發(fā)布時(shí)間：2023-02-07 22:39:03
序言：寫(xiě)作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的礦井供電交流材料樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
【關(guān)鍵詞】井下；供電系統(tǒng)；漏電保護(hù)
科學(xué)家們已成功研制出了多種漏電保護(hù)器如電壓型漏電保護(hù)器和電流型漏電保護(hù)器。由于這些保護(hù)器能有效地預(yù)防人身觸電事故的發(fā)生，所以在生活中這些漏電保護(hù)裝置隨處可見(jiàn)。關(guān)于漏電保護(hù)裝置的工作原理，說(shuō)起來(lái)也十分簡(jiǎn)單，就是漏電保護(hù)裝置在機(jī)電設(shè)備的漏電檢測(cè)電流大于設(shè)定值或人畜觸電時(shí)可以做出快速的反應(yīng)，將電流切斷，徹底避免或減緩事故的擴(kuò)大化。從而保障了人身及設(shè)備的安全。相比而言，在情況復(fù)雜的礦井下，供電系統(tǒng)及機(jī)電設(shè)備更是容易發(fā)生類(lèi)似的漏電事故，所以，必須要采取漏電保護(hù)技術(shù)來(lái)保證礦井工作的安全進(jìn)行。
1.井下低壓電網(wǎng)發(fā)生漏電的危害
煤礦井下低壓電網(wǎng)大部分在采區(qū)，環(huán)境惡劣，工作人員和生產(chǎn)機(jī)械比較集中，電網(wǎng)若發(fā)生漏電，將導(dǎo)致以下危險(xiǎn)：
1.1引起人身觸電
當(dāng)電氣設(shè)備因絕緣損壞而使外殼帶電時(shí)，工作人員接觸外殼就會(huì)導(dǎo)致人身觸電事故。這時(shí)入地電流的一部分將要從人體流過(guò)，會(huì)造成人員傷亡。工作人員觸及刺破橡套電纜外護(hù)套而暴露在空氣中的芯線是一種更為嚴(yán)重的人身觸電，此時(shí)入地電流大部分流經(jīng)人體，因此對(duì)人員的危害性更大。
1.2引起瓦斯及煤塵爆炸
我國(guó)大部分煤礦都有瓦斯和煤塵爆炸的危險(xiǎn)，當(dāng)井下空氣中的瓦斯或煤塵達(dá)到爆炸濃度且能量達(dá)到0.28MJ的點(diǎn)火源時(shí)，就會(huì)發(fā)生瓦斯或煤塵爆炸。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單線接地或設(shè)備發(fā)生單相碰殼時(shí)，在接地點(diǎn)就會(huì)產(chǎn)生電火花，若此時(shí)電火花具有足夠的能量，就可能點(diǎn)燃瓦斯或煤塵。
1.3使雷管無(wú)準(zhǔn)備引爆
漏電電流在其通過(guò)的路徑上會(huì)產(chǎn)生電位差，漏電電流的數(shù)值越大，所產(chǎn)生的電位差就越大，如果電雷管兩端引線不慎與漏電回路上具有一定電位差的兩點(diǎn)相接觸，就可能發(fā)生電雷管無(wú)準(zhǔn)備爆炸的事故。
1.4燒損電氣設(shè)備，引起短路事故
長(zhǎng)期存在漏電電流，尤其是兩相的過(guò)渡電阻因接地而產(chǎn)生的漏電電流，在通過(guò)設(shè)備絕緣損壞處時(shí)會(huì)散發(fā)出大量的熱，使絕緣進(jìn)一步損壞，甚至使可燃性材料著火燃燒。長(zhǎng)期存在的漏電電流及電火花使漏電處的絕緣加快損壞，破壞相間絕緣而造成短路，形成更大的故障，對(duì)礦井安全造成嚴(yán)重威脅。
1.5嚴(yán)重影響生產(chǎn)，一旦電網(wǎng)發(fā)生漏電，必須停電處理
漏電故障的處理時(shí)間很長(zhǎng)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)，降低煤炭企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益；而且停電使局部通風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)，通風(fēng)惡化，形成瓦斯積聚，又會(huì)威脅礦井安全。
2.漏電保護(hù)原理
2.1附加直流電源漏電保護(hù)
如果檢漏繼電器上歐姆表顯示電網(wǎng)各相對(duì)地的絕緣阻值都有較大的下躍，那么電網(wǎng)必定是發(fā)生漏電等故障。為了精確控制電網(wǎng)對(duì)地絕緣阻值的變化，可以在電網(wǎng)與地間通過(guò)一個(gè)的直流電流，如果電流的控制準(zhǔn)確，那么電流的大小就能表征電網(wǎng)對(duì)地絕緣阻值的變化。這樣，通過(guò)簡(jiǎn)單地檢測(cè)這條附加電流的變化就能有效地監(jiān)測(cè)漏電。
2.2零序電流保護(hù)
在漏電故障發(fā)生后，故障處電網(wǎng)三相中每一相上都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓，即零序電壓。每一相上出現(xiàn)的零序電壓都是相等的，而且方向也相同。有零序電壓作用于絕緣電阻上必定會(huì)產(chǎn)生電流，及零序電流。由于變壓器中性點(diǎn)與地之間沒(méi)有零序電流通路，所以變壓器內(nèi)部沒(méi)有零序電流通過(guò)，而零序電流只能在絕緣電阻和故障點(diǎn)之間，即M—N線路通過(guò)。由此可見(jiàn)，對(duì)于單一支路來(lái)講，在電源端裝設(shè)零序電流保護(hù)裝置，不能反映該線路的故障。對(duì)于多支路的單側(cè)電源輻射式電網(wǎng)中，如果有一個(gè)支路發(fā)生故障，那么各個(gè)分支路中都將有零序電流通過(guò)，這些分支上的零序電流匯集到故障處后就集中構(gòu)成了通過(guò)故障處的電流。故障線路始端保護(hù)裝置通過(guò)的電流遠(yuǎn)大于非故障線路始端保護(hù)裝置通過(guò)的電流，利用這種關(guān)系，構(gòu)成了有選擇性的零序電流保護(hù)裝置。
2.3零序功率方向保護(hù)
根據(jù)零序電壓和零序電流可以做出以下針對(duì)性措施：首先，據(jù)零序電流、電壓值的變化來(lái)確定漏電的發(fā)生地點(diǎn)；其次，如漏電發(fā)生在供電系統(tǒng)內(nèi)，則通過(guò)支路零序電流、電壓的關(guān)系來(lái)判斷故障發(fā)生所在的支路；最后由跳閘來(lái)實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)的目的。
3.漏電保護(hù)技術(shù)在煤礦井下供電系統(tǒng)中應(yīng)用
BJJ1-2-660/380x型選擇性檢漏繼電器是北京市紅星防爆電器廠研發(fā)制作的高性能防爆繼電器，適用于含有爆炸性危險(xiǎn)氣體（甲烷空氣混合物及煤塵）的礦井硐室中，可作為交流660/380V中性點(diǎn)不接地供電系統(tǒng)中有選擇性檢測(cè)漏電保護(hù)裝置。該裝置的主要功能：在交流660/380V中性點(diǎn)不接地供電系統(tǒng)中，利用零序方向原理實(shí)現(xiàn)4條支路的不對(duì)稱(chēng)漏電的選擇性保護(hù)；利用附加電流原理，實(shí)現(xiàn)對(duì)稱(chēng)漏電保護(hù)和不對(duì)稱(chēng)漏電的后備保護(hù)：有電網(wǎng)不停電可進(jìn)行試驗(yàn)的功能；和高壓開(kāi)關(guān)配合，可實(shí)現(xiàn)從變壓器到饋電開(kāi)關(guān)區(qū)間漏電的所謂“5m保護(hù)”；可對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行絕緣監(jiān)測(cè)；對(duì)漏電跳閘有信號(hào)顯示。該保護(hù)裝置包括兩組插件，一組安裝在低壓供電系統(tǒng)總檢漏繼電器中，另一組安裝在各支路饋電開(kāi)關(guān)DW80里，對(duì)于12條支路以內(nèi)的低壓供電系統(tǒng)可以做到選擇性漏電保護(hù)。這種產(chǎn)品運(yùn)用于礦井下低壓電網(wǎng)時(shí)具有較高的準(zhǔn)確性和可靠性，而且漏電時(shí)的反應(yīng)速度很快，這樣肯定能減少因漏電帶來(lái)的損失和漏電事故影響。也可以防止向漏電線路強(qiáng)送電，從而增強(qiáng)了井下低壓供電的安全性和可靠性，可帶來(lái)十分明顯的經(jīng)濟(jì)效益。從煤礦的長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展來(lái)說(shuō)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
煤礦井下低壓網(wǎng)路的漏電將造成外露火花，有點(diǎn)燃瓦斯和煤塵的危險(xiǎn)，漏電還可能會(huì)造成人體觸電事故。因此，對(duì)井下低壓電網(wǎng)進(jìn)行漏電保護(hù)，是一項(xiàng)重要的安全措施。它的主要作用有：第一，時(shí)常查看檢漏繼電器的歐姆表，密切注意其數(shù)值的變化情況，以此確定電網(wǎng)對(duì)地是否絕緣，根據(jù)電阻值來(lái)進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)整；第二，通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)對(duì)地絕緣阻值降至設(shè)定動(dòng)作值或工作人員觸及一相帶電導(dǎo)體和電網(wǎng)一相接地時(shí)，漏電保護(hù)器會(huì)自動(dòng)觸發(fā)，切斷電源以預(yù)防事故的擴(kuò)大化；第三，如果危險(xiǎn)已經(jīng)發(fā)生，如人已觸及電網(wǎng)，那么，通過(guò)補(bǔ)償人體電容電流的方式來(lái)削減通過(guò)人體的觸電電流使觸電電流最低化，使得人員的安全性得到提升。另外，當(dāng)電網(wǎng)一相接地時(shí)，也可以減少接地故障電流，防止瓦斯、煤塵爆炸。
4.結(jié)論
因此，要重視供電系統(tǒng)的管理工作，結(jié)合礦井的實(shí)際，加大對(duì)電氣設(shè)備維護(hù)和更新的投入，確保供電系統(tǒng)的正常工作。另外還應(yīng)加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備的基礎(chǔ)管理，建立健全各相管理制度，確保嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)章制度。最后還應(yīng)注意的是礦井下工作人員的機(jī)電安全思想教育工作，切實(shí)從思想的高度上提升干部和員工的工作責(zé)任心，減少煤礦供電系統(tǒng)中漏電故障，確保井下安全供電。只有這樣，才能確保礦井沿著安全、和諧、健康的發(fā)展道路穩(wěn)步前進(jìn)。
【參考文獻(xiàn)】
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[2]王新文.事故短信平臺(tái)在煤礦供電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2010（05）.
本人以袁店二井煤礦主變電所設(shè)計(jì)為依據(jù)，詳細(xì)分析了該變電站供電電源可靠性、主變壓器的選擇、接地網(wǎng)設(shè)置、礦進(jìn)突發(fā)掉電事故防范措施等，供煤礦變電站維護(hù)人參考。
關(guān)鍵詞：袁店二井煤礦35KV變電所 供電可靠性 事故預(yù)防
中圖分類(lèi)號(hào)：X752 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
1、主變電所設(shè)計(jì)
1、1 主變電所負(fù)荷
（1）礦井經(jīng)無(wú)功補(bǔ)償后折算至35kV側(cè)母線的計(jì)算負(fù)荷：
有功功率：11385 kW
無(wú)功功率：4385 kVar
視在功率：12200 kVA
功率因數(shù)：0.933
（2）全年電耗指標(biāo)。
礦井年耗電量約4700萬(wàn)kW·h/a，噸煤電耗為41kW·h/t（不含選煤廠）。
1.2 主變壓器選擇
主變壓器選用2臺(tái)SZ9-12500/35 型35/6kV、12500kVA有載調(diào)壓變壓器，正常時(shí)二臺(tái)主變同時(shí)工作，分列運(yùn)行，負(fù)荷率為47.5%，事故保證系數(shù)為100%，采用有載調(diào)壓的調(diào)壓方式。
1.3 電氣主接線及主要電氣設(shè)備
變電所35kV系統(tǒng)采用單母線分段的主接線方式，安裝KYN37-40.5戶內(nèi)型真空開(kāi)關(guān)柜10臺(tái)。6kV主接線亦采用單母線分段，正常情況下6kV母線分列運(yùn)行。所內(nèi)安裝KYN28-10型真空開(kāi)關(guān)柜38臺(tái)。
變電所內(nèi)的動(dòng)力、照明及直流屏的充電、浮充電等所用的交流電源，取自所內(nèi)設(shè)置的50kVA所用變柜和6/0.4kV變電所低壓回路?？刂菩盘?hào)、繼電保護(hù)以及事故照明等電源取自容量為100Ah的蓄電池直流屏。
變電所設(shè)6kV無(wú)功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置兩套，對(duì)高壓無(wú)功進(jìn)行集中補(bǔ)償，兩套裝置共補(bǔ)償無(wú)功功率4500 kVar。
采用微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)變動(dòng)所進(jìn)行監(jiān)控和保護(hù)。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的監(jiān)控功能主要有：主變及回路的負(fù)荷、溫度、電流、電壓及各開(kāi)關(guān)狀態(tài)監(jiān)視；各斷路器的遠(yuǎn)動(dòng)及就地操作；屏幕顯示主接線系統(tǒng)圖，各開(kāi)關(guān)狀態(tài)及動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；微機(jī)保護(hù)信號(hào)采集，包括保護(hù)動(dòng)作信息、事件順序記錄；系統(tǒng)事故記錄，包括開(kāi)關(guān)狀態(tài)變位記錄、事件順序記錄；提供各種數(shù)據(jù)計(jì)算、分析功能。可實(shí)現(xiàn)的保護(hù)功能主要有：主變縱聯(lián)差動(dòng)、過(guò)電流、過(guò)負(fù)荷、瓦斯及溫度保護(hù)；35kV進(jìn)線保護(hù)；35kV及6kV的母線分段斷路器電流速斷及過(guò)電流保護(hù)；35kV及6kV PT的系統(tǒng)接地、PT斷線保護(hù)；6kV饋線電流速斷、過(guò)電流、過(guò)負(fù)荷及單相接地保護(hù)。
焦樓變電所35kV母線最大運(yùn)行下短路容量為797.6MVA，最小運(yùn)行方式下408.0 MVA。經(jīng)濟(jì)算礦井35kV母線最大運(yùn)行下短路容量為156.2MVA，最小運(yùn)行方式下133.1MVA；6kV母線最大運(yùn)行下短路容量為78.1MVA、7.2kA，最小方式72.0MVA、6.6kA。
35kV變電所6kV出線最小交聯(lián)聚乙烯電力電纜截面為35mm2，出線電流互感器最小變比為50/5。
1.4 接地方式和接地網(wǎng)設(shè)置
35kV進(jìn)線及母線均設(shè)避雷器，防止過(guò)電壓對(duì)系統(tǒng)的影響。6kV母線設(shè)避雷器，饋出柜安裝過(guò)電壓保護(hù)器，防止雷電及操作過(guò)電壓。
經(jīng)計(jì)算本礦達(dá)產(chǎn)時(shí)的6kV單相最大接地電容電流值可達(dá)到19.5A。35kV變電所內(nèi)設(shè)計(jì)安裝二套消弧消諧裝置，以抑制單相弧光接地產(chǎn)生的事故，防止弧光接地過(guò)壓及諧振過(guò)壓對(duì)設(shè)備絕緣的破壞。
變電所屋頂設(shè)避雷帶，以保護(hù)變電所及其電氣設(shè)備不受直接雷影響。
2防止礦井突然停電措施
2.1礦井電源線路設(shè)有兩回路，分別取自焦樓變電所35kV不同段母線。兩回電源線路，路徑分開(kāi)，一回路運(yùn)行可保證本礦全部負(fù)荷。
2.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)備用的電源線路長(zhǎng)期監(jiān)控以確保備用回路為完好狀態(tài)。
2.3變電所設(shè)二臺(tái)主變，正常情況下二臺(tái)主變同時(shí)工作，事故狀態(tài)下一臺(tái)主變可擔(dān)負(fù)全礦井負(fù)荷。
2.4礦井所有一、二級(jí)負(fù)荷高低壓供電均為雙電源供電，引自兩段母線上，每一路電源負(fù)荷保證率均為100%。
3地面變電所事故及防治措施
3.1可能發(fā)生的事故
洪澇災(zāi)害或雨雪的侵入可使電器設(shè)備受潮而影響絕緣水平及使用壽命，并可能危及人身安全。大氣過(guò)電壓更會(huì)使設(shè)備毀壞產(chǎn)生故障、引起火災(zāi)。假如有小動(dòng)物進(jìn)入了電器設(shè)備里會(huì)引起短路事故，造成停電，影響生產(chǎn)和井下工作人員的安全。當(dāng)電器設(shè)備或電纜線路等發(fā)生事故時(shí)，由于繼電保護(hù)未及時(shí)動(dòng)作切斷故障回路，將會(huì)引起電氣事故的擴(kuò)大，影響生產(chǎn)并危及人身安全。另外，由于主、副井提升機(jī)的變流設(shè)備以及其它非線性設(shè)備的投入運(yùn)行，將會(huì)在礦井6kV電網(wǎng)上產(chǎn)生高次諧波影響并破壞電氣設(shè)備（電動(dòng)機(jī)、變壓器、并聯(lián)電容器、計(jì)算機(jī)、繼電器、通信設(shè)備）的正常工作，減少設(shè)備的服務(wù)壽命。當(dāng)?shù)V井6kV電網(wǎng)上的電容電流超過(guò)規(guī)程允許值時(shí)，也會(huì)影響礦井的安全生產(chǎn)。
3.2防治措施
3.2.1變電所選址時(shí)，既考慮了進(jìn)出線方便及供電負(fù)荷距等因素，又照顧到了防止洪澇的形成及排水的便利，變電所標(biāo)高位于百年一遇的洪水位之上，建筑物室內(nèi)地面高出屋外地面0.3m。變電所位置選擇工業(yè)場(chǎng)地南側(cè)，該位置無(wú)安全隱患，并且高壓進(jìn)出線方便。
3.2.235kV及6kV配電裝置均選用金屬鎧裝移開(kāi)式封閉開(kāi)關(guān)柜，其分?jǐn)嗄芰Υ笥谙到y(tǒng)短路電流，并具備“五防”功能，配置的真空斷路器無(wú)可燃物質(zhì)。進(jìn)入6kV配電裝置室的母線采用全封閉的母線橋，使人和小動(dòng)物均不可能接觸帶電部分。
3.2.3電力變壓器室：主變壓器設(shè)有差動(dòng)、過(guò)流、過(guò)負(fù)荷以及瓦斯、溫度保護(hù)。每臺(tái)變壓器下部均設(shè)有鵝卵石層及可以儲(chǔ)存100%變壓器油的儲(chǔ)油池，保證在發(fā)生任何漏油事故時(shí)將油迅速冷卻并存在油池中。
3.2.435/6kV變電所電纜溝中一、二級(jí)負(fù)荷電纜均分設(shè)于不同的電纜側(cè)的電纜支架上，并且選用阻燃型電纜。電纜進(jìn)出口均采取了防火封堵措施。
3.2.5變電所內(nèi)設(shè)有技術(shù)先進(jìn)的微機(jī)繼電保護(hù)、控制、信號(hào)、監(jiān)控裝置，35kV及6kV各饋出回路均安裝了各種保護(hù)，當(dāng)發(fā)生任何故障如短路、過(guò)電流等容易導(dǎo)致電弧的事故均可及時(shí)切除，其中短路故障切除時(shí)間小于0.2s，并發(fā)出警報(bào)，同時(shí)傳送至礦井總調(diào)度室。所有的保護(hù)設(shè)備動(dòng)作靈敏度均達(dá)到規(guī)程要求。
3.2.6變電所建筑包括門(mén)、窗等均采用不燃性材料，其中各配電裝置室、主控室等均設(shè)有兩個(gè)向外開(kāi)的門(mén)。
3.2.7變電所建筑設(shè)有防直擊雷、雷電波侵入、雷電感應(yīng)的保護(hù)及接地裝置。35kV及6kV母線上均設(shè)有避雷器，各饋出線均設(shè)有防止操作過(guò)電壓的設(shè)備。在變電所的工業(yè)場(chǎng)地及建筑物的各層地板內(nèi)敷設(shè)了接地網(wǎng)與均壓帶，所有的電器設(shè)備及金屬件均與接地網(wǎng)多處相連，以減除漏電事故對(duì)人體造成的危害。
3.2.86kV采用小電流接地系統(tǒng)，在變電所所有6kV饋線回路均裝設(shè)選擇性的單相接地故障檢測(cè)裝置，當(dāng)6kV饋線回路發(fā)生單相接地故障時(shí)，則相應(yīng)的保護(hù)裝置動(dòng)作于跳閘或信號(hào)。
3.2.9為減少高次諧波對(duì)6kV電網(wǎng)上電氣設(shè)備的危害，在變電所6kV母線上安裝了諧波濾波裝置。諧波濾波裝置除進(jìn)行諧波治理外，還承擔(dān)6kV電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償。諧波濾波裝置投運(yùn)后，要保證公共連接點(diǎn)上的各項(xiàng)諧波指標(biāo)均能滿足國(guó)家諧波管理標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求，補(bǔ)償后礦井的功率因數(shù)達(dá)到0.95以上。
關(guān)鍵詞：供電基本要求 系統(tǒng)分類(lèi) 安全用電常識(shí)
一、礦井供電系統(tǒng)的分類(lèi)和等級(jí)劃分
1.供電系統(tǒng)的分類(lèi) 在滿足電力用戶對(duì)供電可靠性要求的同時(shí)，又照顧供電的經(jīng)濟(jì)性，這是合理的供電原則之一。無(wú)論在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中還是煤礦企業(yè)中，不同的用電戶對(duì)供電的可靠性要求不完全相同，因此通常將它們分為三類(lèi)：一類(lèi)負(fù)荷、二類(lèi)負(fù)荷、三類(lèi)負(fù)荷。一類(lèi)負(fù)荷：凡因突然中斷供電會(huì)導(dǎo)致人身傷亡事故，或損壞重要設(shè)備且難以修復(fù)，或給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)很大損失者，均屬于這一類(lèi)。顯然煤礦屬于一類(lèi)負(fù)荷。煤礦中的通風(fēng)、排水、升降人員、抽放瓦斯、醫(yī)院等也都屬于一類(lèi)負(fù)荷，又稱(chēng)保安負(fù)荷。因此是煤礦中最重要的用戶，要求供電絕對(duì)可靠。為此，對(duì)這類(lèi)用戶的供電，必須設(shè)有備用電源和備用供電線路。二類(lèi)負(fù)荷：凡因突然中斷供電會(huì)造成大量減產(chǎn)者。如煤礦中專(zhuān)門(mén)用于提升煤和物料的提升設(shè)備、壓風(fēng)機(jī)、井底車(chē)場(chǎng)、采區(qū)變電所等。三類(lèi)負(fù)荷：凡因突然中斷供電對(duì)生產(chǎn)沒(méi)有直接影響者。
2.供電電壓等級(jí)的劃分目前，煤礦井下采用交流電電壓等級(jí)有：6000V、1140V、660V、380V、127V、36V。6000V―為礦區(qū)內(nèi)高壓配電電壓或動(dòng)力電壓。660V―為井下低壓配電電壓或動(dòng)力電壓。1140V―為采煤機(jī)的專(zhuān)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(jī)車(chē)的電壓。
二、井下電氣設(shè)備的三大保護(hù)
1.過(guò)電流保護(hù) 過(guò)電流簡(jiǎn)稱(chēng)過(guò)流。凡是流過(guò)電氣設(shè)備和電纜的電流超過(guò)了它們的額定電流。電氣設(shè)備和電纜出現(xiàn)過(guò)流后，一般會(huì)引起它們過(guò)流，嚴(yán)重時(shí)會(huì)將它燒毀，甚至引起電火災(zāi)和井下瓦斯、煤塵的爆炸。由此可見(jiàn)，電氣設(shè)備和電纜的過(guò)流是一種不正常狀態(tài)。井下常見(jiàn)的過(guò)流故障為短路、過(guò)負(fù)荷、斷相三種
（1）短路 短路是指電流不經(jīng)過(guò)負(fù)載，而是經(jīng)過(guò)電阻很小的導(dǎo)體直接形成回路，其特點(diǎn)是電流很大，可達(dá)到額定電流的幾倍、十幾倍、幾十倍，甚至更大。因?yàn)殡娏骱艽?，發(fā)熱劇烈，如不及時(shí)切除，不僅會(huì)迅速燒毀電氣設(shè)備和電纜，甚至引起絕緣油和電纜著火釀成火災(zāi)，還會(huì)引起瓦斯、煤塵爆炸。
（2）過(guò)負(fù)荷（過(guò)載） 過(guò)負(fù)荷不僅是指它們的電流超過(guò)了額定數(shù)值，而且過(guò)電流的延續(xù)時(shí)間也超過(guò)了允許的時(shí)間。電氣設(shè)備和電纜過(guò)流后，絕緣繞組和絕緣導(dǎo)體的電流密度增加，發(fā)熱加劇。如果過(guò)流的延續(xù)時(shí)間很短，不超過(guò)允許的時(shí)間，電氣設(shè)備和電纜的溫度不會(huì)超過(guò)它們所用絕緣材料的最高允許溫度，因而不會(huì)被燒毀，允許繼續(xù)運(yùn)行，這種情況稱(chēng)為允許的過(guò)載。但是，如果延續(xù)時(shí)間超過(guò)了允許的時(shí)間，電氣設(shè)備和電纜的溫度將升高到足以損壞它們的絕緣，如不及時(shí)切斷電源，將會(huì)發(fā)展成漏電和短路故障，因此也要加以預(yù)防和保護(hù)。引起電纜和電氣設(shè)備過(guò)負(fù)荷的原因，主要有兩個(gè)方面：一是電氣設(shè)備和電纜的容量選擇過(guò)小。另一個(gè)是對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的錯(cuò)誤操作，此外，電機(jī)的端電壓過(guò)低或電機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)，將長(zhǎng)期通過(guò)電機(jī)的啟動(dòng)電流，因而是最嚴(yán)重的過(guò)負(fù)荷。
（3）斷相 三相電源斷一相或三相繞組斷一相，稱(chēng)為斷相或缺相、跑單相。過(guò)流故障有如下的危害：①過(guò)流倍數(shù)較低時(shí)，引起電氣設(shè)備和電纜的溫升超限，縮短設(shè)備使用壽命。②過(guò)流倍數(shù)較高時(shí)，將導(dǎo)致電氣設(shè)備燒毀，甚至引起火災(zāi)和瓦斯、煤塵爆炸事故。過(guò)流倍數(shù)很高時(shí)，會(huì)在電網(wǎng)上造成很大的壓降，影響電網(wǎng)的正常運(yùn)行。過(guò)流保護(hù)的要求：必須有選擇性、可靠性、動(dòng)作迅速、經(jīng)濟(jì)合理。
2.漏電保護(hù) 電網(wǎng)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(diǎn)不接地的電網(wǎng)中，由于某處（或某點(diǎn)）的絕緣損傷而發(fā)生的漏電。分散性漏電則是由于整個(gè)電網(wǎng)或整條線路的絕緣水平降低，而沿整條線路或整個(gè)電網(wǎng)發(fā)生的漏電。漏電的危害：①增加人身觸電的危險(xiǎn)；②增加引起瓦斯、煤塵爆炸的危險(xiǎn)；③可能造成電雷管先期爆炸事故；④可能引起電火災(zāi)；漏電保護(hù)的類(lèi)型有漏電閉鎖和漏電跳閘兩種。所謂漏電閉鎖，是指在開(kāi)關(guān)合閘之前對(duì)電網(wǎng)的絕緣電阻進(jìn)行檢測(cè)，如果電網(wǎng)的對(duì)地絕緣電阻值低于規(guī)定的漏電閉鎖動(dòng)作電阻值，則使開(kāi)關(guān)不能合閘，起閉鎖作用。其多裝在用于直接控制和保護(hù)電機(jī)的磁力起動(dòng)器上。漏電跳閘保護(hù)通常是由檢漏保護(hù)裝置配合自動(dòng)開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
3.保護(hù)接地 保護(hù)接地就是把電氣設(shè)備的金屬外殼和框架，用導(dǎo)線與埋在地下的接地極連接起來(lái)的一種保護(hù)措施。
（1）保護(hù)接地的作用：主要起著分流的作用，可以減少通過(guò)人體的電流和產(chǎn)生電火花的能量，從而避免人身觸電事故和瓦斯、煤塵爆炸事故的發(fā)生。
（2）保護(hù)接地網(wǎng) 從保護(hù)接地的原理可以得知，保護(hù)接地裝置的保護(hù)作用是否可靠，關(guān)鍵在于是否能將它的電阻值降低到規(guī)定的范圍以內(nèi)。我們通常把單個(gè)電氣設(shè)備的接地極稱(chēng)為局部接地極。在安裝時(shí)也要采取一些措施來(lái)降低接地極的電阻。但仍往往降低不到需要的數(shù)值，使它滿足規(guī)定的要求。因此為可靠地預(yù)防人身觸電和瓦斯、煤塵爆炸事故的發(fā)生，對(duì)井下電氣設(shè)備要求建立保護(hù)接地網(wǎng)。
三、安全用電常識(shí)
隨著電氣化程度的迅速提高，盡管井下設(shè)置了漏電保護(hù)和保護(hù)接地等保護(hù)措施來(lái)預(yù)防人身觸電事故的發(fā)生，但觸電事故還是時(shí)有發(fā)生。
1.造成觸電事故的原因
保護(hù)裝置人為或意外的失靈。有些人片面追求生產(chǎn)，忽視安全，人為的甩掉漏電保護(hù)裝置，放松對(duì)漏電保護(hù)和保護(hù)接地裝置的管理，使它們不能可靠地起到保護(hù)作用，造成觸電事故的發(fā)生。電機(jī)車(chē)架線引起人身觸電事故。臨時(shí)性的用電設(shè)備，不按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管理，易造成人身觸電事故。
2.觸電的危險(xiǎn)。觸電的危險(xiǎn)和分類(lèi) 人體觸及的帶電導(dǎo)體或觸及因絕緣損壞而帶電的電氣設(shè)備的外殼，都會(huì)引起人身觸電事故。
觸電對(duì)人體的危害一般分為電擊和電傷兩種情況。電擊是指觸電時(shí)電流通過(guò)人體的內(nèi)部，破壞體內(nèi)器官，多數(shù)情況會(huì)致人死亡，所以是最危險(xiǎn)的。電傷是指電流瞬時(shí)通過(guò)人體的某一局部，造成對(duì)人體外表器官的破壞。觸電危險(xiǎn)的有關(guān)因素 電擊對(duì)人體危害程度和以下主要因素有關(guān)：①電流的大?。虎陔娏鞯姆N類(lèi)；③電流通過(guò)人體的時(shí)間；④人身電阻；⑤接地電壓；⑥電流通過(guò)人體的途徑；⑦、人的生理狀態(tài)；
3.預(yù)防觸電的方法 一般措施：①防止人身接觸或接近帶電導(dǎo)體；②降低使用電壓；③嚴(yán)格遵守各項(xiàng)安全用電作業(yè)制度；
4.觸電后的急救 人觸電后，首先應(yīng)切斷觸電者的電源，使觸電者與電源相脫離。脫離電源的方法很多，如拉掉開(kāi)關(guān)、用絕緣物品將人身與電源拉開(kāi)等。切斷電源以后，應(yīng)立即作心肺復(fù)蘇，同時(shí)立即通知醫(yī)生下井搶救觸電者。
關(guān)鍵詞：礦用絞車(chē)；；提升系統(tǒng)；變頻調(diào)速技術(shù)；PLC
中圖分類(lèi)號(hào)：TD53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1 礦用提升系統(tǒng)控制概述
作為礦山生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一，提升系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著人員、原煤、設(shè)備、材料等的運(yùn)輸任務(wù)，具有用電量高、作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)、工作量繁重、責(zé)任重大等特點(diǎn)。其運(yùn)行水平既關(guān)系著礦山生產(chǎn)的安全，也是礦用機(jī)電系統(tǒng)整體能力的反映和代表。目前，我國(guó)大部分提升絞車(chē)的拖動(dòng)仍依靠交流異步電動(dòng)機(jī)，這類(lèi)電動(dòng)機(jī)由繼電器和接觸器構(gòu)成邏輯控制裝置，通過(guò)轉(zhuǎn)子串切電阻的有級(jí)調(diào)速方式，對(duì)絞車(chē)進(jìn)行控制。但由于采用此類(lèi)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行開(kāi)啟和換擋操作時(shí)，過(guò)大的電流將對(duì)設(shè)備造成沖擊，在降低了控制精度的同時(shí)，也大大縮短了電機(jī)的使用壽命，加之其電量損失大、調(diào)試?yán)щy、維護(hù)工作繁雜等缺點(diǎn)，已不適用于我國(guó)礦井現(xiàn)代化、綜合化、高效化的規(guī)模發(fā)展。在這一背景下，變頻調(diào)速技術(shù)因其具有的啟動(dòng)平穩(wěn)、操作簡(jiǎn)便、調(diào)速范圍廣、故障少等優(yōu)點(diǎn)開(kāi)始受到相關(guān)企業(yè)的關(guān)注。特別是近年來(lái)，隨著基于PLC的變頻調(diào)速在礦用提升系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)日臻成熟，其便捷、可靠、耐用的優(yōu)良性能已經(jīng)得到了廣泛的認(rèn)同，礦用提升絞車(chē)的變頻調(diào)速設(shè)計(jì)及改造已經(jīng)成為促進(jìn)礦山生產(chǎn)安全增效的一大趨勢(shì)。
2 變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理與應(yīng)用效果
2.1 變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理
變頻調(diào)速技術(shù)是通過(guò)改變電機(jī)定子供電頻率從而改變其轉(zhuǎn)速的，運(yùn)行中主要包括將絞車(chē)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)的正常逆變過(guò)程和將其作為發(fā)電機(jī)的能量回饋過(guò)程。其中正常逆變是調(diào)速運(yùn)行的核心，包括正常逆變、整流、以及濾波等三個(gè)部分，這一過(guò)程通過(guò)改變電機(jī)定子的供電頻率來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓以達(dá)到控制絞車(chē)速度的目的。而能量回饋過(guò)程則是由回饋逆變、整流以及輸出濾波等三部組成的?；仞伳孀兊淖饔檬鞘够仞伳孀冚敵鲭妷合辔慌c電網(wǎng)電壓相位相一致。系統(tǒng)中須加入輸出濾波部分，以保證逆變的正常工作，并減少對(duì)電網(wǎng)的污染。此外，鑒于礦區(qū)電壓的波動(dòng)性較大的事實(shí)，系統(tǒng)中還應(yīng)加入一個(gè)剎車(chē)部分，用以提高變頻控制的安全系數(shù)。
2.2 變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用效果
實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)調(diào)速的變頻技術(shù)不但使絞車(chē)在啟動(dòng)、加速、等速、減速、停車(chē)的全過(guò)程中運(yùn)行平穩(wěn)、均勻，減少了速度加減過(guò)程中機(jī)械沖擊導(dǎo)致的設(shè)備故障問(wèn)題，也同時(shí)擴(kuò)展了調(diào)速范圍。而機(jī)械制動(dòng)與安全回路的可靠配合，也使當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)緊急情況或突然停電時(shí)，變頻調(diào)速系統(tǒng)能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械制動(dòng)，從而在最大限度上保證系統(tǒng)的安全。此外，由于變頻調(diào)速具有能量回饋的功能，該技術(shù)在節(jié)電方面也明顯優(yōu)于傳統(tǒng)控制方式，資料顯示，其節(jié)電率高達(dá)30%以上。
3 基于PLC的變頻調(diào)速系統(tǒng)
3.1 PLC在礦用提升系統(tǒng)控制中的作用
PLC即可編程控制器，是一種通過(guò)可編程序的存貯器進(jìn)行邏輯運(yùn)算、算數(shù)運(yùn)算、計(jì)數(shù)、及定時(shí)等操作的電子系統(tǒng)，具有應(yīng)用廣泛、編程簡(jiǎn)單、抗干擾和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。存貯器在執(zhí)行指令時(shí)，通過(guò)數(shù)字的模擬輸入、輸出來(lái)控制各種機(jī)械過(guò)程。采用PLC控制變頻器對(duì)提升機(jī)的提升速度和提升高度進(jìn)行控制，可使制動(dòng)更平穩(wěn)、操作更簡(jiǎn)單，并在大大減小系統(tǒng)體積的同時(shí)，提高其控制精度和安全性能。
3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析
3.2.1 變頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
首先應(yīng)正確選擇系統(tǒng)的變頻器容量。電機(jī)平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩一般為額定轉(zhuǎn)矩的1.7倍，考慮到電源電壓波動(dòng)及需要通過(guò)110%額定負(fù)載的動(dòng)載試驗(yàn)要求等因素，其最大轉(zhuǎn)矩應(yīng)是負(fù)載轉(zhuǎn)矩的1.9倍，為確保安全使用，可通過(guò)提高變頻器容量來(lái)獲得200%負(fù)載力矩值，變頻器輸出電源中含有一定量的高次諧波，使電動(dòng)機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生諧波損耗，因此應(yīng)適當(dāng)增加其電流。其次，在變頻器的選擇上，考慮到絞車(chē)升降過(guò)程中具有較大的慣性，因此必須對(duì)其運(yùn)行能力進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)的要求，對(duì)所有交流電動(dòng)機(jī)的核心變量進(jìn)行控制，并把定子磁通、轉(zhuǎn)矩作為主要控制變量。高速信號(hào)處理器與先進(jìn)的電機(jī)軟件模型相結(jié)合使電機(jī)狀態(tài)更新，對(duì)負(fù)載的變化和瞬時(shí)掉電，能做出迅速響應(yīng)。再次，應(yīng)合理選擇制動(dòng)電阻。由于加成重載下降時(shí)產(chǎn)生的重力加速度可能導(dǎo)致變頻器直流回路的電容因充電而使電壓過(guò)高，因此必須加入制動(dòng)電阻對(duì)其進(jìn)行控制。通過(guò)電阻制動(dòng)，可以有效地實(shí)現(xiàn)電機(jī)的制動(dòng)和減少減速時(shí)間，保證重物就位的可靠性。
3.2.2 PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)首先應(yīng)參考變頻器系統(tǒng)參數(shù)及提升絞車(chē)的具體功能（如最大靜張力差 、最大速度、提升高度、急停需要等），選擇與絞車(chē)運(yùn)行狀態(tài)相適應(yīng)的控制器和傳感器。其次，應(yīng)通過(guò)對(duì)I/O點(diǎn)數(shù)和用戶存儲(chǔ)容量的估算分析選擇PLC的型號(hào)，并從控制速度等要求正確選擇CPU功能和結(jié)構(gòu)。應(yīng)注意的是：PLC工作時(shí)，從輸入信號(hào)到輸出控制存在著滯后現(xiàn)象，為提高其實(shí)時(shí)處理速度，可選擇處理速度較快的PLC，使執(zhí)行一條基本指令的時(shí)間控制在0.5us以內(nèi)。PLC的結(jié)構(gòu)主要有整體式和模塊式兩種，其中模塊式結(jié)構(gòu)組態(tài)靈活、易于擴(kuò)充，因此在控制規(guī)模較大的集散控制系統(tǒng)及遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)中更加適用。
結(jié)語(yǔ)
實(shí)踐證明，與傳統(tǒng)的交流異步電動(dòng)機(jī)控制相比，變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的軟起軟停，在減少機(jī)械沖擊損害的同時(shí)，增加了系統(tǒng)控制的準(zhǔn)確性和安全性，而其與PLC技術(shù)的結(jié)合，更使系統(tǒng)不斷簡(jiǎn)化，并大大提高了設(shè)備的可擴(kuò)展性。技術(shù)人員應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到變頻調(diào)速技術(shù)的重要性，積極做好提升絞車(chē)的變頻改造工作，并不斷積累經(jīng)驗(yàn)，完善其運(yùn)行功能?？梢韵胍?jiàn)，PLC變頻控制技術(shù)必將在未來(lái)的礦山機(jī)電控制領(lǐng)域中發(fā)揮越來(lái)越巨大的作用。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞 防爆；變頻調(diào)速裝置；帶式輸送機(jī)；軟起動(dòng)；節(jié)能；效益
中圖分類(lèi)號(hào)TD5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2010）33-0217-02
1 概述
國(guó)內(nèi)現(xiàn)有大多數(shù)煤礦的皮帶輸送機(jī)一般都采用工頻拖動(dòng)，較少使用變頻器驅(qū)動(dòng)。由于電機(jī)長(zhǎng)期工頻運(yùn)行加之液力耦合器效率等問(wèn)題，造成皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行起來(lái)非常不經(jīng)濟(jì)；同時(shí)由于電機(jī)無(wú)法采用軟起軟停，在機(jī)械上產(chǎn)生劇烈沖擊，加速機(jī)械的磨損；還有皮帶、液力耦合器的磨損和維護(hù)等問(wèn)題都會(huì)給礦井帶來(lái)很大數(shù)額的費(fèi)用問(wèn)題。這對(duì)于現(xiàn)在創(chuàng)建環(huán)境型、節(jié)能型礦井是不相符合的。
屯蘭礦作為年產(chǎn)500萬(wàn)t的大型現(xiàn)代化礦井，自動(dòng)化水平較高，噸煤人工費(fèi)用所占比例不大，而電費(fèi)所占比例隨之增大。為了降低成本，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，節(jié)約電能損耗，屯蘭礦非常重視利用現(xiàn)代調(diào)速技術(shù)節(jié)約能量，現(xiàn)已在帶式輸送機(jī)等大功率設(shè)備上使用變頻調(diào)速裝置，并取得了明顯的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。
2 皮帶機(jī)及變頻器的基本原理
皮帶機(jī)工作原理：皮帶機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪靠摩擦牽引皮帶運(yùn)動(dòng)，皮帶通過(guò)張力變形和摩擦力帶動(dòng)物體在支撐輥輪上運(yùn)動(dòng)。皮帶是彈性儲(chǔ)能材料，在皮帶機(jī)停止和運(yùn)行時(shí)都儲(chǔ)存有大量勢(shì)能，這就決定了皮帶機(jī)的啟動(dòng)時(shí)應(yīng)該采用軟啟動(dòng)的方式。以往屯蘭礦及國(guó)內(nèi)大多數(shù)煤礦都采用液力耦合器來(lái)實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)的軟啟動(dòng)，在起動(dòng)時(shí)調(diào)整液力耦合器的機(jī)械效率為零，使電機(jī)空載啟動(dòng)，電機(jī)的起動(dòng)電流很大，不僅會(huì)引起電網(wǎng)電壓的劇烈波動(dòng)，還會(huì)造成電機(jī)內(nèi)部機(jī)械沖擊和發(fā)熱等現(xiàn)象。同時(shí)采用液力耦合器軟起皮帶時(shí)，由于起動(dòng)時(shí)間短、加載力大容易引起皮帶斷裂和老化，對(duì)皮帶強(qiáng)度要求較高。加之液力耦合器長(zhǎng)時(shí)間工作會(huì)引起其內(nèi)部油溫升高、金屬部件磨損、泄漏及效率波動(dòng)等情況發(fā)生，不僅會(huì)加大維護(hù)難度和成本、污染了環(huán)境，還會(huì)在多電機(jī)機(jī)驅(qū)動(dòng)同一皮帶時(shí)難以解決功率平均和同步問(wèn)題。在這種情況下最好的解決辦法是使用變頻調(diào)速裝置驅(qū)動(dòng)。
變頻調(diào)速裝置是一種電能變換裝置，可將固定頻率、電壓的交流電能變換為頻率電壓可調(diào)的交流電壓，作為交流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源，使電動(dòng)機(jī)獲得無(wú)級(jí)調(diào)速所需的電壓和電流。變頻調(diào)速是通過(guò)改變電機(jī)定子繞組供電的頻率來(lái)達(dá)到調(diào)速的目的。
3 變頻器在帶式輸送機(jī)拖動(dòng)上的應(yīng)用特點(diǎn)
1）優(yōu)越的軟起、軟停特性。防爆變頻調(diào)速裝置的起動(dòng)、停止時(shí)間是任意可調(diào)的，也就是說(shuō)起動(dòng)時(shí)的加速度和停車(chē)時(shí)的減速度任意可調(diào)，而且是平穩(wěn)起動(dòng)；
2）驗(yàn)帶功能。屯蘭礦的原煤運(yùn)輸系統(tǒng)全以帶式輸送機(jī)為主，運(yùn)輸系統(tǒng)檢修維護(hù)的主要工作是皮帶機(jī)的檢修維護(hù)，低速驗(yàn)帶功能是皮帶機(jī)檢修的主要要求，變頻調(diào)整系統(tǒng)為無(wú)極調(diào)速的交流傳動(dòng)系統(tǒng)，在空載驗(yàn)帶狀態(tài)下，變頻調(diào)速裝置可調(diào)整電機(jī)工作在5%~100%額定帶速范圍內(nèi)的任意帶速；
3）平穩(wěn)的重載起動(dòng)。轉(zhuǎn)矩大，沖擊電流很?。?/p>
4）功率平衡。屯蘭礦井下皮帶機(jī)系統(tǒng)多為雙滾筒或多滾筒驅(qū)動(dòng)的大功率電機(jī)，通過(guò)調(diào)整相應(yīng)兩變頻器的速度給定來(lái)調(diào)整兩電機(jī)之間的速度差，便可以任意增大或減小兩驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流差值的大小，因此可以通過(guò)單獨(dú)的控制系統(tǒng)控制各電機(jī)的電流值，通過(guò)調(diào)整各電機(jī)的速度來(lái)使各電機(jī)電流值逐步趨于平衡；
5）降低膠帶張力。由于采用防爆變頻調(diào)速裝置所產(chǎn)生的良好起動(dòng)特性，至少可降低起動(dòng)張力30%，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于降低了起動(dòng)沖擊，皮帶機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)備損耗也隨之降低，尤其托輥及滾筒的壽命成幾倍的延長(zhǎng)；
6）自動(dòng)調(diào)速、節(jié)電效果明顯。在皮帶機(jī)上采用變頻驅(qū)動(dòng)后的節(jié)能效果主要體現(xiàn)在系統(tǒng)功率因數(shù)和系統(tǒng)效率兩個(gè)方面。
（1）提高系統(tǒng)功率因數(shù)
通常情況下，煤礦用電機(jī)在設(shè)計(jì)過(guò)程中放的裕量比較大，工作時(shí)絕大部分不能滿載運(yùn)行，電機(jī)工作于滿電壓、滿速度而負(fù)載經(jīng)常很小，也有部分時(shí)間空載運(yùn)行。由電機(jī)設(shè)計(jì)和運(yùn)行特性知道，電機(jī)只有在接近滿載時(shí)才是效率最高、功率因數(shù)最佳，輕載時(shí)降低，造成不必要的電能損失。這是因?yàn)楫?dāng)輕載時(shí)，定子電流有功分量很小，主要是勵(lì)磁的無(wú)功分量，因此功率因數(shù)很低。采用變頻器驅(qū)動(dòng)后，在整個(gè)過(guò)程中功率因數(shù)達(dá)0.9以上，大大節(jié)省了無(wú)功功率。
（2）提高系統(tǒng)效率
采用變頻器驅(qū)動(dòng)之后，電機(jī)與減速器之間是直接硬聯(lián)接，中間減少了液力耦合器這個(gè)環(huán)節(jié)。而液力耦合器本身的傳遞效率是不高的，且主要是通過(guò)液體來(lái)傳動(dòng)，液體的傳動(dòng)效率比直接硬聯(lián)接的傳動(dòng)效率要低許多，因而采用變頻器驅(qū)動(dòng)后，系統(tǒng)總的傳遞效率要比液力耦合器驅(qū)動(dòng)的效率要高5%~10%。
據(jù)礦井統(tǒng)計(jì)，變頻調(diào)速運(yùn)行比直接工頻運(yùn)行可節(jié)約電能10％~15％。
4 施工安裝及使用效果分析
經(jīng)過(guò)于廠方技術(shù)人員的合作，屯蘭礦于2007年6月在井下南二下組煤膠帶機(jī)上安裝了由唐山開(kāi)誠(chéng)電氣有限公司生產(chǎn)的QJR系列變頻調(diào)速裝置。隨后又在南四集中膠帶機(jī)及12503工作面膠帶機(jī)上安裝此系列變頻調(diào)速裝置。
1）投資
按驅(qū)動(dòng)2臺(tái)315kW電機(jī)計(jì)，每臺(tái)變頻器30萬(wàn)元，共60萬(wàn)元，兩臺(tái)液力耦合器10萬(wàn)元計(jì)。比以往多投資40萬(wàn)元左右。
2）投資回收期計(jì)算
采用變頻調(diào)速裝置驅(qū)動(dòng)后，按節(jié)電12%，每度電費(fèi)為0.36元，年生產(chǎn)天數(shù)300天，日生產(chǎn)時(shí)間為18小時(shí)（集中帶式輸送機(jī)工作時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于此時(shí)間），光靠電費(fèi)的回收期為：
Y=200000/315×12%×18×300×0.36=2.7年
3）節(jié)省維修及人力費(fèi)用
使用變頻調(diào)速裝置后對(duì)系統(tǒng)電網(wǎng)和機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備基本無(wú)沖擊，大大延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，減少了大量維護(hù)費(fèi)用及停產(chǎn)造成的煤炭產(chǎn)量的損失。屯蘭礦的該防爆變頻調(diào)速裝置安裝至今近兩年，一直穩(wěn)定運(yùn)行，除正常清潔維護(hù)外，基本沒(méi)有發(fā)生停產(chǎn)檢修故障，這無(wú)疑節(jié)約了維修成本又保證礦井的生產(chǎn)不受損失。同時(shí)也節(jié)約了人力資源，相應(yīng)地提高了礦井生產(chǎn)率。
由此可以看到，屯蘭礦在帶式輸送機(jī)上安裝變頻調(diào)速裝置，具有十分可觀的直接經(jīng)濟(jì)效益和間接的經(jīng)濟(jì)效益。
5 結(jié)論
我國(guó)是世界上的產(chǎn)煤大國(guó)，又是能源貧乏的國(guó)家之一，而且也是噸煤電耗比較高的國(guó)家。我們要?jiǎng)?chuàng)造出一條以低能耗實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的新路，節(jié)能降耗實(shí)為明智之舉。
從屯蘭礦的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)看采用防爆變頻調(diào)速裝置驅(qū)動(dòng)皮帶機(jī)徹底解決了帶式輸送機(jī)的軟起、軟停運(yùn)行方式，大大提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)和系統(tǒng)效率。系統(tǒng)可根據(jù)負(fù)載的變化情況自動(dòng)調(diào)整輸出頻率及輸出力矩，改變了以前電機(jī)工頻恒速運(yùn)行的模式，在很大程度上節(jié)約了電力能源；液力耦合器的退出更大地節(jié)約了設(shè)備的維護(hù)和維修費(fèi)用。而且此項(xiàng)技術(shù)還可向絞車(chē)、風(fēng)機(jī)、水泵礦井大型設(shè)備推廣使用，對(duì)于建設(shè)節(jié)能型、環(huán)保型社會(huì)發(fā)揮了重要的作用。
參考文獻(xiàn)
[關(guān)鍵詞]斜井提升；PLC；高壓變頻；矢量控制
中圖分類(lèi)號(hào)：TM921.51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2013）06-0258-01
0、概述
傳統(tǒng)的礦井提升機(jī)大多采用交流異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，控制系統(tǒng)多采用繼電器、接觸器控制，調(diào)速方式多為傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，調(diào)速性能差，且運(yùn)行不平穩(wěn)。由于電阻的接人和切除采用接觸器控制，機(jī)械噪音大、線路復(fù)雜、故障率高，給維修帶來(lái)很大難度，不但影響生產(chǎn)和安全，且需投入大量的人工和材料，直接影響礦井提升的安全和效率。
1、高壓變頻調(diào)速電控系統(tǒng)
按設(shè)計(jì)選用JK-2型礦井提升機(jī)，配備電控系統(tǒng)選用的是老式電控，2007年選用MZCP-H系列高壓變頻調(diào)速電控系統(tǒng)。該電控部分為數(shù)字化可編程序邏輯控制器PLC控制，高壓變頻調(diào)速，矢量控制，有源逆變能量回饋系統(tǒng)。主要技術(shù)參數(shù)（如表1）：
2、電控變頻調(diào)速性能
2.1 高壓變頻器
變頻調(diào)速采用MZGP-H系列大功率高壓變頻器。該變頻器包含先進(jìn)的功率單元串聯(lián)疊波技術(shù)、矢量控制技術(shù)、有源逆變能量回饋技術(shù)、配備新穎的全中文操作界面，可靠性高、性能優(yōu)越、操作簡(jiǎn)便。具有四象限運(yùn)行、帶能量反饋、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、低速運(yùn)行轉(zhuǎn)矩大等特點(diǎn)。
2.2 高質(zhì)量電源輸入
輸入側(cè)隔離變壓器二次線圈經(jīng)過(guò)移相，為功率單元提供電源，對(duì)6kV而言相當(dāng)于36V脈沖不可控整流輸入，消除了大部分由單個(gè)功率單元所引起的諧波電流，抑制了網(wǎng)側(cè)諧波；減少無(wú)功輸入，降低供電容量，系統(tǒng)功率因數(shù)大于0.95。
2.3 應(yīng)用變頻器優(yōu)點(diǎn)
（1）可以驅(qū)動(dòng)普通高壓電動(dòng)機(jī)，而不會(huì)增加電機(jī)溫升，降低電機(jī)容量
（2）保護(hù)電機(jī)絕緣不受dv/dt應(yīng)力的損害
（3）不會(huì)因?yàn)橹C波力矩而降低設(shè)備使用壽命。
3、原理
3.1 主電路
MZGP-H系列高壓變頻器采用交直交直接高壓（高高）方式，主電路開(kāi)關(guān)元件為IGBT。由于IGBTN壓所限，無(wú)法直接逆變輸出6kV，lOkV，而因開(kāi)關(guān)頻率高、均壓難度大等技術(shù)難題無(wú)法完成直接串聯(lián)。MZGP H變頻器采用功率單元串聯(lián)，疊波升壓，充分利用常壓變頻器的成熟技術(shù)，因而具有很高的可靠性（如圖1）。
主變壓器原邊為Y型接法，直接與高壓相接。組數(shù)量依變頻器電壓等級(jí)及結(jié)構(gòu)而定，延邊三角形接法，為每個(gè)功率單元提供三相電源輸入。
由于為功率單元提供電源的變壓器副邊繞組間有一定的相位差，從而消除了大部分由單個(gè)功率單元所引起的諧波電流，所以MZGP H變頻器輸入電流的總諧波含量（fnD）遠(yuǎn)小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)5%的要求，并且能保持接近1的輸入功率因數(shù)。
變頻器輸出是將多個(gè)三相輸入、單相輸出的低壓功率單元串聯(lián)疊波得到。這種應(yīng)用形式減小了dv/dt對(duì)電機(jī)絕緣的破壞，并大大削弱了輸出電壓的諧波含量，因?yàn)殡姍C(jī)電感的濾波效果，輸出電流波形更優(yōu)于電壓波形，電壓等級(jí)數(shù)量的增加，大大改善了變頻器的輸出性能，輸出波形幾乎接近正弦波。干式變壓器具有溫度控制儀，為變壓器提供溫度告警和過(guò)熱保護(hù)
3.2 功率單元
功率單元原理；輸入電源端R，S，T接變壓器二次線圈的三相低壓輸出，三相二極管全波整流為直流給電容充電，電容上的電壓提供給由IGBTfH成的單相H形橋式逆變電路。
功率單元通過(guò)光纖接收信號(hào)，采用矢量正弦波脈寬調(diào)制（PWM）方式。功率單元具有有源逆變能量回饋功能，當(dāng)電機(jī)處于制動(dòng)（重物下放）狀態(tài)，電容器上的直流電壓達(dá)到有源逆變起動(dòng)的門(mén)檻電壓時(shí)，電源自動(dòng)起動(dòng)有源逆變，將電機(jī)及其負(fù)載的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，回饋到電網(wǎng)中去。
3.3 控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)由控制器、IO板和人機(jī)界面組成。控制器由三塊光纖板、一塊信號(hào)板、一塊主控板和一塊電源板組成。光纖板通過(guò)光纖與功率單元傳遞數(shù)據(jù)信號(hào)，每塊光纖板控制一相的所有單元。光纖板周期性向單元發(fā)出脈寬調(diào)制（PWM）信號(hào)或工作模式。單元通過(guò)光纖接收其觸發(fā)指令和狀態(tài)信號(hào)，并在故障時(shí)向光纖板發(fā)出故障代碼信號(hào)。
信號(hào)板采集變頻器的輸出電壓、電流信號(hào)和光電編碼盤(pán)信號(hào)，并將模擬信號(hào)隔離、濾波和量程轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換后的信號(hào)用于變頻器控制、保護(hù)，以及提供給主控板數(shù)據(jù)采集。
主控板采用高速單片機(jī)，完成對(duì)電機(jī)控制的所有功能，運(yùn)用正弦波空間矢量方式產(chǎn)生脈寬調(diào)制的三相電壓指令。通～RS232通訊口與人機(jī)界面主控板進(jìn)行交換數(shù)據(jù)，提供變頻器的狀態(tài)參數(shù)，并接受人機(jī)界面主控板的參數(shù)設(shè)置。
人機(jī)界面為用戶提供友好的全中文操作界面，負(fù)責(zé)信息處理和與外部的通訊聯(lián)系，可選上位監(jiān)控而實(shí)現(xiàn)變頻器的網(wǎng)絡(luò)化控制。通過(guò)主控板和IO接口板通訊來(lái)的數(shù)據(jù)，計(jì)算出電流、電壓、功率、運(yùn)行頻率等運(yùn)行參數(shù)，提供表計(jì)功能，并實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的過(guò)載、過(guò)流告警和保護(hù)。通過(guò)RS232通訊口與主控板連接，通過(guò)RS485通訊口與IO接口板連接，實(shí)時(shí)監(jiān)控變頻器系統(tǒng)的狀態(tài)。
IO接口板用于變頻器內(nèi)部開(kāi)關(guān)信號(hào)以及現(xiàn)場(chǎng)操作信號(hào)和狀態(tài)信號(hào)的邏輯處理，增強(qiáng)了變頻器現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的靈活性。IO接口板有處理兩路模擬量輸入和兩路模擬量輸出的能力，模擬量輸入用于處理來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的流量、壓力等模擬信號(hào)或模擬設(shè)置時(shí)的設(shè)置信號(hào)；模擬輸出量是運(yùn)行頻率和輸出電流。
關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)信息資源機(jī)電管理應(yīng)用
煤礦生產(chǎn)過(guò)程主要以井下作業(yè)為主，危險(xiǎn)系數(shù)較高，同時(shí)井下作業(yè)環(huán)境惡劣，生產(chǎn)設(shè)備的操作都十分困難。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)也被應(yīng)用于煤礦機(jī)電管理中，實(shí)現(xiàn)了煤礦機(jī)電管理的現(xiàn)代化和網(wǎng)絡(luò)化，為井下煤礦生產(chǎn)提供了便利，為煤礦生產(chǎn)的安全和高效提供了保障。
1網(wǎng)絡(luò)信息資源的應(yīng)用概述
網(wǎng)絡(luò)信息資源在煤礦機(jī)電管理中的應(yīng)用，主要是煤礦自動(dòng)化控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用。自動(dòng)化控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在WEB技術(shù)的基礎(chǔ)上，在整個(gè)礦區(qū)內(nèi)布置安全監(jiān)控點(diǎn)和預(yù)警系統(tǒng)。應(yīng)用視頻服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)構(gòu)建立數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)控系統(tǒng)，將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和現(xiàn)有的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)整合起來(lái)，形成聯(lián)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)分散監(jiān)控的方式，進(jìn)行集中管理。網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的應(yīng)用，提升了煤礦機(jī)電設(shè)備的安全管理水平，間接提高了煤礦生產(chǎn)的安全性。煤礦機(jī)電管理過(guò)程中應(yīng)用最多的是系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)解決方案，機(jī)電管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)解決方案在傳統(tǒng)煤礦機(jī)電管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，逐漸發(fā)展成為能夠進(jìn)行火災(zāi)監(jiān)測(cè)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、信息管理和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的重要自動(dòng)化系統(tǒng)，在自動(dòng)化系統(tǒng)中深度整合了煤礦工業(yè)的運(yùn)行模式和以太網(wǎng)功能[1]。機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要包括工業(yè)電視系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、投影系統(tǒng)和LED顯示系統(tǒng)，由于系統(tǒng)類(lèi)型的不同，將機(jī)電設(shè)備管理進(jìn)行集成，便于實(shí)現(xiàn)不同子系統(tǒng)之間的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)資源共享，提高自動(dòng)化控制的精度，對(duì)煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行高效管理。針對(duì)分布式自動(dòng)化控制系統(tǒng)而言，它在WEB技術(shù)的基礎(chǔ)上，采集生產(chǎn)過(guò)程中的信息數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)可視化調(diào)度，提高機(jī)電管理的信息化水平，在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)礦井機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控，降低安全事故的發(fā)生幾率，幫助煤礦企業(yè)實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。煤礦企業(yè)機(jī)電管理過(guò)程中的工作重點(diǎn)是加強(qiáng)對(duì)信息資源的應(yīng)用，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、WEB技術(shù)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)的基礎(chǔ)上，處理機(jī)電管理過(guò)程中的信息，實(shí)現(xiàn)多種信息的集成和可視化，構(gòu)建出機(jī)電管理的自動(dòng)化體系。在信息化集成的基礎(chǔ)上，對(duì)多種機(jī)電設(shè)備進(jìn)行集中控制，完善開(kāi)采、供電和運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中的自動(dòng)化管理，促進(jìn)信息流通，保證網(wǎng)絡(luò)信息資源可以多方共享。
2網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在機(jī)電管理中的應(yīng)用
越來(lái)越多的煤礦企業(yè)借助先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化管理體系的完善，將千兆以上的網(wǎng)絡(luò)帶寬應(yīng)用到機(jī)電設(shè)備的管理工作中，為機(jī)電管理自動(dòng)化的提高提供了可靠的保障，同時(shí)將供電系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)、定位技術(shù)和視頻監(jiān)控等措施應(yīng)用到管理過(guò)程中，充分利用網(wǎng)絡(luò)信息資源，加強(qiáng)機(jī)電管理。網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在機(jī)電管理中應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
2.1數(shù)字化信息處理平臺(tái)的應(yīng)用
煤礦企業(yè)在自動(dòng)化管理過(guò)程中安裝光纜，應(yīng)用多臺(tái)交換設(shè)備，在地面建立千兆環(huán)形網(wǎng)。在這個(gè)過(guò)程中不同的交換機(jī)可以應(yīng)用不同的交換設(shè)備，保證在2h內(nèi)延遲。將多個(gè)千兆以上的交換設(shè)備布置在礦井中，為井下的交換設(shè)備分配可以連續(xù)供電的充電設(shè)施，同時(shí)保證有2h的延遲。在安裝好多臺(tái)設(shè)備之后，保障地面與煤礦井下可靠聯(lián)系，形成地面與井下的交流網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)井下生產(chǎn)情況的監(jiān)控，同時(shí)保證在機(jī)電設(shè)備的管理過(guò)程中實(shí)現(xiàn)信息共享和資源整合，對(duì)多種信息進(jìn)行綜合利用的過(guò)程中，提高生產(chǎn)過(guò)程的安全性，為煤礦安全生產(chǎn)提供保障。同時(shí)提高資源利用率，實(shí)現(xiàn)礦井生產(chǎn)的科學(xué)化和現(xiàn)代化[2]。
2.2自動(dòng)化供電設(shè)備和火災(zāi)監(jiān)控的應(yīng)用
煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的機(jī)電管理，存在突發(fā)事件的可能，例如突然斷電故障。斷電故障將會(huì)嚴(yán)重影響到井下生產(chǎn)作業(yè)，針對(duì)這一問(wèn)題，可以充分應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息共享，同時(shí)選用可靠的供電電源，為井下生產(chǎn)作業(yè)提供可靠的電力資源，保證井下生產(chǎn)順利進(jìn)行。在自動(dòng)化供電設(shè)備應(yīng)用的過(guò)程中，需要選擇可靠的防雷設(shè)備，提高供電設(shè)備的抗雷擊能力，避免雷擊導(dǎo)致設(shè)備斷電或者損壞。自動(dòng)化系統(tǒng)中的設(shè)備多為半導(dǎo)體類(lèi)元件，系統(tǒng)的控制部分多為集成線路，如果出現(xiàn)雷電等自然現(xiàn)象，產(chǎn)生的瞬間電流將可能導(dǎo)入系統(tǒng)設(shè)備中，導(dǎo)致瞬間大電流擊穿半導(dǎo)體器件，或者電流通過(guò)導(dǎo)電材料對(duì)整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成影響。在自動(dòng)化設(shè)備的防雷電工作中，一般都是設(shè)立雷電屏蔽系統(tǒng)防止設(shè)備受雷電影響。針對(duì)火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)而言，重要的是火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用，系統(tǒng)自動(dòng)生成火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，主要包含火災(zāi)探測(cè)器和報(bào)警裝置?；馂?zāi)探測(cè)器是煤礦生產(chǎn)自動(dòng)報(bào)警裝置的感觸元件，在應(yīng)用自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的過(guò)程中，感觸元件接收火災(zāi)表現(xiàn)出的物理信息號(hào)，實(shí)現(xiàn)全天候監(jiān)控，根據(jù)火災(zāi)發(fā)生后所表現(xiàn)出的物理信號(hào)，可以將火災(zāi)探測(cè)器分為感溫式探測(cè)器、感煙式探測(cè)器和感光式探測(cè)器等幾種。
2.3實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用
煤礦生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)的核心是在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的終端為主控機(jī)，主要監(jiān)測(cè)的對(duì)象為發(fā)電機(jī)、GIS、電力變壓器、電力電纜、高壓斷路器、避雷器和電力電容器等，這些監(jiān)測(cè)對(duì)象通過(guò)傳感器與在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相連，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中包含前置機(jī)、PXI測(cè)控單元等，再與在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主控機(jī)相連。在對(duì)變壓器、GIS和電力電纜等監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，必須保證機(jī)電設(shè)備的工作狀態(tài)信號(hào)有較高的采樣率，因此可以在系統(tǒng)中加入高速數(shù)據(jù)采集卡和高速示波器實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的采集。電纜箱高頻信號(hào)傳輸?shù)叫盘?hào)調(diào)理單元，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)對(duì)象與調(diào)理單元的對(duì)應(yīng)，最后將PXI測(cè)控單元結(jié)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的巡檢切換，保證監(jiān)測(cè)設(shè)備即插即用。針對(duì)機(jī)電設(shè)備的絕緣電阻和泄漏電流值的監(jiān)測(cè)，可以充分考慮傳感器耦合的直流信號(hào)、交流工頻信號(hào)，在這個(gè)過(guò)程中，非電量信號(hào)的采集并不需要對(duì)采樣率提出較高的要求，因此可以利用嵌入式前置智能節(jié)點(diǎn)進(jìn)行采集。嵌入式智能單元的主要功能是實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，利用總線將信號(hào)接入PXI測(cè)控機(jī)中的串口，利用串行通訊的方法保證數(shù)據(jù)可靠上傳[3]。井下生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)需要設(shè)置多種監(jiān)測(cè)設(shè)備，監(jiān)測(cè)設(shè)備采集數(shù)據(jù)后及時(shí)上傳到中央系統(tǒng)，必須保證自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器端口的科學(xué)性，每個(gè)一定時(shí)間生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)包，經(jīng)數(shù)據(jù)包以DBF格式傳送到中央郵箱中，借助通訊方式實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)應(yīng)用郵箱在紅的數(shù)據(jù)，預(yù)先設(shè)置好數(shù)據(jù)的傳輸路徑，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后導(dǎo)入程序，更新數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)后將信息出來(lái)。為了提高實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)服務(wù)的持續(xù)性，需要建立完善的后臺(tái)導(dǎo)入軟件，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，導(dǎo)入軟件將DBF格式的文件導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)。用戶需要設(shè)置相關(guān)上傳計(jì)劃和上報(bào)時(shí)間，及時(shí)記錄上傳信息。將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)后，對(duì)數(shù)據(jù)的有效性和格式進(jìn)行詳細(xì)的檢查，如果數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤會(huì)及時(shí)記錄到日志中，等待用戶處理。將煤礦井下地面的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行合理的劃分，按照運(yùn)行狀況的不同設(shè)置合理的導(dǎo)出規(guī)則，保證監(jiān)測(cè)總站可以識(shí)別上傳的全部信息。在需要上傳數(shù)據(jù)的情況下，對(duì)所有監(jiān)控點(diǎn)位發(fā)出的信息進(jìn)行審核，制定監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)出，生成固定格式的文件，按照用戶的指令存放在不同的位置。中央監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)及時(shí)對(duì)上傳的監(jiān)控信息進(jìn)行檢查，及時(shí)更正或返回錯(cuò)誤的監(jiān)控信息，必要時(shí)對(duì)系統(tǒng)中的軟件部分進(jìn)行維護(hù)和更新[4]。需要注意的是，針對(duì)各自動(dòng)化系統(tǒng)，需要制定科學(xué)的維護(hù)制度，不同級(jí)別的工作人員明確檢修責(zé)任，將設(shè)備的檢查維護(hù)工作落實(shí)到人員和時(shí)間段內(nèi)。將維護(hù)和管理責(zé)任落實(shí)到每個(gè)工作人員，工作人員定期對(duì)自己管轄的儀表設(shè)備開(kāi)展檢查和維護(hù)工作，將自動(dòng)化設(shè)備分配到組和人，檢修的時(shí)間擴(kuò)散到年、月、周、日的階段，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的故障，最大限度地降低損失。
3結(jié)束語(yǔ)
在經(jīng)濟(jì)建設(shè)不斷發(fā)展的過(guò)程中，信息技術(shù)飛速進(jìn)步，在工業(yè)生產(chǎn)中的作用越來(lái)越大。對(duì)煤炭產(chǎn)業(yè)而言，在應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)信息的過(guò)程中，需要將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電管理，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的重要作用，提高實(shí)際生產(chǎn)中的機(jī)電管理效率，保證煤炭生產(chǎn)的安全，促進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
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機(jī)電設(shè)備安全運(yùn)行管理需要隨時(shí)查詢包括主井運(yùn)輸、副井運(yùn)輸、供電、通風(fēng)、排水、輔助運(yùn)輸、采區(qū)等機(jī)電設(shè)備運(yùn)行過(guò)程的各類(lèi)檔案信息（機(jī)電設(shè)備卡片、領(lǐng)用記錄、維護(hù)記錄、保養(yǎng)記錄、培訓(xùn)記錄檔案等），為了減少手工整理和查詢機(jī)電設(shè)備檔案的工作量，新礦集團(tuán)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行各類(lèi)檔案信息的電子化，通過(guò)快速檢索方式為管理決策部門(mén)提供電子化數(shù)據(jù)支持。實(shí)現(xiàn)集團(tuán)公司及各個(gè)廠礦決策層對(duì)機(jī)電設(shè)備管控?cái)?shù)據(jù)的綜合統(tǒng)計(jì)和輔助決策支持。通過(guò)及時(shí)、有效、快速地抽取機(jī)電設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，為集團(tuán)公司綜合統(tǒng)計(jì)分析提供及時(shí)的數(shù)據(jù)來(lái)源。通過(guò)管理授權(quán)方式實(shí)現(xiàn)決策層對(duì)現(xiàn)有機(jī)電設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的綜合統(tǒng)計(jì)和各種分析比對(duì)報(bào)表及圖表支持。根據(jù)各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)需要，準(zhǔn)確查詢機(jī)電設(shè)備的各種狀態(tài)情況，促進(jìn)新礦集團(tuán)內(nèi)部機(jī)電設(shè)備運(yùn)行管理水平的全面提升。實(shí)現(xiàn)新礦集團(tuán)機(jī)電設(shè)備全生命周期跟蹤管理。機(jī)電設(shè)備全生命周期管理是新礦集團(tuán)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理中的重要組成部分，需要充分結(jié)合集團(tuán)及各級(jí)礦井已經(jīng)建立的機(jī)電設(shè)備運(yùn)行管理體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備各類(lèi)計(jì)劃、到貨、入庫(kù)、領(lǐng)用、移交、回收、維修（內(nèi)修、外修）、質(zhì)量運(yùn)行、借入借出、調(diào)出、內(nèi)部租賃、報(bào)廢、巡檢、培訓(xùn)考核等業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的全過(guò)程跟蹤管理，實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)電設(shè)備的管理狀態(tài)和運(yùn)行狀態(tài)等動(dòng)態(tài)運(yùn)行情況。根據(jù)各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的不同，設(shè)定不同的業(yè)務(wù)預(yù)警提示模型，進(jìn)而加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備的超前檢修、超前保養(yǎng)和超前維護(hù)，做到事故超前預(yù)控，提高機(jī)電設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)機(jī)電事故為零的目標(biāo)。
面向決策支持層信息平臺(tái)面向集團(tuán)決策層面的重點(diǎn)是填補(bǔ)煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行決策信息支持方面的空白。一方面以預(yù)警機(jī)制、風(fēng)險(xiǎn)管理和多維分析等管理手段為基礎(chǔ)，建立簡(jiǎn)捷實(shí)用的信息窗口，采用表格、趨勢(shì)圖、餅圖和柱狀圖等直觀方式及時(shí)為決策層提供礦井機(jī)電設(shè)備運(yùn)行信息，達(dá)到“看得見(jiàn)”的目的。另一方面采用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)追蹤，為新礦集團(tuán)決策層提供及時(shí)、準(zhǔn)確、詳實(shí)、有效的綜合信息，達(dá)到“管得住”的效果。面向管理控制層結(jié)合新礦集團(tuán)的管理模式，實(shí)現(xiàn)新礦集團(tuán)機(jī)電設(shè)備縱向管控與橫向協(xié)同的運(yùn)行機(jī)制。逐步完善礦井機(jī)電設(shè)備運(yùn)行管理機(jī)制，通過(guò)信息平臺(tái)的有效支持，及時(shí)準(zhǔn)確地查詢、提取、篩選基層各類(lèi)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，借助動(dòng)態(tài)監(jiān)控、追溯分析等功能，找出礦井機(jī)電設(shè)備運(yùn)行管理中的問(wèn)題和差距，通過(guò)技術(shù)指導(dǎo)和制度規(guī)范等方式改進(jìn)礦井機(jī)電設(shè)備運(yùn)行管理方法，落實(shí)管理目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)新礦集團(tuán)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行精益管理的目的。面向業(yè)務(wù)執(zhí)行層以機(jī)電設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行參數(shù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，分析新礦集團(tuán)機(jī)電設(shè)備在數(shù)量、質(zhì)量以及結(jié)構(gòu)上的發(fā)展變化規(guī)律和運(yùn)行規(guī)律。提高新礦集團(tuán)相關(guān)部門(mén)的工作效率，實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行信息的快速采集、匯總和分析，為新礦集團(tuán)執(zhí)行部門(mén)及各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)提供豐富有效的決策信息。為了靈活展現(xiàn)分析應(yīng)用，采集到的機(jī)電設(shè)備運(yùn)行信息應(yīng)以圖、表結(jié)合的形式直觀具體地體現(xiàn)業(yè)務(wù)情況，實(shí)現(xiàn)靈活分析。業(yè)務(wù)系統(tǒng)建模部分是新礦集團(tuán)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行管理信息平臺(tái)運(yùn)行的基礎(chǔ)，主要完成機(jī)電設(shè)備運(yùn)行管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)各類(lèi)模型的建立。涉及到的主要功能包括運(yùn)行環(huán)境定義、運(yùn)行日志查詢、數(shù)據(jù)對(duì)象管理、用戶權(quán)限管理、數(shù)據(jù)模型管理、計(jì)算模型管理、分析模型管理和業(yè)務(wù)報(bào)表管理。運(yùn)行環(huán)境定義運(yùn)行環(huán)境定義設(shè)計(jì)功能為用于對(duì)系統(tǒng)使用環(huán)境進(jìn)行定義。
運(yùn)行日志查詢運(yùn)行日志查詢?cè)O(shè)計(jì)功能為用于記錄和查詢登錄人員操作系統(tǒng)相關(guān)功能記錄。數(shù)據(jù)對(duì)象管理數(shù)據(jù)對(duì)象管理設(shè)計(jì)功能為用于維護(hù)各類(lèi)數(shù)據(jù)對(duì)象與系統(tǒng)表及相關(guān)參數(shù)的配置。數(shù)據(jù)對(duì)象管理功能包括數(shù)據(jù)對(duì)象管理、數(shù)據(jù)字典管理、數(shù)據(jù)關(guān)系管理、報(bào)表數(shù)據(jù)導(dǎo)入和導(dǎo)出。用戶權(quán)限管理用戶權(quán)限管理功能包括功能字典維護(hù)和用戶權(quán)限管理。功能字典維護(hù)設(shè)計(jì)功能為定義系統(tǒng)應(yīng)用相關(guān)功能；用戶權(quán)限管理設(shè)計(jì)功能為定義用戶對(duì)應(yīng)的功能權(quán)限和數(shù)據(jù)權(quán)限。數(shù)據(jù)模型管理數(shù)據(jù)模型管理功能包括基礎(chǔ)分類(lèi)字典、數(shù)據(jù)口徑定義、機(jī)電設(shè)備字典、指標(biāo)類(lèi)別和指標(biāo)字典等。（1）基礎(chǔ)分類(lèi)字典?；A(chǔ)分類(lèi)字典包括單位字典、井筒字典、生產(chǎn)廠家字典、油脂類(lèi)別字典、施工單位字典、工作面類(lèi)別字典、降壓站（變電所）字典、普軌分類(lèi)字典、礦車(chē)分類(lèi)字典和鋼絲繩字典等。（2）數(shù)據(jù)口徑定義。數(shù)據(jù)口徑是對(duì)指標(biāo)數(shù)據(jù)規(guī)范的細(xì)分方法，新礦集團(tuán)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行管理信息平臺(tái)中對(duì)數(shù)據(jù)自動(dòng)按單位、日期和指標(biāo)進(jìn)行細(xì)分，除此之外，其他的細(xì)分方法可以由用戶自己定義。數(shù)據(jù)口徑引用機(jī)電設(shè)備管理結(jié)構(gòu)和專(zhuān)業(yè)類(lèi)型等基礎(chǔ)代碼進(jìn)行定義，每個(gè)口徑可以引用一個(gè)或多個(gè)基礎(chǔ)代碼的組合。（3）機(jī)電設(shè)備字典。機(jī)電設(shè)備字典設(shè)計(jì)功能為記錄機(jī)電設(shè)備編號(hào)、名稱(chēng)、規(guī)格、狀態(tài)等關(guān)鍵信息，方便對(duì)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理。（4）指標(biāo)類(lèi)別。指標(biāo)類(lèi)別設(shè)計(jì)功能為完成一組相關(guān)的和相似指標(biāo)集合的定義。指標(biāo)類(lèi)別包括指標(biāo)及指標(biāo)公式、度量及度量公式、校驗(yàn)公式。（5）指標(biāo)字典。指標(biāo)字典設(shè)計(jì)功能為對(duì)已經(jīng)定義好的指標(biāo)類(lèi)別的內(nèi)容進(jìn)行維護(hù)。指標(biāo)字典不能維護(hù)指標(biāo)類(lèi)別，但可以對(duì)指標(biāo)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行查看和維護(hù)等操作。計(jì)算模型管理計(jì)算模型管理設(shè)計(jì)功能為用來(lái)對(duì)指標(biāo)和口徑之間的計(jì)算進(jìn)行定義。計(jì)算模型管理包括插件管理和過(guò)程管理。業(yè)務(wù)報(bào)表管理業(yè)務(wù)報(bào)表管理設(shè)計(jì)功能為提供與電子表格編輯功能類(lèi)似的報(bào)表設(shè)計(jì)界面。業(yè)務(wù)報(bào)表管理提供多種新報(bào)表的創(chuàng)建方式，報(bào)表格式可以通過(guò)外部Excel文件導(dǎo)入，也可以直接使用手工創(chuàng)建。業(yè)務(wù)報(bào)表管理中的表單定義功能可以在報(bào)表格式內(nèi)將預(yù)算指標(biāo)及口徑重新整合，按照用戶自己的習(xí)慣體現(xiàn)預(yù)算指標(biāo)體系的內(nèi)容，這為用戶方便快捷地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集提供了工作平臺(tái)。
機(jī)電設(shè)備信息資源可以在新礦集團(tuán)各個(gè)礦井實(shí)現(xiàn)充分共享，有效地解決了新礦集團(tuán)煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行管理粗放和管理分散的問(wèn)題。新礦集團(tuán)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行管理信息平臺(tái)有利于加強(qiáng)對(duì)各個(gè)礦井機(jī)電設(shè)備的維修及保養(yǎng)。新礦集團(tuán)相關(guān)部門(mén)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后及時(shí)匯報(bào)處理，確保各個(gè)礦井和各區(qū)域機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行，推動(dòng)新礦集團(tuán)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行安全管理水平。新礦集團(tuán)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行管理信息平臺(tái)能夠有效地解決各個(gè)礦井報(bào)送各類(lèi)統(tǒng)計(jì)報(bào)表的效率，節(jié)約了報(bào)表手工往返報(bào)送所產(chǎn)生的材料成本及人工成本，提高了報(bào)送工作的質(zhì)量和效率，提升了報(bào)送管理水平，加強(qiáng)了各個(gè)礦井間的信息交流，推動(dòng)了新礦集團(tuán)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行管理的標(biāo)準(zhǔn)化和協(xié)同化水平。
作者：房希江 李洪 躍 單位：山東能源新汶礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司
