選礦廠球磨機電控動力係統技術改造
創新點滴
作者：夏友汝 韓澤元 趙路
摘要：徐州鐵礦集團選礦廠1#、2#MQG2700×2100球磨機啟動困難，在啟動過程中高壓電動機定子線圈和轉子線圈有火花噴出，造成高壓開關櫃的少油斷路器噴油。為此，球磨機進行了電控技術改造及高壓電動機選型更換。通過對球磨機的技術改造，總結了改造前和改造後電控及電動機的優缺點，使球磨機的電控各項性能指標達到了安全規程的要求。
關鍵詞：選礦廠；球磨機；電控動力係統；高壓電動機；技術改造 文獻標識碼：A
中圖分類號：TD928 文章編號：1009-2374（2015）23-0025-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.014
徐州鐵礦集團選礦廠1#、2#球磨機是20世紀70年代中期建設選礦廠時購買沈陽重型機器廠稀油潤滑滑動軸承的設備，其設備型號為MQG2700×2100，自重69156kg，最大裝球量24000kg，兩台球磨機的高壓開關櫃是敞開式其型號為GGA，斷路器的型號為SN10-Ⅱ少油斷路器，轉子開關櫃為頻敏變阻器，直流電源控製，兩台繞線式高壓電動機，其型號為JR1410-8、額定功率為280kW、額定電壓為6kV、滿載時定子電流為35.7A、效率92.3%、最大轉矩/額定轉矩為2.55、轉子電壓為550V、轉子電流為309A。該兩台球磨機已運行有30多年。改造之前球磨機啟動非常困難，需要借助廠房內行車進行盤車，有時在啟動過程中高壓電動機定子線圈和轉子線圈有火花噴出，造成高壓開關櫃的少油斷路器噴油，頻敏電阻器燒壞，使安全生產得不到保障，設備存在安全隱患，嚴重影響生產，造成維護人員的維護時間長，能源浪費，生產成本增加，需要對球磨機電控動力係統進行改造。
1 選礦廠1#、2#球磨機改造
1.1 第一次改造
第一步對球磨機高壓控製部分進行改造。方案是淘汰兩台GGA敞開式高壓開關櫃，更新兩台鎧裝中置式高壓開關櫃，型號為KYN28-12。經過實地考察、多方麵論證，決定采用鎧裝磁閥式高壓固態軟啟動裝置，其型號為HDQ，兩台高壓電動機由原來的繞線式改為鼠籠式，就是對電動機滑環去除，把轉子繞組短接成Y接法。其工作原理為采用高壓磁閥式可控電抗器技術，高壓磁閥式可控電抗器的繞組分為高壓繞組和低壓直流繞組，該技術以西門子PLC-200控製低壓晶閘管的導通，通過控製晶閘管的導通角來改變控製高壓磁閥式可控電抗器低壓直流繞組中直流部分，根據直流電流的大小改變高壓磁閥式可控電抗器鐵芯的導磁率大小，從而改變高壓磁閥式可控電抗器高壓繞組的阻抗大小，從而達到降壓限流的目的，實現無級級調速。
其高壓磁閥式可控電抗器的高壓阻抗變化過程與晶閘管導通輸出直流電流變化一致，克服了晶閘管耐電壓低的缺點，充分利用了低電壓直流控製高電壓的優點，特別適用於高壓電動機及超大容量的高壓電動機。在高壓電動機的定子回路串入高壓磁閥式可控電抗器可以平滑改變高壓磁閥式可控電抗器的阻抗，通過高壓磁閥式可控電抗器控製係統，調整控製高壓磁閥式可控電抗器的低壓直流繞組中直流電流的大小，從而實現了高壓磁閥式可控電抗器的阻抗由大到小無極調速，高壓電動機端電壓逐漸上升至全電壓6kV，實現高壓電動機的無衝擊固態軟啟動。當高壓電源進線櫃斷路器合閘時（QF合閘），供電係統6kV電壓加至高壓電動機（M）和串聯的高壓磁閥式可控電抗器兩端。合閘瞬間，由於無衝擊固態軟起啟高壓磁閥式可控電抗器的電抗值較大，在無衝擊固態軟啟動高壓磁閥式可控電抗器將高壓電動機的初始起動電流限製在額定值的1.5～2.0倍之間，啟動時間設定為2s，故對高壓電動機的衝擊很小。隨後，無衝擊固態軟啟動高壓磁閥式可控電抗器的電抗值快速減小，啟動電流迅速增加到設定值為2.8倍啟動電流。高壓電動機轉速線性增大，高壓電動機端電壓增大，采用閉環控製，減小高壓磁閥式可控電抗器的電抗值，使高壓電動機電流維持恒定值為2.8倍額定電流值。此時，高壓電動機端電壓增加，高壓電動機轉速平滑上升。隨著高壓電動機加速到接近額定轉速時，高壓電動機電流將下降至額定電流，當電流降至高壓電動機額定電流的1.1倍時，時間繼電器迅速閉合，使無衝擊固態軟啟動櫃的高壓真空接觸器合閘（KM合閘），將無衝擊固態軟啟動高壓磁閥式可控電抗器旁路，高壓電動機平穩進入全電壓工作狀態，無任何二次衝擊，啟動過程結束。無衝擊固態軟啟動裝置的采用高壓磁閥式可控電抗器，該高壓磁閥式可控電抗器應用獨創的磁閥結構、極限磁飽和技術、自耦勵磁結構，性能優良，可靠性極高，啟動時對電力係統衝擊諧波小，不會產生5次諧波和7次諧波，為電力供電係統的綠色電網創造了良好的開端，同時大大提高了高壓固態軟啟動裝置的可靠性。2012年5月放假期間對控製部分進行了改造：