隔爆兼本质安全型软启动器技术在煤矿中的应用

李东平

（河南平煤神马禹州安泰煤业有限公司新易煤业，河南 平顶山 467013）

隔爆兼本质安全型软启动器技术在煤矿中的应用

李东平

（河南平煤神马禹州安泰煤业有限公司新易煤业，河南 平顶山 467013）

隔爆兼本质安全型软启动器，适用于具有爆炸危险的煤矿井下，在交流50Hz、额定电压1140V、660V，额定电流400A的线路中，集软启动和磁力直接启动、软起监控和电机保护为一体，对异步电动机轻重负荷软启动，以及各种情况下的磁力直接启动。具有启动电流小、启动速度平稳可靠、对电网冲击小等优点，延长了运输机械的使用寿命。

隔爆兼本质安全型；软启动器；应用

在煤矿运输中，钢丝绳芯胶带运输机是一种输送距离长、速度快、运量大的连续运输设备。因胶带具有抗拉强度高、使用寿命长的特点而广泛使用于矿山，该某矿戊组运输出煤系统承担着戊组系统原煤运输的重任，在矿井生产中发挥着巨大的作用。

通过对戊组运输系统优化改造，提高系统的运输能力，减少设备运行时间，同时提高运输安全程度。解决了我矿戊组运输系统不能满足运输能力的问题，并且确保运输系统的安全可靠性。

某矿机电运输机目前多使用的是电器直接启动的方式，这种启动方式具有启动电流大，冲击电网危害性大，机械冲击力大等弊端，2013年某矿采用上海久辉公司的QJR-400（315）/1140 (660)矿用隔爆兼本质安全型软启动器首先在某矿的戊组运输系统进行升级改造，改造试运行时期效果明显，同时对运行中出现的问题结合实际情况采取相应对策。软启动器是一种集电机软启动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路。运用不同的方法，控制三相反并联闸管的导通角，使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，就可实现不同的功能。电动机属感性负载，电流滞后电压。

软启动器和变频器是两种完全不同用途的产品。变频器用于需要调速的地方，其输出不但改变电压而且同时改变频率；软启动器实际上是个调压器，用于电机启动时，输出只改变电压并没有改变频率。变频器具备所有软启动器功能，但它的价格比软启动器贵得多，结构也复杂得多。软启动器只是改变电源电压，相当于降压启动器。变频器要比软启动器复杂得多，价格也贵得多,而且变频系统对职工技术水平要求高，检修维护水平达不到要求，综合各方面因素戊组系统技术改造选择软启动器。

1 研究报告

1.1 戊组概况

戊组系统是我矿戊组煤主运输系统，原采用陈旧的胶带运输模式，胶带运输能力为350t/h，采用四部普通1 000mm胶带运输机、一部K4给煤机和一部高强皮带组成。为保证安全生产，曾进行了几次小型的技术改造或扩建，运输能力有所提高，但是仍改变不了陈旧的运输模式。为此，对戊组胶带运输系统技术改造，改造要求：四部皮带机前后搭接组成一套运输系统，采用软启动方式有效利用先进设备，从而缩短工期，提高效率，并且确保技术改造后运输系统安全可靠性增大。降低劳动强度，减少检修时间，提高原煤的输送效率，节约材料减少生产成本。

1.2 软启动器选型设计

在软启动器设计上，根据戊组系统的实际运输能力和现场实际等因素，采用QJR-400（315）/1140(660)矿用隔爆兼本质安全型软启动器（以下简称启动器），适用于含有甲烷混合气体、具有爆炸危险的煤矿井下，在交流50Hz、额定电压1 140V、660 V，额定电流至400A的线路中，集软启动和磁力直接启动、软启监控和电机保护为一体，对异步电动机轻重负荷软启动，以及各种情况下的磁力直接启动。

2 项目实践

2.1 QJR-400（315）/1140(660)矿用隔爆兼本质安全型软启动器特点

QJR-400（315）/1140(660)矿用隔爆兼本质安全型软启动器执行标准为MT943-2005和企标。软启动时具有启动电流小、启动速度平稳可靠、对电网冲击小等优点，且启动曲线可根据现场实际工况调整，从而减少启动时运输机的冲击力，降低对运输机械的损害，延长了运输机械的使用寿命。直接启动时，它具有磁力启动器的全部功能，即真空接触器能启动和分断各种情况下的电机负荷，隔离开关具有换向和分断电机负荷的能力，保护控制器具有短路、过载、断相、漏电闭锁的电机综合保护功能。

本装置适用于煤矿井下胶带运输机大中型驱动设备软启动/直接启动，广泛用于老产品的软启动/直接启动的改造和新产品的软启动/直接启动设计。

2.2 型号组成及其代表意义

2.3 技术特性

额定电压：660V、1 140V；额定电流：400A、315A；电流系数K（最大允许启动电流倍数）：8倍以下可调；启动时间：可调（最大60S）；启动冲击次数：0～20次；防爆型式：隔爆兼本质安全型“Exd[ib]Ⅰ”；工作制：反复短时或长期；冷却方式：自然冷却；符合煤炭企业标准MT/T 943-2005《矿用低压交流软启动器》。

2.4 工作特性

QJR-400（315）/1140（660）Z型交流软启动器是以反并联的三组大功率晶闸管作为软开关，其核心部件是采用软启动及保护控制器。它由电流反馈作为闭环组成调节系统来控制大功率晶闸管元件，在电动机的启动过程中，控制器可按用户要求预设的曲线对电动机进行自动控制，并保证启动加速度控制在0.1m/ s2≤a≤0.3m/s2范围内，使其平滑可靠地完成启动过程。当电动机启动过程完成后，由软启动及保护控制器控制交流接触器吸合，短接所有的晶闸管，使电动机直接投入电网全压运行。

软起动及保护控制器还兼有电机综合保护功能，它和隔离换相开关、真空接触器组成磁力启动器功能。当软启动故障时，将旋钮“直起/软起”置于“直起”位置，它就具有完备磁力启动器功能，对电机具有短路、过载、电压断相、电流断相、漏电闭锁保护功能。

软启动及保护控制器同时能提供12V/23mA的本安电源，能够进行远控和多机通讯。QJR-400（315）/1140（660）型软启动器，正常工作为交流软启动器完成启动功能，磁力启动器完成分断功能。

本启动器可以用于多台电机驱动的场合，从机始终跟随主机的指令工作。

3 应用软启动器带来的经济效益和社会效益

3.1 经济效益分析

（1）采用新的技术按预定技术改造方案组织措施完成，比传统的施工方案工期减少240小时，节约工时费用17万元，多出原煤9.6万t。

（2）机电事故率由原来的3%降低到现在的0.3%左右，材料费用由原来的月平均17 000元降低到现在的2 000元。

采用QJR-400（315）/1140（660）型软启动器控制带式输送机维修量小，使用寿命长，每年可节约维修费用约2.5万元。由两部大功率带式输送机带取代了原四部小功率带式输送机，省去两部部机头设备固定安装，减少5台减速机，4个传动滚筒，5台电机，多台馈电开关等，节约设配成本约20万元。因减少检修时间为矿挽回经济损失93 800元。按原煤单位成本300元/t，原煤综合售价470元/t（原煤综合售价-原煤单位成本）×影响出煤吨数即（470-300）×1 340=93 800元。

3.2 社会效益分析

此次技术改造方案施工进度快，大大减轻了职工施工强度，简化了设配流程，减少搭接损耗，职工作业环境胶带输送机的维护量减少了，使用寿命延长，为矿节约了检修时间和材料的投入，减少了生产成本，改善了戊组主胶带运输出煤系统，提高原煤输送效率，提高了个人的人身安全的可靠性，提供了实践经验，其推广价值和社会效益显著。

4 结束语

隔爆兼本质安全型软启动器技术的应用具有节能、启动平稳运行可靠、使用寿命长等特性，既有良好的经济效益又有良好的社会效益。

TM573

A

1003-5168(2014)03-0035-02