煤矿选煤厂电气干扰分析及对策措施研究.pdf

当代化工研究 Modern Chemical Research74 技术应用与研究 2020 门 煤矿选煤厂电气干扰分析及对策措施研究 *白雪 同煤集团洗选公司精煤分公司山西037001 摘耍机电餉安全性是现代煤矿生产中必不可少的安全要素.结合现阶段煤矿选煤厂电气干扰餉现状，首先介绍了煤矿选煤厂电气干扰 的干扰源特征，其次对煤矿选煤厂电气设备干扰的类型进行了概述，分析了其特征，并在最后对煤矿选煤厂电气干扰的应对策略进行了解 析，希望可以有效提升抗干扰水平，为实现选煤厂选煤生产效率的稳定提升创造良好餉条件. 关键词煤矿选煤厂；电气干扰；优化对策 中图分类号TD94 文献标识码A Analysis of Elect rical Int erference in Coal Preparat ion Plant and Research on Count ermeasures Ba i Xue Cl ea n Co a l Br a n c h o f Cl ea n in g Co mpa n y , To n gmei Gr o up, Sh a n xi, 037001 Abstracts Electromechanical safety is an essential safety factor in modem coal mine production. Combined with the current situation of electrical interjerence in coal mine preparation plants, the interference source characteristics of electrical interjerence in coal mine preparation plants arefirstly introduced. Secondly, the types ofelectrical equipment interjerence in coal mine preparation plants are summarized, and their characteristics are analyzed. Finally, the countermeasures of electrical interference in coal mine preparation plants are analyzed, hoping to effectively improve the anti-interference level and create good conditions for realizing stable improvement ofcoal preparation production efficiency in coal preparation plants. Key words coal preparation plants electrical interference optimizing countermeasures 引言 随着近些年来煤矿生产水平不断提升，对于大型机电设 备的应用要求也在持续提高。煤矿选煤厂生产过程中应用专 用选煤电气设备，可以有效提升选煤生产的效率，实现自动 化与智能化，不但可以降低生产过程中劳动力的成本，也可 以降低人员的工作压力、负担，提升工作的效果。然而，在 大型电气设备的使用过程中，经常会出现电气干扰的问题， 严重阻碍了煤矿选煤厂电气设备的正常运行，由此引发信号 失真、动作误差增加等问题，严重时更会引发严重的安全事 故。为了解决设备安全问题，从客观上保障安全生产流程与 稳定，就必须要解决选煤厂的电气干扰源问题，现就相关内 容介绍如下。 1 煤矿选煤厂电气干扰源概述 ⑴机械设备产生干扰 煤矿选煤厂生产过程中的很多重要设备，同时也是电气 干扰的重要干扰来源。例如机械设备的震动，设备噪声过大 等问题突出，在一定条件下，会使整个洗煤厂的运行效果受 到很大影响，且会导致仪器仪表与通信设备运行不正常的现 象。另外，现代洗煤厂中大量使用了各种整流设备、交直流 换流设备和电子电压调整设备，这些设备供电线路本身设置 了许多大容量的晶闸管，晶闸管在工作过程中需要经历至少 半个周期的时间才能够导通，随后发生电压凹口变化，导致 波形失真，所以此时电压容易出现反复，如果不及时处理， 会导致机电设备回路烧毁的问题。 ⑵电力补偿电容■干扰 电力补偿电容干扰在煤矿选煤厂电气设备的使用中导致 电气设备干扰的第二大影响因素，该因素主要是在电力的供 应过程中，由于功率因素要求达不到改善，为了提升功率而 出现集中补偿电容的情况，随后就导致机电设备的电容承受 不了较高的电压进而出现击穿电容的问题，进而导致的电气 干扰问题。除此之外，电气设备在使用过程中，输入、输出 的电流会形成谐波成分，这些波形变化较大，也容易出现谐 波，进而给电气设备的运行带来干扰。 ⑶高次谐波干扰 煤矿选煤厂的设备运行过程中，其多采用泵类变频器设 备，这些设备很容易形成高次谐波，随着高次谐波的出现， 会进一步导致电源系统遭受干扰，对电网系统的稳定性产生 不利的影响，最终导致电气设备监控与运行故障。 ⑷射频干扰 射频干扰是一种动力电缆发出射频信号后带来的干扰信 号，其主要是由于动力电缆混搭导致了控制系统遭受射频干 扰，进而引发的一系列信号丢帧以及仪表显示混乱问题，该 问题的出现往往属于间歇性的，所以需要稳定性优化才能够 逐步改善。 2.煤矿选煤厂电气设备干扰分析 煤矿选煤厂电气设备的干扰根据类型可以划分设备内部 干扰与电源类干扰，现分别分析如下 ⑴设备内部干扰的原理 设备内部干扰主要是由于电气设备使用过程中内部电 流运动而出现的磁场干扰，该干扰主要包括电路之间的磁场 相互作用，作用力的强弱关系往往与电流的强弱相关联。电 场干扰则主要是由于电容分布方面的问题导致的电场相互作 用，该类型的干扰往往容易导致射频段的电场感应干扰，从 而引发严重的信号失真问题。设备内部干扰中，噪音干扰也 是最难以解决的干扰部分，分别包括热噪音、接触噪音以及 散粒噪音三种模式。其中，热噪音的干扰主要是由于设备长 当代化工研究 Modem Chemical Research I n2020 门 技术应用与研究 期运行过程中产生大量的热量，热量得不到消散出现温度异 常升高，进而出现噪音干扰；接触噪音是指在设备使用过程 中，由于两种或者两种以上电气元器件运行过程中噪音相互 影响而出现的干扰，该类型的干扰主要出现于半导体元器件 的内部，由于半导体内载流子不按照正常规律出现异常运动 带来的干扰，主要体现在宽频领域的干扰。 2电源类干扰的原理 电源类干扰主要是以大功率电焊机设备出现的干扰，这 些设备在日常使用过程中一般会出现大量的高次谐波，尽管 这些谐波在使用过程中会经过一定的过滤，但是参与高次谐 波的电源系统内部干扰严重。一般来说，煤矿选煤厂PLC集 控管理中心以及调度通讯系统都存在信号较弱的问题，导致 系统运行不正常。 ⑶其他类型干扰尿理 煤矿选煤厂的电气设备类型众多，一些泵类设备、大功 率设备在使用过程中由于射频问题会带来系统信号的失真， 另外，电焊机等设备在运转过程中也会产生射频干扰信号， 进而导致其它电气运行稳定性下降，出现诸如通讯不畅、模 块失灵等问题。机械设备使用过程中，大型设备会出现一些 不规则的振动，这些不规则的振动会导致仪器仪表失灵，包 括刮板输送机等设备就普遍存在这个问题。 3.煤矿选煤厂电气设备干扰处理方法 煤矿选煤厂电气设备的干扰因素众多，要想从根本上降 低电气设备的干扰影响，提升抗干扰性能，就必须从如下两 个方面着手 ⑴抑制干扰源 针对泵类变频器的电气干扰问题，可以通过在变频器 的前端安装独立线路电抗器的方式来解决，能够及时阻止变 频器出现畸变电流，从而有效缓解主电源的不良影响，该技 术方法成本不高，同时也更容易将电压控制在合适的数值。 但是，在使用过程中也存在一些问题，如电压过低有导致设 备无法正常运转的可能性。针对泵类变频器常出现的高次谐 波电气干扰问题，可以通过安装专门LC多级滤波设备来尝试 改善，借助于多级滤波设备能够对不同波段的谐波进行过 滤，可以根据实际需求进行多级过滤。不过，在实际使用过 程中，该方法也存在一些缺陷，比如说电源负载依赖较高， 如果电源负载较大可能会出现跳电等问题，灵活性方面也存 在一些阻碍。在进行干扰源的抑制过程中，为了更好的控制 电源产生的正向谐波电流影响，可以通过在负载上增添有元 补偿器的方式，借助于并联的模式来进行补偿，这样就可以 在产生谐波电流的方式实施抑制，达到负载正向传播的效 果，最终消除干扰。为了进一步提升系统的主电源电磁抗干 扰性能，最好在电气设备相对密集的区域选择抗射频干扰滤波 设备，该设备能够从电气设备的周边实施干扰抑制，同时也可 以降低电源的传导影响，从而达到传导发射的效果。泵类变频 器在使用过程中普遍需要借助于超长的动力电缆来持续供应电 力，这个过程中普遍也会产生大量的信号干扰，马兰矿选煤厂 需要做好非屏蔽动力电缆的长度控制，重点处理好电机与变频 器的关系，安装专门电抗器可以有效控制该类型的干扰。 ⑵阻断干扰源传播途径 阻断干扰源的传播途径是一种区别于干扰源抑制的技 术，其主要通过在干扰源、干扰设备传播途径上添加专门屏 蔽屏障的方式来达到阻断干扰的效果。 其一，独立接地系统。最为常见的阻断方式为独立接 地系统，该系统通过专门阻断干扰的方式来达到接地安装控 制，对每个设备实施独立安装后，其能够实现独立运行而不 相互影响的效果，从而达到抗干扰的作用。 其二，双重屏蔽电缆。采用双重屏蔽电缆可以在不影 响电缆正常使用功能的情况下有效降低射频干扰带来的负面 影响。双重屏蔽电缆的结构包括PVC保护套、绕包层、屏蔽 层等结构，其中采取了聚乙烯进行包裹，最内部则是用于传 输的导体结构。在该结构使用过程中，重点选择了聚乙烯绝 缘保护套来进行绝缘保护，针对射频干扰具有很好的阻断效 果，具体结构如下图1所示。 1.PVC护套；2.屏蔽层；3.绕包层；4.对绞组屏蔽层； 5.对绞组绕包层；6.绝缘层聚乙烯；7.导体 图1双重屏蔽电缆截面图 其三，接入千兆工业网络。光线信号在传输方面具有许 多常规信号不具备的优势，如信号稳定性较强、受射频的干扰 影响不大等等。在煤矿选煤厂生产过程中选择工业级千兆以太 网作为工业通信、集控系统信号传递的主要介质，不但可以达 到实际应用与观察的效果，更是可以突出信号传递的稳定性以 及抗干扰特征，满足工业生产的安全性、稳定性要求。 4. 总结 综上所述，煤矿选煤厂电气设备的干扰问题不但限制 安全生产，同时也会导致设备的寿命缩短，从而带来新的成 本负担，对应企业的可持续发展形成阻碍作用。在预防电气 设备干扰的过程中，需要重点分析干扰的来源，处理好企业 可持续发展的任务与要求，并积极实施电气设备科学分类， 做好电源类干扰与设备内部干扰的分类讨论工作，抑制干扰 源、阻断干扰源的传播途径，从根源上减轻干扰带来的负面 影响，最大限度的体现煤矿选煤厂电气设备的功能与效益， 实现企业的可持续健康发展。 【参考文献】 [1][1]赵强.改善煤矿选煤厂电气抗干扰质量及措施[J].[J].中国石 油和化工标准与质量,2019, 39 16 2019, 39 16 124-125.124-125. ⑵仇志伟.阳煤集团二矿选煤厂电气节能与保护技术措施探 讨[J].[J].能源技术与管理,2018, 43 02 2018, 43 02 131-132.131-132. 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