采煤机用变频调速系统漏电保护技术发展及应用

(整期优先)网络出版时间:2021-11-29
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采煤机用变频调速系统漏电保护技术发展及应用

张志永

天煜恒昇煤业有限责任公司 山西 临汾 041000

摘要:伴随着社会经济的飞速发展,电子技术、机电一体化和自动控制技术在煤矿建设领域得到了广泛的应用。煤炭开采过程中,煤炭运输设备电机驱动系统的节能改造和现代化已成为员工关注的关键问题。并在此基础上讨论了采煤机厂调速泄漏保护技术的发展和应用,以供参考。

关键词:采煤机用;变频调速系统;漏电保护技术;发展及应用

引言

在我国煤矿井下的低压供电系统中,变压器中性点不接地系统得到普遍应用。该系统由于中性点不直接与大地连接,即使发生单相接地,三相电源的相电压和线电压仍然保持着对称关系,只要绝缘足够,对电气设备的正常运行并无影响,不会造成电网系统接地故障后间接引起的二次故障。因此,变压器中性不接地系统特别适合于煤矿井下低压系统电网点多、工作面广、设备复杂的场合。

1采煤机的变频调速装置的选择依据

在选择适当的控制设备时,必须充分考虑各种因素,包括:项目成本、工作要求和其他因素。选择变频调速装置时,有关人员必须遵守以下五个条件。(1)设施的启动扭矩应符合启动重型负荷的要求,保证稳定运行状态,保证机器在重复工作条件下可多次启动,保证设施的负载冲击和反应速度随时达到相关标准。(2)该机构必须能够满足静态机械特性、高硬度和低速扭矩的要求。泡沫运行过程中,收集条件不同,因此无法确保泡沫始终在水平状态下工作,并且在运行过程中可能出现潜在的能量负荷。因此,该装置必须具有一定的应对能力,包括适应摩擦和重力。(3)设施必须能够立即刹车。运行时起泡可能遇到意外情况,此时变频调速方向需要及时响应,设定足够的输出转矩,同时能够通过电子控制系统和机械制动及时响应。(4)该设施的主从驱动电机必须处于同步稳定状态。此要求主要适用于电机、转矩和转速这两个参数的输出。(5)有必要适应困难条件下煤炭开采的需求。采煤工作环境不稳定。当处于恶劣的技术环境中时,该装置必须能够及时散热和消除振动,同时保持装置结构紧凑,便于采煤机行走。

2漏电闭锁保护技术发展

附加直流漏电闭锁保护是煤矿井下应用最常见、最可靠的漏电闭锁保护技术。国家标准MT/T661-2011《煤矿井下用电器设备通用技术条件》中规定了漏电闭锁保护性能相关要求,规定380V工作电压时,单相漏电闭锁整定值7kΩ;660V工作电压时,单相漏电闭锁整定值22kΩ,动作值允许误差+20%。附加直流漏电闭锁保护历经了以下发展阶段:(1)模拟电路阶段经过电压采样、滤波等处理后,通过比较运放电路进行比较,如果发生漏电就翻转,驱动继电器进行保护动作。该方案实现简单,实时性也能满足要求,但保护动作没有选择性,动作值整定较为复杂。(2)数字电路阶段经过滤波处理后,采信的电压信号输入到微控制器中,经过A/D采集处理后,驱动执行机构对变频调速系统进行急停断电保护。该方案动作值整定方便,采样数据便于集成至煤机电控系统。附加直流漏电闭锁方案提高灵敏度的方式:①提高检测回路精度,提高ADC分辨率;②提高附加直流电压,根据TI公司最新设计,可以提供板载隔离式DC500V电源,能够实现高达100MΩ的绝缘电阻测量。附加直流漏电闭锁方案通常用于上电前的绝缘检测,即变频调速系统上电前,并不适用于带电进行绝缘监视。

3变频器控制方式的选择

在选择变频器的控制模式时,相关人员必须选择与电机运行特性相匹配的模式,并确保变频器能够提供电机负载所需的电压和频率,以确保电机系统能够高效节能地运行。发动机驱动系统的不同负载特性导致不同的控制模式。因此,有关人员应根据不同负荷特性适当选择调节模式,实现变频节能控制的目的。从转速控制的实际应用技术领域来看,变频器的主要控制模式是矢量控制(VC)、转矩控制(DTC)和恒压控制(U/F)。由于泡沫塑料的工作空间相对狭窄,运行过程中路面可能不均匀,因此泡沫塑料需要在实际挖掘和采煤过程中使用变频调速系统跟踪速度调整指令,以帮助脱壳机满足延迟和旋转等控制要求。简而言之,变频调速系统的调速方案不高,但对专用办公室的性能和调速有很高的要求,使用该控制系统时,不能出现过压、过流等状况。

4采煤机用变频调速系统漏电保护技术发展及应用

4.1基于定子磁链补偿器的转矩控制

为解决采煤机稳定性差的问题,将定子绕组补偿器添加到变频调速系统中,控制转矩波动幅度,减少振动。当补偿器添加到变频调速系统中时,通过调整系统预测的转矩值并添加数据思考,可以稳定转矩幅度。首先添加低通滤波器以过滤出大量超出关机频率的干扰频率。在变频调速系统中,电磁转矩的估计是由定子磁链决定的,系统中的转矩波动是由未经思考的定子磁链连接速度引起的扰动引起的。因此,可以在过滤器后添加比例积分调节器,以减少定子线流估计引起的偏差。

4.2采煤机无法正常牵引的解决策略

出现此错误后,首先验证牵引按钮是否按下,接触状态是否良好,连接端子是否松动,然后验证可编程控制器(SPS)的输入和输出命令指示是否正确。当所有命令信号正确时,检查测控中心主控制的实际工作状态是否正常。还应注意的是,在三相负载交流电压下是否缺少相位,发动机及其相关负荷箱是否存在接地泄漏,最后跑步机制动器是否完全打开,机械零件是否卡住。

4.3绝缘在线监视功能成为基本需求之一

牵引电机绝缘电阻低是采煤机常见故障之一,可能由以下原因引起:①潮湿或水进入电机绕组线圈,绕组内粉末层和碳化物过多,绕组和出线老化或损坏,接线柱氧化腐蚀,造成绝缘降低;②当牵引回路发生绝缘故障时,大多数情况是由于系统单相单点接地或绝缘电阻降低引起的。因此,漏电保护技术的发展方向之一是牵引电机绝缘在线监测和绝缘电阻动态监测。

4.4采煤机自动调速特性分析

由于采矿规模复杂,操作人员无法预测煤和岩石的变化并作出相应的修正,从而导致其切割引擎的负荷在不同时间发生剧烈变化。目前,在锅炉电气控制系统中使用过载保护电路,以避免因过载而损坏切割机。但是,过载保护电路在很大程度上导致电机在运行过程中频繁停机。此外,还有一些问题:(1)当负荷相对较高时,启动-持续停机将对电网产生重大影响。(2)当负荷相对较低时,由于牵引电动机的牵引速度有限,切割电动机在负荷下工作,大大降低了料斗的工作效率。自动调节曲轴转速是指在遇到具有不同特性的炭纤维时,其发动机功率和拉力会发生变化,然后have会自动调整其运转速度,从而保证发动机全速运转,并在很大程度上避免发动机过载或过载,从而使其能够最大程度的获得更高效率。

4.5零序电流检测

除了零序电压检测外,还可以通过零序电流检测电网绝缘。have牵引电动机功率迅速增加,牵引电动机电缆尺寸大,限制了零序电流互感器在have中的应用。此外,零序电流互感器检测方法不能从根本上解决电网三相不平衡引起的检测故障问题。

结束语

首先,应明确其电气控制系统的工作原理,并根据系统的电路图和相关技术参数对故障原因进行深入分析。第二,应采取一系列有效的处理方法,在第一时间消除各种缺陷。此外,在日常生产作业中,应严格按照有关规范使用锅炉,并应进行定期维护,以便大大减少锅炉的故障,有效提高锅炉运行的连续性和可靠性,然后让采煤机为企业创造更多的经济效益。

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