童亭煤礦主井改造特色分析
工程技術
作者：袁永昌
【摘要】童亭煤礦原主井提升係統采用JKMD2.8×4型落地摩擦式提升機，配用YR800-12/1430型，2×800kw交流異步電機，采用交流繞線式電機轉子串電阻調速控製係統。通過引進矢量變頻器進行改造，在主井的投運以來，從實際運行效果來看，變頻器在加速段與減速段中，與傳統的工頻相比，有著巨大的優勢。
【關鍵詞】主井提升；矢量變頻器；改造；特色
1、緒論
童亭煤礦原主井提升係統采用JKMD2.8×4型落地摩擦式提升機，配用YR800-12/1430型，2×800kw交流異步電機，采用交流繞線式電機轉子串電阻調速控製係統（由交流提升電控係統和三電平中壓低頻換向裝置兩部分組成）。
通過引進矢量變頻器進行改造，在主井的投運以來，從實際運行效果來看，變頻器在加速段與減速段中，與傳統的工頻相比，有著巨大的優勢。工頻運行中，加速與減速缺少完整的反饋調節係統，受負荷影響大，負荷判斷靠編程計算完成，精度係數低，同時高低壓切換造成速度曲線的非線性可控，從而產生瞬間加速度過大。根據多年來的數據統計，加速時的平均加速度為1.9m/s2；減速時，平均加速度為0.78m/s2。改用變頻後，加減速依靠變頻器本體的閉環控製運算來實現，達到加減速平穩和無極調速的特點。具計算和統計，加速段的平均加速度為0.65m/s2，減速段的平均加速度為0.61m/s2。無極變速的平穩，減少了機械磨損，延長了設備的使用壽命。
2、特色分析
2.1、節約用電。變頻器在主井投運已有半年時間，其節能效果顯著。對比原工頻時，平均提升一勾消耗電度量為61.7204度。投入變頻係統後，平均提升一勾消耗電度量為57.037度。單勾節省電度量4.6834，是原來提升電量的9%。按照日提升勾數平均500勾來看，每日可節約電量2341度。又依照平均電價0.6元/度，每日可節約1404.6元。每年可節約電費約45萬。
2.2、係統對電網的汙染非常小。同步電機和整流器的功率因數都為1，減少了對變壓器的功率需求，僅需要采用交交變頻器時的50%。采用MV100的提升機係統產生的諧波很小，不需要另加諧波濾波器及無功率補償裝置。
2.3、大功率開關器件IGBT具有快速的開關特性，因此在直流回路不再需要像交交變頻器那樣的直流斷路器。
2.4、采用高壓大功率IGBT作為主開關器件。IGBT綜合了高頻開關、高阻斷電壓和低導通耗損等特性，因此提供了效率更高、可靠性更好的變頻器。
2.5、矢量控製在MVA級的傳動產品中提供了高級別的轉矩和速度的性能。優良的過程控製，精確的電機控製性能，最小的的扭矩擾動和電機磨損。其轉矩控製性能更好。
2.6、采用高性能中壓變頻裝置。童亭煤礦提升機係統跨越直流電機配直流調速係統的模式用低速直連交流同步電機和MV100交直交中壓變頻裝置（采用全數字矢量控製，基於IGBT三電平拓撲結構，功率單元模塊化設計），取代傳統的交流串電阻和直流調速係統，不僅調速性能優良，而且具有諧波汙染少、全功率段功率因數均為1，節能環保效果好。
2.7、雙驅動全冗餘並聯結構，解決了交直交傳動係統單輸出無法冗餘運行的缺點。
1）完全冗餘的工作方式：童亭煤礦在國際上首次采用主回路並聯、全載全速雙輸出交直交中壓變頻傳動係統。電機為雙繞組低速直連同步電機，正常工作時，兩台變頻器同時工作，每台供給相應電機繞組，負載均分。當一台變頻器故障時，通過切換開關將電機雙繞組並聯，由另一台變頻器單獨供電，實現電機的全載全速運行。當單個變頻器或變壓器出現問題時，電控係統仍能實現電機的全載全速運行，大大提高了係統的可靠性和冗餘性。