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矿井供电交流材料范文1
关键词：供电基本要求；系统分类；安全用电常识
中图分类号：TD8文献标识码：B文章编号：1009-9166（2011）008(C)-0137-01
1、供电可靠。即要求供电不中断。对煤矿的供电一旦中断，不仅会造成全矿停产，而且会导致保证矿井安全生产的一些重要设备（如水泵、通风机）停止运转，危及矿井及井下工人的安全。因此，为保证矿井安全生产，要求煤矿实行连续供电。
2、供电安全。电能有它的特殊性，使用中稍有疏忽，就会导致人身触电、电火灾等事故的发生。煤矿主要是地下作业，工作环境和地面有很大的差别，特别是存在有爆炸危险的瓦斯和煤尘，因而不仅发生人身触电和电火灾的可能性比地面大，而且会导致瓦斯、煤尘爆炸严重后果。因此，煤矿供电必须保证安全，严格遵守《煤矿安全规程》的有关规定。
3、有良好的供电质量。这主要是指供电频率和供电电压偏离额定值的幅度不超过允许的范围。否则，电气设备的远行情况将会显著恶化，甚至损坏电气设备。
我国规定一般电力设备使用的交流供电标准频率为50赫兹。偏差不超过±0.2～±0.5。电压不超过±7％。
4、有足够的供电能力。这不仅要求电力系统或发电厂能供给煤矿充足的电量，而且要求矿井供电系统的各项供电设施，具有足够的供电能力。
5、供电经济。在以上四项基本要求的基础上，尽量做到供电系统简单、操作方便、基本建设投资和运行维护费用低。
二、矿井供电系统的分类和等级划分
1、供电系统的分类。一类负荷：凡因突然中断供电会导致人身伤亡事故，或损坏重要设备且难以修复，或给国民经济带来很大损失者，均属于这一类。显然煤矿属于一类负荷。煤矿中的通风、排水、升降人员、抽放瓦斯、医院等也都属于一类负荷，又称保安负荷。因此是煤矿中最重要的用户，要求供电绝对可靠。为此，对这类用户的供电，必须设有备用电源和备用供电线路。二类负荷：凡因突然中断供电会造成大量减产者。如煤矿中专门用于提升煤和物料的提升设备、压风机、井底车场、采区变电所等。三类负荷：凡因突然中断供电对生产没有直接影响者。
2、供电电压等级的划分。目前，煤矿井下采用交流电电压等级有：6000V、1140V、660V、380V、127V、36V。6000V――为矿区内高压配电电压或动力电压。660V――为井下低压配电电压或动力电压。1140V――为采煤机的专用电压。127V――为井下照明、手持式电钻的电压。36V――为控制电压，也叫安全电压。直流电压有：250V或550V为井下架线电机车的电压。
三、井下电气设备的三大保护
1、过电流保护。过电流简称过流。凡是流过电气设备和电缆的电流超过了它们的额定电流。电气设备和电缆出现过流后，一般会引起它们过流，严重时会将它烧毁，甚至引起电火灾和井下瓦斯、煤尘的爆炸。由此可见，电气设备和电缆的过流是一种不正常状态。井下常见的过流故障为短路、过负荷、断相三种。（1）短路。短路是指电流不经过负载，而是经过电阻很小的导体直接形成回路，其特点是电流很大，可达到额定电流的几倍、十几倍、几十倍，甚至更大。因为电流很大，发热剧烈，如不及时切除，不仅会迅速烧毁电气设备和电缆，甚至引起绝缘油和电缆着火酿成火灾，还会引起瓦斯、煤尘爆炸。（2）过负荷（过载）。过负荷不仅是指它们的电流超过了额定数值，而且过电流的延续时间也超过了允许的时间。电气设备和电缆过流后，绝缘绕组和绝缘导体的电流密度增加，发热加剧。如果过流的延续时间很短，不超过允许的时间，电气设备和电缆的温度不会超过它们所用绝缘材料的最高允许温度，因而不会被烧毁，允许继续运行，这种情况称为允许的过载。但是，如果延续时间超过了允许的时间，电气设备和电缆的温度将升高到足以损坏它们的绝缘，如不及时切断电源，将会发展成漏电和短路故障，因此也要加以预防和保护。（3）断相。三相电源断一相或三相绕组断一相，称为断相或缺相、跑单相。过流故障有如下的危害：a、过流倍数较低时，引起电气设备和电缆的温升超限，缩短设备使用寿命。b、过流倍数较高时，将导致电气设备烧毁，甚至引起火灾和瓦斯、煤尘爆炸事故。过流倍数很高时，会在电网上造成很大的压降，影响电网的正常运行。过流保护的要求：必须有选择性、可靠性、动作迅速、经济合理。
2、漏电保护。电网的漏电又分为集中性和分散性漏电。集中性漏电是指在变压器中性点不接地的电网中，由于某处（或某点）的绝缘损伤而发生的漏电。分散性漏电则是由于整个电网或整条线路的绝缘水平降低，而沿整条线路或整个电网发生的漏电。漏电的危害：（1）增加人身触电的危险；（2）增加引起瓦斯、煤尘爆炸的危险；（3）可能造成电雷管先期爆炸事故；（4）可能引起电火灾；
3、保护接地。保护接地就是把电气设备的金属外壳和框架，用导线与埋在地下的接地极连接起来的一种保护措施。
矿井供电交流材料范文2
关键词：煤矿；井下机电设备；保护；维护与维修
前言
煤矿企业井下生产环境比较特殊，对机电设备的用电要求比较高。井下机电设备和供电系统的安全防护是煤矿企业安全稳定生产的前提和保障。随着机电设备的自动化程度不断提高，人们对进行机电设备的使用运行提出了更严格、更高的要求。如何为井下安全生产创造有力条件，提高机电设备的防爆水平成为人们的研究热点。煤矿井下机电的三大保护主要指漏电保护、过流保护和接地保护，这三大保护是保障井下供电和用电的可靠措施。本文结合作者多年的实践工作经验，对煤矿井下机电三大保护进行了详细探讨，供大家参考借鉴。
1 漏电保护分析
1.1 漏电的危害和原因
漏电故障是机电设备常见故障之一。当导线损坏或绝缘失效时，会出现电源和大地形成回路的现象，形成漏电。对于煤矿井下机电设备而言，漏电现象可以分为集中性的和分散性的。集中性漏电出现在电缆中的某一段或者某一点，而其他部分绝缘效果依然正常。分散性的漏电一般出现在整个电缆中，是整个电缆或整个电网的绝缘水平下降导致的结果。
漏电故障不但威胁人身安全，更为井下煤矿的开采带来极大的安全隐患。当工作人员不小心接触到漏电设备或电缆时，容易出现触电伤亡事故。其次，漏电故障会产生电火花，引起井下瓦斯爆炸。如果漏电故障不能及时排除，会造成电气设备的短路故障，严重时，甚至会烧毁整个设备，引发火情。引起漏电故障的原因是多种多样的，如电缆的绝缘老化、电气设备进水或受潮、电缆线头接触不牢、电缆芯线折断刺破电缆绝缘等等。
1.2 漏电保护措施
加强煤矿井下机电设备的维护和保养，是减少漏电故障的有效途径。此外，还应采取一些漏电保护措施，如设置漏电保护装置、采取选择性漏电保护和进行漏电闭锁设计。常用的漏电保护装置种类很多，有计算机控制的，也有电子电路的。选择性漏电保护采用的主要元件是零序电流互感器，利用零序电流方向保持原理，将故障支路和非故障支路分开，达到选择性漏电保护的目的。漏电闭锁设计就是在电路闭合前，对电网的绝缘性进行检查，当测试的绝缘阻值比较低时，让开关不能闭合，起到闭锁电路的效果。根据井下机电设备的具体情况，可以综合考虑三种保护措施，能有效杜绝漏电事故的发生。
2 过电流保护分析
2.1 过电流的危害和原因
当电路中出现短路、过负荷和断相时，流过电气设备和电缆的电流会大大超出额定值，造成过电流危害。短路故障的危害极大，是由于不同相位的导线不经过用电设备直接接触造成的。短路时，电缆中的电流很大，甚至超出额定值得几十倍，能够在瞬间烧毁整个线路，引发火灾或煤尘、瓦斯气体爆炸。过负荷是指用电设备和电缆的实际电流超出了额定值，并且负荷时间也超出了额定时间，导致绝缘材料失效造成的故障。对于煤矿进行设备来说，过负荷事故是烧毁电机的主要原因。三相交流电机如果一相供电线断线，造成电机单相运行，此时转矩减小，如果负载不发生变化，就会造成断相事故，直接烧毁电机。
2.2 过电流保护措施
对于煤矿井下作业，过电流发生的频率很高，且危害极大，所以对电气设备采取必要的过电流保护显得必不可少。常用的保护元件有熔断器、过流继电器和热继电器等等。熔断器可以串接在保护电气的主要电路中，如果电气设备发生短路故障，熔体的温度会随电流的增大而急剧升高，最终达到熔体熔掉切断电路的目的。过流继电器可以用在矿用隔爆型自动馈电开关中，靠弹簧拉力调节动作电流的整定值。当继电器的动作电流调节好后，一旦流过继电器的电流超过整定值，继电器能迅速切断电路。在电路中设置热继电器也是过流保护的有效手段。热继电器以金属片为主体，利用金属的热惯性，当机电设备过载致使金属片发热变形时，断开触点起到保护的作用。
3 接地保护分析
漏电保护侧重漏电发生后的断电时间，以减少漏电或人身触电的时间。而接地保护则是为了限制漏电流或人身触电电流的大，降低事故的严重程度。两种保护措施都非常重要，缺一不可。对于煤矿井下工作场合来说，电气设备分布比较分散，供电距离也相对较远，无法用一个集中地接地装置达到要求。因此，一般采用主级-次级的多级结构来设置接地装置。在中央变动所设置主接地级，在其他用电位置设置次级接地级，利用接地芯线将整个用电区域连成一个网络，形成一个多级的井下保护接地系统。如图1所示。
结言
提高煤矿井下供电、用电安全，加强对机电设备的维护和管理，是保障煤矿企业安全生产和提高经济效益的有效措施。管理人员要不断提高自身职业素质，认真做好机电设备的漏电保护、过流保护、接地保护三大保护工作，维护煤矿企业的安全生产。
参考文献
矿井供电交流材料范文3
关键词：架线电机车蓄电池电机车阀控铅酸蓄电池长距离运输
中图分类号：C35文献标识码： A
前言
矿井水平大巷运输是煤炭生产过程中必不可少的重要生产环节，它主要担负着矿井生产所必需的材料、设备以及井下工作人员的运输，是矿井生产的“动脉”与“咽喉”。在我国水平大巷长距离运输的主要方式是由机车牵引一组矿车在轨道上往返周期性地运送物料及人员。传统的大巷辅助运输为架线电机车牵引矿车或人行车运送物料和人员。架线电机车原理简单，维护方便，并且运输能力较大，运行速度较高，用电效率高，整体的运输成本较低，在我国煤矿井下应用最为广泛。但是，架线电机车需安装整流和架线设施，设备设施及架线的投入及维修费用较大；并且集电弓与架线之间容易产生火花，轨道回流存在杂散电流危害，人员在架线下行走或施工存在重大的安全隐患。为消除架线电机车运输方式存在的各类安全隐患，新矿集团协庄煤矿先后取消了井下架线电机车及供电网路及设备，投入使用蓄电池式电机车，彻底消除了触电安全隐患及杂散电流的危害，并减少了架空线及架空线日常维修费用。
1、协庄煤矿大巷运输简介
协庄煤矿是年产200余万吨的国有大型煤矿企业，该矿井下有三条水平大巷分别为：-300水平大巷2500米、-550水平大巷2500米和-850水平大巷2800米；三条大巷分别担负着本水平所有物料、设备和人员的运输任务。随着矿井机械化水平的不断提高，矿井开采水平的不断提升，原有的架线电机车不能满足现有的生产需要，为此该矿投入使用了蓄电池机车代替架线电机车，将三个水平大巷建设成为快速、灵活、高效的运输通道，提高了矿井的生产效率。
2、蓄电池电机车简介
该矿使用的蓄电池电机车机车车体采用Q235碳素结构钢厚板焊接。整体性好、强度高、不易变形。车架箱体的两端固定着缓冲连接器，在车架箱体内部有二个中间隔板，用以布置司机室、电机室和电器室。采用DXT―140（A）型防爆特殊型电源装置供电，电源输出额定电压为140V，额定容量为440Ah；电流通过隔爆插销连接器供给隔爆变频调速器，经变频调速器主回路逆变成三相交流输出。DTC隔爆变频调速器一拖二，拖动二个隔爆三相异步电动机。DC140V逆变成AC100V供给两个AC100V15kW的隔爆型三相异步牵引电动机。机车的二条轮轴均为主动轮轴，控制方式为变频调速。配套生产的KBPT-44/192Z隔爆型变频调速器在机车上实现交流牵引。变频调速器为逆变、变频、司控一体化，采用DTC零转速满转矩的直接转矩控制技术。进口的全套控制电路可以满足机车低速启动时的最大牵引力。机车的牵引电动机参数以及最大速度限制由键盘输入、设定。双司机室机车增加一个司控器。两个司控器各增加一个干簧管做电气闭锁接点，复位按钮并接。机车照明前后各一个隔爆型子母灯，子母灯由变频调速器供给DC24V电，通过一个隔爆主令开关控制转换，实现机车行进方向照明，后边红尾灯亮警示。双司机室机车副司机室增加一个主令开关，两个主令开关并接。机车警示音响为一个DC24V浇封兼本安电笛，用一个隔爆按钮控制。双司机室机车副司机室增加一个隔爆按钮与主司机室隔爆按钮并接。
3、阀控铅酸蓄电池的应用
由于是长距离的大巷运输，原使用的铅酸蓄电池不同程度的出现了电池容量下降，消耗电解液和蒸馏水量大，寿命短的缺点，给大巷电瓶车运行带来了很多不便，并且，随着铅酸蓄电池的日益老化，无形间增加了两水平充电工作量，并制约电瓶车运输能力。为解决此类问题，该矿投入了阀控式蓄电池，改善了原有铅酸蓄电池的一些弊端，取得了良好的效果。原有铅酸蓄电池充放电时,两极活性物质随着体积的变化而反复膨胀与收缩。两极活性物质中，阴极板之海绵状铅的结合力较强，而阳极板之过氧化铅的结合力弱，因而在充放电之际，会徐徐脱落，此即为铅蓄电池寿命受到限制的原因。老式铅酸蓄电池特点：充电末期水会分解为氢，氧气体析出，需经常加酸、加水，维护工作繁重；气体溢出时携带酸雾，腐蚀周围设备，并污染环境，危害充电工的身体健康。阀控铅酸蓄电池的设计原理是把所需份量的电解液注入极板和隔板中，没有游离的电解液，通过负极板潮湿来提高吸收氧的能力，为防止电解液减少把蓄电池密封，故阀控式铅酸蓄电池又称“贫液电池”。阀控式蓄电池特点：电池为密封结构，不会漏酸，也不会排酸雾，电池盖子上设有单向排气阀(也叫安全阀)，该阀的作用是当电池内部气体量超过一定值(通常用气压值表示)，即当电池内部气压升高到一定值时，排气阀自动打开，排出气体，然后自动关阀，防止空气进入电池内部。使用期间不用加酸加水维护。
4、蓄电池电机车使用后减少架线及供电设备费用计算
4.1敷设架线所需材料费用
协庄煤矿三水平大巷共敷设架线共7800米（其中单轨6000米，双轨1800米）。架空线每5米为一处吊挂点，共6000米/5米/个+（1800米/5米/个）×2=1920个吊挂点，1920个吊挂点需材料为：双线卡1920个、吊线器1920个、绝缘子3840个、花篮螺丝1920个、横拉线9600米。相关材料参数（架线重量：0.89公斤/米；架线单价： 81.12元/公斤；双线卡：4.1元/个；吊线器：13元/个；绝缘子6元/个；花篮螺丝13.09元/个；横拉线3.6元/米）相关材料参数（架线重量：0.89公斤/米；架线单价： 81.12元/公斤；双线卡：4.1元/个；吊线器：13元/个；绝缘子6元/个；花篮螺丝13.09元/个；横拉线3.6元/米）
4.1.1牵引网路系统费用（单轨6000米，双轨1800米）
架空线费用为0.89公斤/米×（6000米+1800×2米）×81.12元/公斤＝69.3万元。
其他配件费用：
1920×4.1+1920×13+3840×6+1920×13.09+9600×3.6=11.52万元
牵引网路系统费用：69.3万元+11.52万元=80.82万元
4.1.2架线每年日常维修费用为8.64万元。
4.1.3硅整流柜、变压器、供电线路等费用约76.8万元。
减少架线及供电设备费用：69.3＋11.52＋8.64+76.8＝166.26万元
结束语
协庄煤矿投入蓄电池电机车后彻底消除架线触电隐患及杂散电流的危害，减少了架线及供电设备的投入及更换费用。蓄电池电机车无失控之弊病，运行平稳、易于操作；调速范围为精密无级调速，最低频率可调到0.1HZ，最低轮对转速可调至1r/min；可任意设定车速，车速设定后即使在下坡行驶时也不会超过所设定的车速。机车具有再生制动功能，当机车运行速度大于手柄设定速度时，牵引电动机即发电并对蓄电池组充电，大大的延长了蓄电池的放电时间。调速手柄可以使机车速度在设定速度范围内任意操控。当机车由高速调至低速运行时，尽管机车有速度惯性，但机车仍按调定的速度运行，此时起到了制动减速的作用。并且蓄电池电机车机动性强不受采区限制，可实现快速、灵活、高效运输。
矿井供电交流材料范文4
【关键词】煤矿；综采；节电
前 言
煤矿井下综采工作面节电的事前设计一定要科学，然后才能进入综采工作面进行作业操作。我们要做好综采工作面节电的事前设计，努力做到用电合理、节约。因为综采机电设备的种类繁多，具有使用面广，工作时间长，供电距离较长，综采工作面节约用电，应该进行多角度、多方面的考虑。
1、煤矿综采工作面节电的事前设计
1.1动力变压器的节电设计 干式化和节能化是动力变压器的节电设计的方向，根据特定的情况，节能型油浸变压器也可以考虑被使用。在进行综采工作面事前设计时，应避免使用能耗高和过于陈旧的设备，例如型号为KSJ和KSJ2的油浸变压器，而应该用KS7、KS9型节能油浸变压器或KSGB型干式变压器替代，这几种变压器具有容量范围大，使用范围广，节电能力强等特点。如每年节能型KS92315kVA变压器比高耗能KSJ2320kVA变压器节电8322kWh，电费节约效益也非常可观，每年节约3300元电费。根据使用场合的不同，变压器型号也不相同，KS7和KS9型节能油浸变压器适合于在井底车场、中央变电所、主要进风巷道内使用；则KSGB型干式节能变压器适合于在采区变电所和进风巷使用；而KSGZY型移动变电站适合于装机容量高的综合机械化综采工作面使用。
1.2高压开关的节电设计 近几年，煤矿矿井不断加深，综采机械化程度也得到极大地提高，进而大功率单机得到广泛应用，其结果将导致系统容量得到大幅增加，为了避免短路，要安装电抗器等限流装置，这样会导致电压质量下降，设备投资增加，能耗升高。而选用不小于100MVA的真空开关可以解决这些问题，这些真空开关具有保护功能全的特点。现在许多煤矿矿井仍然使用容量小，保护单一的高压开关，如GKW或PB系列高压多油开关，此类开关不仅缺少漏电和监视保护，而且在遇到故障时不能及时切断电源，不符合煤矿安全规章制度的要求，应该避免选用此类淘汰产品。在高压开关设计中，应首先选用BGP系列高压防爆真空开关和PB系列高压防爆真空开关或KYGG26（10）型高压真空开关柜，此类开关具有切断电流能力强，寿命长，维护方便等特点，而且保护功能全，具有短路保护、漏电保护、欠压保护等综合保护能力。
1.3变压器容量的节电设计 在设计中应该讲平均负荷率小于30%的变压器用其他变压器替换。而平均负荷率大于50%的变压器不比更换，此类变压器效率高，功率因数也高。因为生产过程中，生产任务经常变化，变压器的负荷也将随之发生变化，必须及时调整变压器所供的负荷，对于额外的变压器，应全部停掉，避免变压器空载运行，浪费能耗。如一台315kVA的变压器空载运行，一年将损失为14890kWh。
1.4电缆 根据电缆用途和使用场所的不同，电缆的选择原则也不尽相同，一般按照经济电流密度进行选择，要兼顾线路中电压的损失和短路保护，以下几个问题也要注意：（1）在煤矿井下低压区域，应使用阻燃橡套电缆，高压塑料电缆保护套的材料最好采用聚氯乙烯。（2）移动变电站的电缆应尽量选用高压屏蔽监视型。（3）千伏级屏蔽电缆适合于在综采工作面设备使用。（4）线路中间的线盒选择，以防爆接线盒和阻燃型充填材料接线盒为主。
2、提高煤矿综采工作面节电效率的方法
2.1优化采区供电设计，提高功率因数 供电效率在很大程度上会受到功率因数的影响。功率因数越低，供电设备所做的无用功就越多，进而供电设备的容量就会得到极大的增加。因为很多无功功率被输送，电网中的电能的损失也越大，最后严重影响供电电压的质量。因此，提高煤矿井下供电设备的功率因数能够有效的节约电能。而在井下安装就地补偿装置是提高功率因数的方法之一。
2.2提高电压，减少供电距离，降低电能损耗 当用电设备的功率不变，用电设备的电流和供电电压成相反关系，工作电流越小，供电电压就越高，工作电流越小，那么在输送线路上损失的功率也就越小。所以现在很多工作面的供电电压增加到660V，有的已经增加到1140V，甚至3300V。为了减少线路上功率的损失，应尽可能使工作面上的电压达到1140V或3300V。另外还应减少供电距离，降低电能损耗，供电线路上的电能损耗随着供电距离的增加而增大，当通过线路的电流一定时，线路越长，损耗就越大。综上所述，机械化综采工作面应当广泛应用移动变电站，移动变电站会随着工作面的前进而向前不断移动，这样可以缩短供电距离，线路上的电能损耗也会相应的减小。
2.3推广使用变频调速节能技术 有关计算表明，电动机来消耗的电量占到总电量中的60%。因为电动机频繁起动，超负荷运行，电动机经常处于低效率状态，采用变频调速节能技术对交流异步电动机进行调速，可以提高电动机的效率，达到节能降耗的目的。在煤矿生产过程中，电动机的负载种类繁多，安装变频器可以节能节电。如在乳化液泵站上安装变频器，因为乳化液泵是平方转矩负载，频率是功率的立方，即P=Kn3。
有关数据表明，在卸荷阶段，使用变频驱动能使电机转速减少20%，节能效率也相当可观，最高可达50%，电动机电流也能减少40%。
2.4定期测定，挖掘潜力，确保供电系统运行平稳 对于当前使用的机电设备，当设备在额定功率下运转，设备消耗能耗将降低。目前很多设备一般是大设备拖着小设备，设备本身的消耗就非常大，导致设备的功率很低。对一些工作面，要使采煤机保持在一定的速度，防止采煤机的速度一会快，一会慢，保持运输机上一直有煤。对于平巷运输距离较短或下山运输皮带机，采用双电机起动单电机运行方式
2.5用带式输送机替代刮板输送机 与刮板输送机相比较，带式输送机具有很多优点，即输送距离长、安装方便、运转稳定、传动效率高等。例如一台 SGW-80T型刮板输送机的长度只有150m，运输能力只有160t/h；而一台SJ-80带式输送机的出厂长度可以达到900m，输送能力也可以达到400t/h。由此可知，功率相同的发电机，分别安装在带式输送机上和刮板输送机上，前者的输送能力比后者高几倍。因此，可以在运输系统中，用带式输送机代替刮板输送机，可以提高用电效率，节能降耗。
2.6加强泵站管理，节约用水用液 当前，乳化液泵和喷雾已在煤矿采区得到推广使用。为了实现节水节液，在采区要做到需要用液时开泵，不需要用液时关泵。很多工作面存在一些现象，当一进班时，就打开泵，当不需要用液时，也开泵；工作面里的水管经常随地流水，液管随便流液，无人看管，不仅浪费大量自来水和液体，而且也会浪费大量的用电。因此，必须加强泵站管理，这对节水、节液、节能具有重要意义。
参考文献
[1]黄国安.浅议煤矿机电设备的管理与检修[J].科技致富向导,2011(17)
[2]于志君.论煤矿机电事故原因及预防措施[J].科技信息,2009(30)
矿井供电交流材料范文5
一、移动变电站在煤矿生产中的广泛应用
移动变电站是将井下采区变电所引来的6000伏电压变为1200伏或690伏电压等级的电压向采掘工作面供电。移动变电站采用防爆结构，适用于具有瓦斯爆炸危险的矿井，安装在距工作面较近的运输巷道中，容量大，供电距离远，可达500～800米（低压供电距离）。
移动变电站可以随着采煤工作面的推进而移动，采用能够移动的变压器（变电站）就可以缩短变电站和机采工作面动力设备的距离，减少传输损失，并能适当加长工作面的走向长度。现在东山煤矿综采工作面的走向长度已达上千米，就是采用移动变电站的结果。
二、移动变电站的结构与特点
移动变电站由一台压气式隔爆高压负荷开关箱，一台干式隔爆变压器和一台隔爆低压馈电开关箱组装而成，三个部分之间用法兰隔爆面连接成一个体，安装在拖撬上即形成为移动变电站。
（一）移动变压器的结构与特点
移动变电站的主体为KSGB型矿用隔爆三相干式变压器，其绕组的绝缘材料为H级，隔爆外壳有散热片。此外，主变压器内还设有保护绕组过热的温度继电器。
变压器有100千伏安、800千伏安、630千伏安、500千伏安、315千伏安五种容量，它们都可以接成Y/Y―12，这时付绕组可以得到1200伏额定电压，对于630千伏安以下容量的变压器不接成Y/A―11，这时副绕组可以得到690伏的额定电压，变压器的原绕组设有调压端钮，可以使副绕组的端电压在其额定的电压±5%范围内调节。
（二）低压真空馈电开关
1、低压真空馈电开关用途使用范围
现以四平开关厂生产的BKD―500/1140.660矿用隔爆型真空馈电低压开关为例叙述。
矿用隔爆型真空馈电开关（以下简称真空开关）主要用于矿井下，在交流50赫兹，额定电压1140伏或660伏，额定电流500A及以下的线路中，作为配电系统的总开关、分支开关，也可用于大容量电动机不频繁起动，一般作为矿用隔爆型移动变电站低压馈电开关，当线路出现过载，短路或漏电故障时，馈电开关能根据要求自动地切断电路。
2、低压真空馈电开关的原理
（1）真空开关电子型脱机器工作原理：a、传感元件由套在开关出线端的三个电流互感器组成，互感器具有非饱和特性、二次侧电流的变化与电网电流的变化成正比。通过并联在互感器付边的负载电阻，将付边电流的变化转换成变化电压信号。付边输出电压信号的变化与电网、电流的变化成正比，这个电压作为电网电流变化传递给脱机器本体。b、由传感器送来的电压信号，经脱机器上的三个单相桥式整流器整流后，得到反映主回路电流大小的脉动直流电压信号，将它们分压后分别送到瞬时、短延时、长延时电路，各电路按瞬时值翻转，输出一动作信号到记忆电路，寄存并显示故障类别。记忆电路输出驱动信号一路使晶体管截止，断开关电源，使欠压线圈失电。另一路送往整型电路，再触发可控硅，关断开关电源，使欠压线圈失电，并使分配线圈加电，完成脱扣动作，断路器分断。c、电源的电压是由变压器输出50伏，经桥式整流后，一路经稳压得到17伏和9伏直流电压，供给控制回路，另一路通过开关电源，为欠压线圈提供直流电压。d、控制电路和采用运算放大器，由CMOS数字电路和元件组成，功耗低，工作可靠，抗干扰能力强，动作阀值电压准确、稳定。
（3）检漏继电器工作原理。安装在真空馈电开关的电源侧的隔离开关、熔断器、降压变压器将输入端的1140伏或660伏电源电压降为127伏，此电压送入由C与变压器构成磁稳压装置，保证电源电压在额定值的75～100%范围内变动时，该检漏继电器仍能可靠的工作。
由于井下电网对地存在着分布电容，电容电流在网路绝缘下降漏电或人身误操作触及网路时叠加在漏电电流或触电电流上造成严重危害。因此，设置了补偿电容电流的环节。
三、移动变电站在煤矿生产中的作用
综采综掘的生产对供电的要求比较特殊，针对综采综掘的电气设备容量大，供电距离远的特点，在采掘工作面采用了移动变电站作为主动力电源，移动变电站在采煤和掘进巷道中可以随时移动，极大的减小了供电高压损失。能够保证电动机端子上有足够的电压，保证了综采综掘设备效率的发挥。东山煤矿各采区临时变电硐室和配电点全部使用移动变电列车，移动变电站在煤矿生产中发挥着越来越重要的作用。
从供电的要求上来看，移动变电站有着供电可靠，供电安全，能保证充足的供电量，并且在实际使用中减少低压电缆的截面积，即为技术经济合理，极大减少打造变电硐室的费用，东山煤矿两大采区变电所都采用了干式变压器，油浸变压器将被逐渐取替，极大地减少了因使用油浸变压器产生的漏油、溢油事故，甚至发生火灾事故，消除了矿井安全生产的特大隐患。
矿井供电交流材料范文6
矿山按产品类型可分为煤矿、金属矿和非金属等;按采掘方式可分为露天开采矿山和地下开采矿山两大类。本文主要介绍变频调速器在金属矿山中的应用的现状和应用前景，对煤矿亦有参考价值，因为露天煤矿和露天金属矿开采方式和生产设备基本相同，地下矿山除需要考虑设备的防爆问题外，大部分生产设备也与金属矿大同小异。露天采矿和地下采矿所用的生产设备有很大不同。
露天矿山是以大型设备为主要特点，要求优良的电气传动系统，以保证这些大型设备的高效率运行。露天矿山的这些大型设备包括用于穿孔的牙轮钻机，用于装载矿、岩石的电铲(挖掘机)，用于运输矿、岩石的大型汽车等。它们都要求电气传动系统具有良好的调速性能，目前这些大型设备大多采用直流调速传动系统。
地下矿山的生产较露天矿山复杂。由于井下生产的空间窄小，使生产设备环境潮湿、阴暗，粉尘大、噪音大、振动大、并有塌方的危险，工作条件十分恶劣。因此，井下生产设备的体积受限，这些设备以小型化为主，体积小、重量轻，对电气传动的要求不高。但提升、排水、通风、压气等固定设备是地下矿山的要害部门，也是耗电大户，因此，这些设备的安全运行和节能就显得至关重要。
根据我们多年来从事矿山电气传动的经验及在矿山进行变频调速的应用实践，我认为，在矿山应用变频调速技术对于提高矿山生产设备的效率，节约电能都是至关重要的。但遗憾的是在矿山应用变频调速技术还很不普遍，除了因变频器的投资问题外，与人们对变频器的认识不夠有关，也与不能正确了解矿山设备对变频器的特殊要求、不能正确地应用变频器、因此所带来的负面影响有很大关系。
本文主要介绍目前矿山应用变频器的状况，矿山设备对电气传动的特殊要求，以及如何正确地选用变频器等。
2 变频器在露天矿山设备中的应用
2.1 电铲
电铲用于装载矿岩，其工作条件非常恶劣，特别是在爆破不好的情况下挖根底作业，经常出现过大的冲击载荷，甚至堵转。因此，电铲对电气传动系统就有较高的要求:要求电气传动系统的机械特性曲线的包络面积大，有足够的有用功率;要求有良好的调速性能，能四象限运行，能快速地进行加、减速和反转，动态响应速度快;要求系统制动性能好，并能回收能量;要求系统运行可靠，维修方便等。由于电铲对电气传动系统的这些特殊要求，所以，我国电铲目前应用的电气传动系统主要还是直流传动系统。例如:WK-4M、WK10、WD-1200和195-B等型号的电铲都是采用直流发电机-直流电动机系统(简称机组系统);从美国Harnischfeger公司引进制造的P&H-2300XP和P&H-2800XP型电铲则是采用晶闸管变流器-直流电动机系统(简称晶闸管直流系统)。虽然后者比前者技术先进，效率也有所提高，但这两种系统都还存在直流电机的固有的缺点，即维修工作量大、效率较低等。
自上世纪90年代后期，我国有个别矿山从美国B-E公司引进了变频器-鼠笼型电动机系统(简称交流变频调速系统)，这是全交流化的电铲电气传动系统。例如:385-B、295-BⅡ、290-BⅢ型电铲就是全交流化电铲，变频调速由德国SIEMENS公司开发、提供的电压型变频器。现以395-B电铲为例作一简要说明:高压交流电由电缆经集电环引入电铲，由1600kVA主变压器将6kV变为575V，由1950A的整流器将交流变为直流，经滤波后送入公共直流母线。在直流母线上有4台容量为750kVA的逆变器，其中2台并联供电给1台容量为1066kW的提升电动机;第三台逆变器供电两台容量各为243kW的回转电动机;第四台逆变器供电给容量为294kW推压电动机。当某工作机构处于再生制动工作时，逆变器将再生制动能量反馈到公共直流母线上，可供其它工作机构使用，使能量得到充分利用。使用不完的制动能量，可以通过制动电阻消耗掉。
实践证明，交流变频调速电铲和前两种直流调速电铲相比，具有节约电能、调速性能好、可靠性高、维护量小、生产效率高、功率因数高(0.95以上)等优点，是公认的电铲电气传动系统的发展方向。
2.2 变频器在牙轮钻机中的应用
牙轮钻机是露天矿山、尤其是大型露天矿山的主要穿孔设备。为使牙轮钻机在不同的岩层中都能保持较佳的钻进状态，要求钻机的回转机构能根据岩层的性质进行无级调速。钻机的提升/行走机构也需要无级调速。目前，牙轮钻机的回转机构和提升/行走机构一般都是直流电动机传动。主要有三种调速装置:(1)采用晶闸管直流调速装置的牙轮钻机有:YZ-55，YZ-35和YZ-12型;(2)采用大功率磁放大器调速装置的有KY-250型牙轮钻机和从美国进口的45R型牙轮钻机;(3)采用直流发电机组调速装置的有从美国进口的60R型牙轮钻机。
牙轮钻机上应用变频调速技术不仅是为了节能，更重要的是为了提高钻机的生产效率，降低维修工作量。回转机构电动机安装在钻杆的顶端，工作条件异常恶劣，以往使用的直流电动机经常损坏，维修工作量大，影响牙轮钻机的正常作业和效率的提高。因此采用坚固耐用的交流鼠笼型电动机代替直流电动机，用变频调速装置代替直流调速装置，就成为人们公认的牙轮钻机电气传动的发展方向。在牙轮钻机上应用变频调速技术的难点在于:钻机的转机构等对调速装的性能要求高，因为由于岩层地质条件的不同，钻机在钻进工作时有可能被卡钻，使回转机构堵转，这就要求调速装置的机械特性曲线具有挖土机特性，并具有立即反转和立即重新起动、钻进功能;牙轮钻机振动大，对调速设备的防振要求高。变频调速在牙轮钻机中的应用首先是由美国B-E公司在55R型牙轮钻机上应用。我国矿山的牙轮钻机的变频调速还在开发试验之中，尚未在推广应用。
2.3 电动轮汽车的电气传动
目前，大型露天矿山的运输主要是采用无轨运输，而主要运输设备是大型汽车，特别是电动轮汽车成为了大型露天矿山的主要运输设备。这是因为电气传动比机械传动有更多的优点。如调速性能好，响应速度快，调速平滑无冲击;可实现恒功率调节，能充分利用柴油发动机的功率，耗油少;制动安全，牵引特性好等。目前，世界各国大型露天矿，包括我国的大型露天矿都普遍采用电动轮汽车。我国自1975年以来，引进了不少电动轮汽车，并成功研制开发了SF3102型100t和LN-3100型108t电动轮汽车，与美国Unit Rig公司合作制造了MARK-36型154t电动轮汽车。
电动轮汽车的电气传动系统主要有柴油发动机带动的直流发电机-直流电动机系统和柴油发动机带动的交流发电机-交流电动机系统，它通过控制发电机的励磁来控制电动机的转速。随着变频调速技术的发展，人们也在探讨将变频调速技术应用于电动轮汽车电气传动的可能性。但目前尚未见到成功的先例。不过，作为大型露天矿山的主要运输设备的电动轮汽车，人们会继续努力，研究将变频调速技术应用于电动轮汽车，以进一步改善其调速性能，提高其运输能力。
3 变频器在地下矿山中的应用
3.1 变频调速技术在矿井提升机中的应用
矿井提升机是地下矿山运输的主要设备。它是用一定的装备沿井筒运出矿石、废石、升降人员及材料、设备等运输环节。矿井提升设备按井筒倾角可分为竖井提升设备和斜井提升设备;按提升容器可分为罐笼提升机和箕斗提升机等;按提用途可分为主提升机(专们或主性提升矿石，一般称为主井提升机)，副井提升机(提升废石、升降人员、运送材料和设备等，一般称为副井提升机)和辅助提升机(如天井电梯、检修提升等)。
矿井提升是地下矿山生产的咽喉，所以，无论哪种提升机，对电气传动的要求都很高，因为电气传动系统性能的优劣，可靠性的高低，都直接关系到矿山生产的效率和矿山生产的正常进行。对矿井提升机电气传动系统的要求是:有良好的调速性能，调速精度高，四象限运行，能快速进行正、反转运行，动态响应速度快，有准确的制动和定位功能，可靠性要求高等。
目前，我国地下矿山矿井提升机的电气传动系统主要有:对于大型矿井提升机，主要采用直流传动系统，有采用直流电动机-直流发电机系统和晶闸管变流器-直流电动机系统;这两种系统都存在着直流电动机固有的缺点，如效率不高，维修工作量较大等。对于中、小型提升机，则多采用交流电气传动系统，如采用交流绕线式电动机，使用电机转子切换电阻调速，这种电气传动系统虽然设备简单，但它是有级调速，调速性能差，效率低，大量的电能消耗在电动机转子电阻上，而且可靠性也差。
将变频调速技术应用于矿井提升机是矿井提升机电气传动系统的发展方向。我国已有几台大型矿井提升机采用交-交变频调速系统，取得了很好的效果，但其缺点是功率因数不高，谐波大，需加谐波和功率因数补偿装置。随着变频调速技术的发展，交-直-交电压型变频调速技术已开始在矿井提升机中应用。例如国外已有矿山将有源前端三电平变频器应用于矿井提升机上，据介绍，采用这种变频调速的交流提升机可以克服直流调速系统和交-交变频调速系统的缺点，是提升机电气传动的发展方向。对于小型交流提升机已有成功应用变频器的实例，如山东风光电子有限公司和东营市东萃科技有限公司合作开发的变频器，成功地应用于山东宁阳县华宁煤矿的380V，180kw 的交流提升机上。
3.2 变频调速技术在空压机中的应用
空气压缩机是地下矿山生产的重要设备之一，它生产压缩空气，用以带动风动凿岩机、风动装岩机等设备以及其它风动工具，其耗电量在矿山总耗电量中占有相当大的比重。深入分析空气压缩机的电能消耗情况，找出节能潜力，实现空气压缩机的节能运行，将会降低矿山生产成本，提高其经济效益。现以凡口铅锌矿为例说明:
凡口铅锌矿坑口空压机站共有6台空气压缩机，其中4台为日本日立空气压缩机。4台日立压缩机型号:BTD2，排气压力7kg/cm2，排气量103m3/min属两级压缩活塞式压缩机，其拖动电机型号EFOU，额定功率450kW，额定电压380V，额定电流892A，采用Y/Δ降压起动方式;2台国产空气压缩机(活塞式空气压缩机)，其拖动电机为高压(6kV)同步电动机。6台空气压缩机采用并联运行方式。一般情况下，只运行2～3台(其中一台国产空气压缩机)其余的空气压缩机作为备用。空气压缩机站的容量是按最大排气量并考虑备用来确定的，然而在实际的使用过程中，用气设备的耗气量是经常变化的，当耗气量小于压缩空气站的排气量时，便需对空气压缩机进行控制，以减少排气量使之适应耗气量的变化，否则空气压缩机排气系统的压力会升至不能允许的数值，使空气压缩机和用气设备的零部件负载过大，并有发生爆炸的危险。凡口铅锌矿4台日本日立空压机采用的是多级压力节流进气控制方式:即当压力低于6.2Mpa时，打开全部进气阀，压缩机组以100%负荷率状态运行;当压力达到6.2~6.5Mpa时关闭隙阀，压缩机组以75%负荷率运行;当压力达到6.8~7Mpa时，关闭一个进气阀，压缩机组以50%负荷率运行，当压力达到7Mpa时关闭所有进气阀，压缩机组进入空载运行状态.由于活塞式空气压缩机的起、停有着严格而复杂的规程，不允许频繁起停。为了满足井下用气量的变化，一般由调度人员根据井下用气量的时间变化特点，把一天分为几个时段，每一个时段需要开的空压机台数由该时段内最大用气量决定。在该时段内，空压机不允许增开或停开(特殊情况除外)。地下矿金属矿山的空压机站多采用这种方式，但这种控制方式很显然存在一些比较大的缺点:
(1) 据统计，压缩机组75%负荷运行率为41%，50%负荷运行率为14%。无论空气压缩机是处于75%、50%还是空载运转状态，管网压力较正常供气压力要高，井下用气量很显然要小于供气量，而这时各台空气压缩机仍然全速生产压缩空气，带来了不必要的电能浪费。
(2) 节精度低，在某一进风量工作状态下压力波动大，特别在生产用风量变化频繁时期内(用风量大且变化频繁)，不能稳定风压;
(3) 阀门动作值在一次整定后经常会变，有时会使整个压风系统工作压力偏高，增大了单位压风量的功耗;
(4) 当空压机运行在75%、50%进气量的工作状态下，进气流速增大，造成进气过程压风量的损失，降低了压风机的效率。
因此有必要对现有的调节方式进行改进，以节约电能，提高空压机的运行效率。我院和凡口铅锌矿合作，用变频调速对其空压机站进行技术改造。
空压机恒压自动控制变频调速系统结构如图1所示:
空压机恒压自动控制变频调速系统可实现对5#空压机和6#空压机的轮换控制。5#空压机和6#空压机均可由新老两套系统拖动，这样做有两个目的:伒5#空压机出现故障需要检修时，新系统可迅速切换到6#机，以提高恒压控制变频调速系统的利用率;当新系统出现故障需要停车检修时，能够很快地投入老系统运行，不致于影响正常生产;当管网压力超出恒压调节范围时，系统发出增开或者减开一台空压机。
系统于1999年4月2日在凡口铅锌矿通过了验收，正式移交生产使用，系统运行十分正常，满足了生产的需要，达到了预期的目的。本系统的目的是为了节能，根据广州金粤节能服务站对本系统做的节能测试:采用本空气压缩机恒压控制变频调速系统平均每天节电量2226kWh。按照年工作日330天计，则采用恒压控制变频调速系统每年可节电734629kWh，按照凡口铅锌矿现行电价0.7元/kWh计，每年可节约电费51.42万元。本系统总共投资98万元，两年内即可收回全部投资。本系统应用的成功为活塞式空气压缩机的节能运行提供了重要的新手段，对于企业节能降耗，提高企业经济效益有重要意义，有广阔的推广应用前景。
3.3 变频调速技术在矿井通风机中的应用
矿井通风机是地下矿山生产的主要用电设备之一，其节能运行在矿山节电中占有重要的地位。矿井通风机一般采用异步电机或同步电机拖动，恒速运转，一般容量大，电机供电电压高(6kV或10kV)。
矿山建设的特点是:巷道逐年加深，产量逐年增加，所需的通风量逐年上升。但矿井通风机在设计选型时，往往是按最大开采量时所需的风量为依据的，一般都留有余量，因此矿井在投产后几年甚至十几年内，矿井通风机都是处在低负载下运行。此外，通常矿山井下作业不均衡，一般夜班工作人员少，所需风量也小，在节假日时，可能只有泵房等固定的井下场所的值班人员工作。尽管井下人员少，但也得照常向井下送风，矿井通风机一般不调节风量，若要调节风量时，传统的方法是调节档板。这种办法虽然简单，但从节能的观点看，是很不经济的。图2所示为几种调节风量的方法节电比较。
图2中:1—挡板法;2—前导器法;3—液力耦合器;4—绕线电动机切换转子电阻调速法;5—变频调速法。
由图2可见，变频调速法在各种风量调节方法中是最理想、最有效、最节能的调节方法。有关变频调速技术在矿井通风机中的应用，仍以凡口铅锌矿为例说明。
该矿的矿井通风机都采用高压电机传动，有高压同步电机和高压异步电机两大类。由于矿井通风机是矿山的耗电大户，节电潜力很大，但它又是高压电机传动，实现变频调速有一定困难。于是，长沙矿山研究院与凡口铅锌矿、冶金自动化研究院等单位合作，以老南风井的6kV，800kW同步电机传动的矿井通风机为对象，研制开发了同步电机直接高压变频器。1997年8月投入运行，并于1998年4月28日通过了中国有色金属工业总公司的技术鉴定，获得了部级科技进步二等奖。这是国内第一台同步电机直接高压变频器，节电效果十分显著。新南风井的矿井通风机采用6kV，880KW高压异步电机传动，高压变频器采用SIEMENS公司的SIMOVERT MV型三电平高压变频器。于2002年9月投入运行，节电效果也是十分显著的。下面分别简要介绍这两种高压变频器。
(1) 同步电机直接高压变频器
同步电机高压变频器主要有两类，即他控式变频调速系统和自控式变频调速系统。他控式变频调速系统所用的变频装置是独立的，其输出频率直接由速度给定信号决定，属速度开环控制。自控式变频调速系统可以使同步电机不存在失步和振荡等问题，所以一般都采用自控式运行。
我们与有关单位合作研制开发的这种同步电机直接高压变频调速装置是采用交-直-交电流型变频调速系统，属自控式变频调速系统，它由变频器、同步电机、转子位置检测器以及控制系统组成。变频器主电路采用晶闸管串联组成的高压阀串作为功率元件，它是利用同步电机的反电势来关断逆变器的晶闸管，它没有强迫换流电路，因而主电路结构简单。变频器的框图如图3所示。
图3中，硬件全套设备由高压开关切换柜(图中未表示出)、整流柜、逆变柜、励磁柜、控制柜、操作台及交流进线电抗器、直流平波电抗器、转子位置检测器、光电编码器等到部分组成。
根据凡口矿生产的情况需要，本高压变频器按周期性的固定频率运行，早班(7:00~16:00)变频装置运行在40Hz，中班(16:00~19:00)运行在35Hz，在19:00~20:00期间为放炮时间，变频器运行于40Hz，20:00~23:00运行在35Hz，23:00~24:00期间为放炮时间，变频器运行于40Hz，0:00~3:00井下作业人员很少运行于28Hz，3:00~4:00期间为放炮时间，变频器运行于40Hz，4:00~7:00运行于28Hz。
经广州金粤节能服务站的节能测试及能量平衡测试，以及凡口矿老南风井的实际记录，在正常生产期间，节电率达42%;节假日时变频器运行于28Hz，节电率达73%。年节电为192.3万kWh，在不到一年的时间内，就由节电费用收回到了高压变频器的全部投资，经济效益十分显著。
(2) 异步电机三电平高压变频器
在成功研制开发了老南风井同步电机直接高压变频器的基础上，根据深部开采的需要，对新南风井的矿井通风机进行改造，我院和有关单位合作，经过论证，最终决定采用引进WOODS轴流式风机和Siemens公司的SIMOVERT MV三电平高压变频器。该变频器的原理图如图4所示。
但SIEMENS公司实际提供的这种三电平高压变频器的系统如图5的框图所示。
由图5可见，6kV高压电源经三绕组降压变压器降压，2组二次侧绕组(接法、Y)，电压各为1.2kV，经各自的6脉冲整流桥整流成直流，直流电压为3240V(正负电压各为1620V)经三电平逆变器变频变压，可输出频率可变的0~2300V的三相交流电压;经滤波器滤波后，再经升压变压器升压至6kV，供给6kV高压电动机调速。
新南风井高压变频器原订为直接高压变频器，但由图5可见，这实质上是一台高低高式高压变频器，因为它不仅有降压变压器，而且也有升压变压器。不过经我们对其进行了计算机仿真，其结果表明，尽管它是高-低-高式高压变频器，但并不影响它在生产中的应用。
根据凡口矿目前的生产情况，高压变频器的运行情况是:白班和中班，高压变频器运行于40Hz，在晚班，由于井作业人员很少，高压变频器则运行于30Hz，在节假日，则运行于更低的频率。据此，计算出节电效果，年平均节电为56%，年节电357.9万kWh，节电效果显著达到了原计划的节电目标。
3.4 关于球磨机、井下排水泵等是否可用变频调速的问题
球磨机、井下排水泵等设备容量大，都是矿山的高耗能设备。对于这些设备是否可以采用变频调速来实现节能运行呢？我认为，在这些设备上采用变频调速是达不到节能目的的。
我们应某金矿的委托，采用变频器对球磨机进行调速节能试验。当变频器的输出频率调整到48Hz和45Hz时，球磨机的电能消耗虽有所降低，但磨矿质量有很大降低，此时球磨机的出矿粒度由原来不调速时的300目粒度占99%，分别下降到90%和58%。可见这种工艺、设备条件下，不宜采用变频调速节能运行。
另外，我看到有的文章说，变频器用于井下排水泵站的节能[3]。我认为，这是不现实的。因为任何矿山为排出井下的涌水，都在井底设有水仓。值班工人根据水仓水位确定开仃水泵及开仃几台水泵，因此它不需进行流量的调节。所以，它不需要采用变频器。对于地面生活供水或工业供水的泵站，由于需要根据用水量的多少来调节供水量，在这种情况下，采用变频调速以调节流量，可达到节能的目的。
在矿山中，还有一些小型设备可以采用变频调速节能，如螺旋给料机、沙泵等，在此就不一一介绍了。
4 选择变频器应注意的事项
变频器，特别是高压变频器价格昂贵，如选择不当，达不到节电和提高生产效率的目的，以致造成浪费和不必要的麻烦和损失。在这里，提供一些选择变频器的意见，供参考。
4.1 根据工艺要求选择变频器
(1) 电机调速虽是风机、水泵节能的有效途径，但并非凡是风机、水泵都能采用调速节电。对于工艺参数基本稳定，不需要调速的风机、水泵可以采用高效节能电机和高效节能风机，以提高系统效率。对于已建成而配置不合理的风机可以通过采用更换电机，调节叶片角度等方法达到节电的目的。选择调速节能时应注意:风机、水泵的转速变化范围不宜太大，通常最低转速不少于额定转速的50%，一般调速范围在100%~70%之间为宜，因为当转速低于额定转速的40%~50%时，风机、水泵本身的效率明显下降，是不经济的;调速范围确定时，应注意避开机组的机械临界共振转速，否则调速至该谐振频率时，将可能损坏机组。
(2) 进行可行性分析
在选择要进行的变频调速的设备对象以后，应从提高效率或提高产品质量的需要情况，从节约电能的情况进行分析、计算，并与变频器的投资进行比较，计算出变频器的投资回收期。一般来说，如能从节约的电费或从提高产品质量、提高效率等方面所得的收益中，在两年内偿还变频器的投资，都应认为是可行的。同时还应分析外部条件是否满足变频器的使用要求。
(3) 变频器的可靠性
变频器的可靠性如何，直接决定了变频器能否成功地应用于生产。这是选择哪种变频器的首要条件。有的矿山所购买的变频器可靠性不高，加之自身的维修技术力量不强，变频器出了故障，只好仃下，甚至弃用。造成损失，同时也为变频器的继续推广应用带来负面影响。
(4) 根据生产厂家提供的技术规格和技术参数来选择变频器在按工艺要求、电源条件、场地及容量等选择了变频器方案后，再具体到选择哪个厂家的哪种高压变频器。在选择变频器时可以根据厂家提供的产品样本等技术资料及报价表来选择。
变频器的制造厂家和经销商都会向准备购买变频器的用户提供样本及报价。在样本中，厂家公开说明其产品种类、特性、技术指标和特点，用户在订货前通过对产品样本资料可以对其产品有大概了解。因此对产品样本的阅读和了解是比较各厂家变频器性能的重要依据。
4.2 主要应考虑的技术规格和技术参数
(1) 型号
各厂家生产的变频器的型号多是系列号和容量的组合，通过对型号和规格得了解，
可以确认该厂家生产的品种，对用户来说，不一定会使用到全系列的变频器，但可以从型号、规格、所采用的功率元件、控制技术等方面判断厂家的实力和生产态势，甚至可以从一个方面判断其产品质量。产品品种齐全，容量覆盖范围大，功率元件及控制技术先进的厂家，一般来说其实力强，生产态势好，产品质量一般来说也会有较好的保障。
(2) 效率
变频器效率的高低，直接关系到变频器调速节能的多少，因为在变频器运行时，变频
器本体也要消耗一部分电能。一般来说直接高压变频器的效率都可达到0.97~0.98，而高-低-高式高压变频器由于多一个变压器的损耗，使其系统效率有所降低。
(3) 功率因数
在整个调速范围内，功率因数的变化是一项重要指标。最好是在整个调速范围内功率因数都保持在0.95以上，以使其符合国家标准GB3485-83的标准，这只有电压型变频器和IGBT单相变频器串联的高压变频器能够满足此项规定。而电流型变频器较难满足这项要求。
(4) 谐波
国家对电网谐波有严格要求。限制用户非线性谐波设备注入电网的谐波电流，是限制电网电压正弦波畸变的关键。所用的高压变频器的谐波(即装置对电网产生的谐波)必须符合国标GB/T14549-93“电能质量、公用电网谐波”的规定，在国际上要符合IEEE-519标准的规定。对于电流型变频器如采用六脉冲整流，则5次、7次谐波都超过了这个标准，应采用12脉冲整流或附加谐波补偿措施。
(5) 输出容量和额定输出电流
变频器输出容量以kVA或kW表示，它代表可以供给电动机的输出功率。用kW表示时，一般以四极标准电机为基础考虑;用kVA表示，需进行核算。额定输出电流是在额定电压下变频器能够连续输出的电流值。在以输出容量为标准选择了变频器以后，还应对额定输出电流进行核算，以使电动机的额定电流不要超过变频器的额定输出电流。
(6) 率范围
由最低使用频率和最高频率定义调速范围。最低使用频率的意思与起动频率不同。起动频率很小时，并不一定能使电机从该频率起动。变频器要对最高频率设定，对风机、水泵的最高频率应设定(即箝位)在50Hz，所有的变频器都可满足这个要求，在选择变频器时可不作考虑，但使用中需注意此点。
(7) 电源容量和允许电压变化范围
供给变频器的电源容量应足够大，电源电压变化范围应在变频器允许的范围。用户在选择变频器时应根据自己电网容量及电网电压的变化情况，对变频器进行选择。曾有一个矿山因电压波动范围超过了变频器的允许范围，而使变频器不能正常应用。
(8) 保护功能
变频器样本中一般表明其保护功能，这是为了检测出变频器的异常情况和防止外部原因及内部异常对变频器造成损害，保护变频器正常运行和变频器安全可靠。因此保护种类是否齐全、完善，从一个方面反映变频器质量和运行的安全可靠性。
(9) 价格
变频器价格是用户最关心的问题之一，用户应了解厂家或经销商所报出的价格的具体含义和具体内容，及服务内容，以及任选件价格等。还应与其它厂家的变频器进行综合比较。
5 结束语
《中华人民共和国节约能源法》第39条，已将变频调速技术列为通用节能技术加以推广。在矿山推广应用变频器节能是重要目的之一，如风机、水泵;同时也有提高生产效率、降低维修工作量、提高产品质量等目的，如电铲、牙轮钻机、矿井提升机等。在矿山应用变频器和其它工业部门有相同之处，也有不同之处，如电铲、牙轮钻机、矿井提升机等设备应用变频器有一豺特殊要求，所用的变频器还有一些技术开发工作要做。建议有关科研院所、变频器生产厂家和矿山用户共同合作，开发我国矿山设备使用的变频器。
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参考文献
[1] 采矿手册[M]. 冶金工业出版社，1991，(6).
