 机 （ 普通开关） 安装长度 ５ ４米 ， 作 量一 定程 度 降低 。 参 考 文献 电机 功 率 ３ ０ Ｋ Ｗ； １ １ ＃皮 带机 （ 变频开关 ） 安装长度 ４ ０米 ， 电机 功率 ３ ０ＫＷ 。 ［ １ 】 《 计划 用 电》 ， 用 电管理 培 训教 材 ， 水 利 电力 出版 社 ， １ ９ ８ ３年 ７月第 ３ ． ２ 矿用 隔 爆 兼 本质 安 全 型 交 流变 频 器 参 数 ： 型号为 Ｂ Ｐ Ｊ １ — ７ ５ ／ 版． ６ ６ ０ ， 输入 电压 ６ ６ ０ Ｖ， 输入 电流 ８ ５ Ａ， 输 出电压 ０ ～ ６ ６ ０ Ｖ， 输入 电流 ０ — ［ ２ ］ 《 矿山电工学》 高等学校教学用书（ 采掘工程 专业 ） ， 煤炭工业出版 ８ ５ Ａ， 频率 范 围 １ ０ ～ ５ ０ Ｈ ｚ ， 具有 １ １ ４ ０ Ｖ降压 为 ６ ６ ０ Ｖ供 电技 术 ， 防爆 标 社 ， １ ９ ８ ４年 １ ２月 第一 版． 志为 Ｅ ｘ ｄ ［ ｉ ｂ ］ Ｉ ， 数量 一 台 。 ［ ３ ］ 《 煤矿 电＿ Ｔ － 手册》 煤炭工业 出版 出版社 ， １ ９ ８ ７年 １ １ 月第一版． ３ ． ３ 三 相 电子 式 电 能 表 参 数 ： 型号为 Ｄ Ｂ Ｂ 一 ２ ０ ０ ／ １ １ ４ ０ （ ６ ６ ０ ） Ｄ Ｂ Ｂ 一 ［ ４ 】 《 煤矿 安 全规 程 》 中国 法制 出版 出版 社 ， ２ ０ １ １ 年１ １月第 一版 ， 书号 ＳＢ］ ９７ ８ —７ —５ ０９ ３ —２ ６ ２ ７— ５． ４ ０ ｏ ／ １ １ ４ ０ （ ６ ６ ０ ） ， 额定电压 １ １ ４ ０ （ ６ ６ ０ ） Ｖ ， 额定 电流 ２ ０ ０或 ４ ０ ０ Ａ， 即 电流 Ｉ 互 感 器 容量 与 额定 电流值 相 等 ， 数量 两 台 。 ４运 行 数据 统 计 为便于统计数据 ， 按倍率进行换算 ， 则倍率＝ 电流互感器 比值× 电压 互 感器 比值 。 运行 参 数 统计 表 （ １ ）