煤矿主扇风机电源快速切换装置的应用探析.pdf

总第208期 2020年第8期 机械管理幵发 MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT Total 208 No.8, 2020 D0110.16525/j .cnki. cnl4-1134/th.2020.08.069 煤矿主扇风机电源快速切换装置的应用探析 赵晓峰 晋煤集团寺河矿， 山 西 晋 城 048204 摘 要 为了探究如何保障煤矿主扇风机的正常运行， 基于晋煤集团A 矿主扇高压供电系统运行现状， 探究其 电源快速切换装置和应用， 提出了一种可以迅速精准找到煤矿主扇问题原因并进行解决的快速切换装置„ 研 究结果表明， 该电源快速切换装置能有效解决主扇故障问题， 避免作业停止， 能够为煤矿主扇的平稳运行提供 有力保障。 关键词 煤 矿 主 扇 快 切 装 置 电 流 问 题 中图分类号TD635 文献标识码A 文章编号 1003-773X 2020 08-0163-02 引言 目前，在矿井作业中尤其是在高瓦斯煤矿井作 业中存在大量的瓦斯，而煤矿主扇在矿井中的主要 作用是通风， 倘若主扇出现问题， 很容易导致矿井发 生爆炸。 本文以晋煤集团A矿为案例,对主扇风机电 源故障的解决方案进行分析和研究，即通过对该矿 主扇的改造，使出现电源故障的主扇能够快速切换 到正常回路电源,从而防止断电， 确保正常的工作。 1 A矿通风主扇情况简介 晋煤集团A矿是大型的现代化高瓦斯矿井， 年 产量达到1 000万t。该矿主扇包括2 台GAF33. 5- 19-1型轴流式通风机， 一台作业一台备用， 均产自 上海鼓风机厂有限公司。 电源通过母联运行,一回路 热备用、 一回路运行， 其供电电源802、 801分别源 于 35 kV变 电 站 10 kV的两段母线开关柜（ 520、 519。 快速切换的装置需安装在主扇里面， 把两趟进 线电流、 电压与开关状态信号连到快切装置， 作为收 集停电原因的开端。 2电源快速切换装置的介绍 电源快切装置的作用原理是两段母线电源共同 运行， 或者是母联运行， 即一段母线电源热备用， 另 一段母线电源运行。在母线电源断开时会发出断路 器的合闸和分闸的指令,工作电源跳开， 并且母联开 关或者合备用电源将进行快速切换。假设工作电源 侧存在问题，母线电流会流失，同时开关801会跳 闸。 由于电动机负荷存在机械惯性， 母线相应的反馈 电压值将会不停地降低。 在该过程中， 如果用电设备 与供电装置连接的时间点不正确，将会使得母线残 压与备用供电设备的电压差冲击工作器件，进而产 生问题， 无法进行切换,母线的电流也将流失。基于 收稿日期 2020-05-19 作者简介赵晓峰（ 1990 ） ， 男， 本科， 毕业于中北大学电气工 程及其自动化专业， 助理工程师， 研究方向为矿用主通风机。 以上原因和分析，要遵循可以自动化挑出最精确时 间点的设备PCS-9655S， 该设备可以在正确的连接 时间点进行快速切换，具有较高的切换准确性和可 靠性气 3主扇风机快切项目目标 基于A矿主扇风的机房系统情况分析，在主扇 风机快速切换过程中， 当其中一段母线失去电流时， 在适合时间自动合备用电源的开关， 迅速恢复供电， 有效提高整个系统的智能化标准。因此， 在矿井供电 存在故障时，主扇风机快速切换项目可以帮助及时 恢复供电。 特别是在高瓦斯矿井出现故障的情况下， 在提高送电效率的同时， 保证瓦斯不超标， 风机也不 停电， 能够真正实现煤矿作业不停电的理想状态。 4主扇风机房配置的方案 结 合A矿主扇风机房具体的接线情况，其配置 方案如下页图1所示， 各项信号、 模拟量如下第一， 两条进线〇和a相保护电流，两段母线三相进线电 压;第二， 在两条进线开关的常开辅助接点开关合位 的时候， 要开人1;第三,在母联分段开关的常开辅助 接点开关合位的时候,要 开 入 1;第四， 两条进线保护 闭锁的信号接点。设 备PCS-9655S负 责 10 000 V终 端母线的供电设备切换， 其 中 10 000 V母 联 是 800, 进线是802和 801。 S快切设备的运行路径 当主扇机发生故障的时候，可能会存在3 个故 障点， 如下页图2 所示。此时,快切设备运行的路径 及作用分析如下。 1若进线开关801装置跳开， 检无流启动快切 设备， 迅速补跳进线开关801， 闭合备用电源的开关 802,恢复工母电压， 风机始终有电正常运转， 低压交 流接触装置不会跳闸， 供油设备可以正常运转。 2诺 图 2 中的K1 发生故障问题开关519跳开 发生短路故障） 首先， 快切装置进行20 m s 的无流 机械管理开发 jxglldbjb 第3 5卷 i〇kv n 母 dL章 € 风 机 低 压 稀 ; 所变 800 所变 低压稀油站 低压稀油站 0 8 0 6 图 1 A 矿主扇风机房快切设备 低频启动进行快切，断开进线开关801 时 间 20 mS,合上备用的电源开关802时间50mS,进而迅 速恢复工母电压（ 电压值降为约80,从而使得低 压交流接触器不会因失电而跳闸， 风机保持有电， 供 油设备可以正常运转。 其次， 如果快切设备无法进行 无流低频启动， 母线三相电压共同降低， 快切装置则 会进行无压启动、 残压切换， 断开进线开关801 时 间 20 ms， 合上备用电源的开关802时间50 ms, 进而使得工母电压复原,风机维持运转， 而低压交流 接触器将会失电跳闸， 供油的设备不运转[ 2 ] 。 3 若 图 2 中的K2 发生故障问题首先， 进线开 关 801执行过流保护，并送出一副接点闭锁快切设 备 ；其次，进线开关801拒动，越级断开上级开关 519， 这时要想避免快切装置启动， 合上问题母线， 在 快切装置里设置大电流闭锁，故障解决好后自行解 除闭锁。在以上过程中都有切换失败或者切换闭锁 的报警提示， 便于相关工作人员根据原计划倒风机。 4 若 图 2 中 的K3 发生故障问题 首 先 ， 开关 805跳开进行故障排除， 快切装置不反应， 开 关 805 跳开， 后台监控发出报警提示， 此时相关人员按原计 划倒风机;其次， 开 关 805拒动， 则 和K2 发生故障 的问题解决方案一致。在以上过程中都有切换失败 或者切换闭锁的报警提示，便于相关工作人员根据 原规程倒风机。 6快切装置的逻辑判断 在使用快切装置进行切换时，若是其他特殊故 障或者是风机故障，则不能草率地在主运供电设备 回路中连进备用线路供电的设备，会加重事故的严 重性。 因此， 在快速切换到备用回路之前要判断分析 K1 J 图 2故障点总览 转换设备是否投人以及投人具体代码。 第一，如果判断出转换设备未发生迅速变值且 电流值较大， 同时进线开关无流低频， 则利用无流时 间对快速切换装置采取延时启动。当此时进线开关 跳开,则必须直接连进备用供电的装备;如果进线控 制电流的流人设备正常，转换装置先执行跳进线开 关指令， 进线控制电流流人装置跳闸信号发生回流， 再次流进备用供电的装置，保证在断开进线开关故 障时,风机正常工作。 若是因为其他问题发生断电或 达到一回供电设备有问题时，则只能投进其他回路 供电的装置中， 进而保持主扇风机一直有电。第二, 如果母线、 负荷回路和进线开关有过流问题而跳闸, 且跳闸电流值较高，有问题的供电设备映射在控制 进线电流设备的CT中。快速切换装置中提前设定 过流大小， 当切换装置达到该电流值时， 产生主扇问 题报警， 切换装置闭锁， 此时人工倒机操作投入备用 的风机进行作业。第三， 在切换过程中， 如果备用线 路没有频率和电压时，则不切换且快速闭锁转换装 置， 减少人工送电消耗的时间[ 3 ] 。 7研究结论与展望 研究结论显示， 大部分矿井停工、 主扇通风机出 现的故障点都是由于电源电路的问题，快速切换供 电器件上的配件设备可以有效判断故障发生的源 头 ， 从而快速复原电流， 维持风扇机的正常运转， 保 证矿井生产的安全和效率。未来研究还可以继续探 究该研究设计方法是否对其他领域或者行业的供电 设备故障排除有所启发。 参考文献 [ 1 ] 耿铭.基于风机监控系统的高压双电源自动切换技术应用研究 [J].内蒙古煤炭经济,2019 11 33-35. [ 2 ] 任建军.智能隔爆型双电源真空电磁起动器的应用探讨[J].山 东煤炭科技， 20丨 7566-68. [ 3 ] 李钢.变频技术在矿井主扇风机中的应用[J].能源与节能,2014 8 11-13, 编辑 贾娟 下转第I69 页） 主扇风机房 2020年第8期蔡飞综采工作面搬迁安全回撤技术应用169. 参考文献 [ 1 ] 赵开虎.综采工作面中部抽架、 整体转架、 循环安装一体化技术 [J].煤炭工程， 20196 41-44. [ 2 ] 李胜利， 姚选智， 杨君堂.综采设备多通道回撤在高产髙效矿井 的应用[J].煤炭工程， 2018 6 30-31. [ 3 ] 贺安民.综采工作面回撤“辅巷多通道”工艺设计的应用[J].煤 炭工程， 200710 5-6. [ 4 ] 马晋民， 邵民超， 石晋松， 等.综采工作面支架回撤工艺研究[J]. 煤炭科学技术， 2016,44Suppll 21-23. 编辑王謹） Application of Relocation Safety Retreat Technology in Fully Mechanized Working Face Cai Fei Pingshang Coal Industry Co., Ltd., Jincheng Shanxi 048006 Abstract Aiming at the problems of low withdrawal efficiency and difficult roof management of fully mechanized mining support, different withdrawal techniques and maintenance s of evacuation space are put forward by analyzing the field conditions, when the roof is stable, bolting and mesh support is directly used, when the lower layer mining and the roof is very broken, the roof is supported by tt beam and single column; when the roof and surrounding rock are in good condition, cover support can be used to maintain the roof, when the roof and surrounding rock conditions are poor, the roof needs to be supported by the beam and single column. The results showed that there was no large-area roof caving in the process of 1642 working face retreat after proper retreat and supporting Therefore, the safety of fully mechanized mining etjuipment is ensured. Key words lower layer mining; support retreat; retreat space; retreat scheme 上接第164页） Application of Power Supply Switching Device for Main Fan in Coal Mine Zhao Xiaofeng Shanxi Coal Group Sihe Mine, Jincheng Shanxi 048204 Abstract In order to explore how to ensure the normal operation of the main fan in coal mine, based on the research and operation status of the high voltage power supply system of the main fan of A mine in Jin Coal Group, the rapid switching device and its application are explored. The results show that the fast switching device can effectively solve the main fan fault problem, avoid the operation stop, and provide a strong guarantee for the smooth operation of the main fan in coal mine. Key words coal mine fan; fast cutting device; current problem 上接第166 页） Application Research of Assembly Frame in Fully Mechanized Mining Face Installation Deng Xin Majiliang Coal Mine, Datong Shanxi 037001 时， 可使用掩护支架交替前移实现液压支架回撤； 当 顶板及围岩条件较差时， 需 要 利 用 77型梁和单体柱 对回撤巷道顶板进行支护，逐排交替回撤对回撤通 道进行维护。 2根 据 1642工作面实际情况采用相应的回撤 及支护方式后，工作面回撤过程中未出现大面积冒 顶事故， 确保了综采设备的安全回撤。 Abstract In view of the problems of large weight of top beam of hydraulic support, large load of lifting top beam and difficulty of installation in traditional fully mechanized face installation, this paper presents and analyzes an assembly frame and its application and optimization technology in the installation of fully mechanized mining face, which provides technical reference and practical guidance for improving coal mine operation efficiency. Key words fully mechanized mining operation; working face; assembly frame; support transportation