在井下乳化液泵供电中的应用
来源：无锡煤机厂
作者：客服
时间：2018-11-23 09:03:14
导读：
很多从事过煤矿工作的人知道，煤矿开采工作是非常危险的事情，因为井下处于一种黑暗潮湿的环境，没有电，所以对于煤矿供电这一环节是需要非常注意的问题！
下面我们就来了解一下煤矿供电方面的案例！
1 问题的提出
目前内蒙古煤炭有限责任公司矿井采用的是BRW315/31.5型乳化液泵站，配用电动机功率为315kW、电压1140V。当工作面设备需要供液时，泵排出的高压乳化液进入系统执行元件采面设备动作。当采面不需供液或需要供液流量较小系统压力高于设定压力时，泵排出的乳化液经卸载阀和回液管返回到泵箱的储液室，卸载阀内的单向阀关闭，高压系统与卸载回路隔断，系统维持在高压状态，处于空载运转状态。当采面液压系统的液压元件动作，液压系统压力下降至卸载阀的恢复压力时，卸载阀切断卸载回路，打开单向阀向液压系统供液。
随着综采工作的安装完成，液压支架的推溜和移架等动作都是间歇性的，每次的工作时间极短，动作时间也不固定除在动作时间需要提供高压液体外，其余多数时间液压系统执行元件都处于静止支撑状态，不需要向系统供液。但为了保证执行液压元件随时都能动作，乳化液泵站必须连续不间断运转。传统采用真空磁力启动器控制的乳化液泵站不能根据液压系统的实际需求量自动调整泵站的供液量，系统长期处于高压大流量工作状态，在工作面设备不需要高压液体时，多余的液体只能通过卸载阀回流到乳化液箱，系统运转磨擦产生的热量使泵体温度升高系统内密封件老化较快造成串液和漏液，电动机和泵体一直处于全速运行状态加快了机械磨损，卸载阀频繁开启和关断直接造成寿命较短，增加维修频次和成本的投入。
电动机采用直接启动方式，启动电流为电动机额定电流的4～7倍，对电网造成较大的冲击，对电网容量的要求也较高。启动产生的振动和磨擦对泵体和阀门部件的损害极大。当工作面不需要高压液体时，电动机仍然以额定转速运转，泵站长期高负荷运行浪费了大量的电能。
本着高起点、新机制、少投资、高效率的原则，采用先进工艺、先进技术，优化供电方案、降低设备损耗、提高供电功率因数，建成高效化矿井。设计要符合煤矿安全规程、煤矿工业设计规程、煤矿井下供电设计技术规定。要具有供电可靠性、供电安全性、供电质量、供电经济性。
设计遵循煤炭工业建设的方针政策，在保证供电安全可靠的基础上进行技术经济比较，选用最佳方案。
2 改进实施方案
针对原控制方式存在的问题，将原矿用隔爆兼本质安全型真空电磁启动器控制乳化液泵站运行改为矿用隔爆兼本质安全型变频调速控制装置控制乳化液泵站运行。
乳化液泵站供电系统分别由四部分组成：（1）矿用隔爆兼本质安全型变频调速控制装置（ZJT1-315/1140）；
（2）自动配油箱（以下简称“油箱”，标准尺寸）；
（3）自动配液箱（以下简称“液箱”）；
（4）乳化液泵组构成。
变频装置由2个独立隔爆箱组合而成。右箱即是整个装置的总电源箱，又是控制系统工频旁路的控制箱，同时也是整个系统的控制核心部分。箱内装有电源隔离开关，可编程控制器及相关模块，工频回路真空接触器，三相变压器、控制变压器，电压、电流互感器，电度表，彩色显示屏。显示屏中显示当前泵站的所有监控数据及运行状态。
油箱内预先盛放乳化油以便系统完成自动配液功能。内装油位传感器1只，泵室内安装“配液油泵”1台、“校正油泵”1台，外挂1台便携式油泵。侧面装有隔爆型接线箱。
液箱内实现自动配液功能。内装液位传感器1只，浓度传感器1只。外部装有系统压力传感器1只，系统压力卸载电磁阀1只，尾部装有进水配液电磁阀1只、进水校正电磁阀1只。头部泵组吸液位置装有“吸液在线定时自动反冲洗过滤器”2只。尾部装有“回液在线定时自动反冲洗过滤器”2只。
乳化液泵组分别加装传感器进行数据监控和保护，分别有“润滑油温度传感器”1只、“润滑油压力传感器”1只、“润滑油油位传感器”1只、“泵组蓄能器压力传感器”1只。如果定制的乳化泵组还可以监控乳化泵电机绕组温度和电机轴承温度。
3 主要控制方式
泵站电动机启动时变频调速装置从零频率逐步提升到电动机额定频率。当液压系统的实际压力P低于设定压力低限值P1时，泵站从零速开始启动迅速提升到全速运行状态保证乳化液使用需求。当液压系统乳化液需求减少系统的实际压力P高于设定压力高限值P2时，经T1时间的延时后若实际压力仍然偏高，变频器将频率降低到35HZ，若压力能满足使用要求则维持此变频运行；若实际压力P仍然在高压设定压力上限P2经T2时间的延时后，实际压力仍然偏高，变频器将频率降低到25HZ；若压力满足要求，则维持当前频率运行，若P仍大于P2经过设定延时时间（休眠时间）后，变频器将速度降为零。
任何时候一旦检测到实际压力P低于设定压力下限P2时变频器立即恢复到全速运行状态，保证在最短时间内获得所需工作压力。卸载阀调整时必须保证其卸载压力略高于系统设定压力上限P2。控制系统增设油温传感器可随时观察到泵体油温，当检测油温超过设定值时系统报警并停机提示及时检修。控制系统加装了液位传感器可观察泵箱液位，当乳化液量低于设定下限时系统报警并停机提示及时补充液体。
工作面概况
1、工作面的位置及四邻情况
ZF205工作面位于二采区三条大巷的北侧，南端为二采区三条大巷护巷煤柱，西侧为二采区未采实煤体，东侧为ZF203工作面采空区，北邻矿井边界保护煤柱。该工作面上部对应地表为枣林村、枣林公路。
2、工作面的煤层情况及相关参数
ZF205工作面布置两条巷道，分别为运输顺槽、回风顺槽；两顺槽方位角均为345°，两条巷道均布置在4＃煤层中。工作面走向长1524m，倾斜长151m，留设大巷保护煤柱100m，可采走向长1420m，回采面积为1420*151=214420m²。根据ZF203两顺槽掘进期间的煤层揭露及钻孔煤层厚度探测，开采区域煤层平均厚度约为6.2m，最大厚度为8.4m，最小厚度为4.0m。工作面地质储量为196.9万吨，可采储量为148.8万吨，回采率85.0％，计划平均月产6.28万吨，平均月推进度73.6m，可采期为20个月。
工作面供电对电能的要求
1、电压允许偏差
《电能质量供电电压允许偏差》（GB 12325—90）规定电力系统在正常运行条件下， 电压偏差计算公式如下：
电压偏差＝×100%
2、三相电压不平衡
根据《电能质量三相电压允许不平衡度》规定：电力系统公共连接点正常运行方式下不平衡度允许值为2%，短时间不得超过4%。在采区变电所供电情况下，交流额定频率为50HZ电力系统正常运行方式下由于负序分量而引起的pcc点连接点的电压不平衡度能满足规定要求。
3、电网频率
《电能质量电力系统频率允许偏差》（GB/T 15543—1995）中规定：电力系统频率偏差允许值为0.2HZ，当系统容量较小时，偏差值可放宽到+5% HZ—－5% HZ，标准中没有说明容量大小的界限的电网容量在300万KW以上者为0.2HZ；电网容量在300万KW以下者为0.5HZ。
4、波形
正常情况下，要求电力系统的供电电压（或电流）的波形为正弦波，在电能的输送和分配过程中不应该使波形产生畸变，还应注意负荷中谐波源（装整流装置等）的影响，必要时采取一定措施消除谐波的影响。
以上就是介绍的煤矿工业乳化液泵站供电方面的案例，大家都明白了吗。如果想知道更多案例可以咨询小编！
