摘要:为了解决风机直接起动造成矿井安全隐患,采用电机串液阻降压软起动方式。经现场多次起动试验,各项实测数据表明完全符合矿井安全生产要求。在整个启动过程中机械设备和电气设备均没有受到大电流冲击,完全满足系统安全要求。
关键词:液态软起动装置;矿井通风机;电机串液阻降压
中图分类号:TD528文献标识码:A
文章编号:1009-2374 (2010)30-0011-02
1系统概况
张集矿是年产1300万吨高产、高效现代化矿井,共分中央区、北区及风井区三个区,中央区及北区各有一套主通风机往井下供风,随着张集煤矿采区不断延伸,为了解决张集矿西三采区供风不足,在西风井安装2台通风机做为井下通风使用,其中风机使用豪顿华公司生产的型号为ANN-3900/2000N动叶可调轴流风机,驱动电机使用ABB公司型号为AMI630L8W BAH三相异步电机(6000kV,386A,3300kW)。
2问题产生
西风井1#、2#通风机高压6kV电源分别引自西风井110kV变电所1#主变和2#主变,西风井罐笼提升机和箕斗提升机也分别引自1#、2#主变,即1#通风机与罐笼提升机同在Ⅰ母线,2#通风机与箕斗提升机同在Ⅱ母线。通风机与提升绞车均为矿井一类负荷,对矿井供电要求必须绝对安全。驱动电机为6kV电压、3300kW大功率电机,风机如果直接起动,将产生极大地起动电流(技术协议约定为5.57In即起动电流为2450A),而西风井2台主变容量均为16000kVA,如此大的起动电流将会对主变造成巨大冲击,在机械方面对电机轴、联轴机构、轴承座造成机械冲击也极大。电流冲击对电动机绕组破坏极大,对电网电压及同网设备也有很大影响,使西风井变电所同母线侧其他负载端电压压降很大,有可能使正在运行中的矿井提升机急停,给矿井设备安全运行造成极大威胁。
3解决方案
为了解决矿井通风机大功率电机起动造成矿井供电系统不稳定,尤其对矿井提升系统造成潜在的隐患,西风井通风机采用电机串液阻降压软起动方式。对于大功率高压电动机在电网短路容量及变压器容量不是足够大或瞬时机械冲击过大时,是最佳起动方式之一,因此张集矿西风井通风机采用液阻软起动方式。
3.1软起动技术原理
西风井2台通风机电机分别串接上海追日电气公司生产的2台GZYQ2-3500/6型液阻柜,星型接法。按技术协议要求在起动过程中6kV母线压降不能大于15%额定电压,起动最大电流控制在1500A以内。电机起动时,在电动机定子回路串入一特制液体电阻,该电阻在电机起动初始时刻自动投入,阻值在预定起动时间内均匀无级减小,从而达到改变电动机端电压,使电机转速平滑上升,平稳限制主电机电流,当电机转速接近额定转速时,主机电流下降,并在阻值几近为0时刻自动切除液阻,实现平稳运行完成起动过程。
3.2起动过程分析
如图1液阻软起一次系统图所示:1QF为主电机运行断路器常开触点,2QF为电机投入断路器常开触点,3QF为串接液阻柜断路器常开触点,5RS 为液阻。液阻的三相电阻由相互绝缘的三个绝缘箱体构成,每个箱体内部分别盛有电液以及一组相对独立的导电极板,一动一定,动极板组通过柜体上部的传动机构及控制系统控制运行。起动开始后动定极板间距离最大,当风机开始起动时,1QF闭合,3QF 闭合,电机开始串液阻缓慢走遍起动,瞬间最大起动电流为1216A,电压最大压降为5435V。随着电动机转速的上升,动定极板间距逐渐接近,电液电阻均匀减小,电流逐渐增大,整个起动过程均匀升速,液阻无级切除,当电机达到额定转速743rpm时,动定极板间的电阻接近为零,此时3QF断开,液阻柜被断开,2QF闭合,电机电流迅速从1216A下降到128A,此时,起动过程完成,软起动结束,主电机进入运行状态。
3.3起动效果
整个软起动过程从液阻投入到切除共用了29秒,起过程中最大母线压降9.5%的额定电压,实际起动电流为额定电流3.15倍,远低于技术协议上约定5.57倍。各项实测数据表明完全符合矿井安全生产要求。
4液阻软起动可行性研究分析
通过张集矿西风井通风机电机串液阻软起动过程可行性分析得出,整个启动过程中机械设备和电气设备均没有受到大电流冲击,未对110kV变电所主变及线路造成冲击,也未对运行中的提升绞车造成任何影响,因此通风机采用液阻软起动方式是符合西风井现场安全生产,确保了矿井安全生产,是一种较好的起动方式。
液阻软起动有如下优点:
(1)对起动过程可预先进行计算,然后确定最佳的起动参数,并能在规定时间内完成起动过程。
(2)能有效控制起动电流,减小大功率电机起动时对地面变电 所电网及主变的冲击,降低对电网容量的要求。
(3)起动平稳,加速均匀,减轻了起动过程对机械和电气设备的冲击,延长电动机寿命。
(4)起动速度快、安全性好,可连续起动3次以上,维护方便。
参考文献
[1] 商景泰. 通风机实用技术手册[M]. 机械工业出版社,2005.
[2] 孙研.通风机选型实用手册[M].机械工业出版社,1999.
作者简介:张长弓(1977-),男,淮南矿业集团张集煤矿助理工程师,研究方向:机电设备技术。