矿用隔爆兼本安型高压变频器的应用研究

张阳

陕北矿业陕西涌鑫矿业有限责任公司安山煤矿 陕西 榆林 719400

引言

煤炭是古代植物在地下经历了一系列的复杂的生物和物理变化后逐渐形成的固体可燃性矿物，被人们称作为黑的的金子，工业的粮食，是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一，在目前以及未来的一段时间内煤炭还是我们生产生活必不可少的能源之一，煤炭的供应也关系到我国的工业乃至整个社会方方面面的发展稳定性，因此在煤炭的开采中如何高效节能并且安全的开采是非常重要的。本文通过对矿用隔爆兼本安型高压变频器的一些方面进行讨论研究来说明以上的问题。

1 隔爆高压变频器系统组成及工作原理

隔爆高压变频器的主要构成部分是主回路与控制回路，并且主回路与控制回路也是构成3300V电压等级矿用隔爆高压变频器的重要部分。

首先我们来说明一下什么是主回路，在煤矿的开采中其开采效率的高低与机器的运行速度有着很大的联系，机器运行的速度快则开采效率就相对较高，运行的速率慢则开采的效率就相对较低。在主回路内就有着相应的调速控制，其主要原理是通过对调节输入电压的频率进行相应的调控，比如矿用10kV高压经过相关的变电站合理、科学的变压后，可以转换为两路能够适应的电压，随后将电再输入变频器。变频器通过自身原理进行变频输出控制后可将电动机的电压输入频率保持在0-50Hz中间，然后实现相关的速度调控。另外一个重要的组成部分控制回路，控制回路中包含了低压控制系统和变频器系统，低压控制系统是由信号采集终端、地面监控中心、显示台以及集中控制器等一些其他部件所组成。其中变频器系统包含了启动、紧急暂停、关机这些功能，另外工作面沿线的闭锁按钮的互锁功能与启动停止功能是由TK200集中控制器控制实现的。显示台的则有三个方面的作用，第一，可显示变频器的电动机的转速，相关输出电流以及转矩等等一些其他重要参数的曲线。第二，变频器系统的一些数据想要传输到地面监控中心的话则需要通过显示台来实现。第三，显示台可以显示相关机器的运行速度，方便工作人员的观察与记录[1]。

2 BPJV1-2000/3.3型矿用隔爆兼本质安全型高压变频器

BPJV1-2000/3.3型矿用隔爆兼本质安全型高压变频器（以下简称变频器）能够适应的电流频率为50Hz，能够适应的电压值是3.3kV，其中速度的控制是用了一个三相交流异步电机通过变频来进行调控，电机的功率为2000（1400）kW。变频器也有相应的保护功能，例如过热，接地，漏电等等会危害机器本身的预防措施，还有专门尺寸的液晶显示屏幕来呈现其工作的状态。任何一个机器都有其相应的工作环境，不同的工作环境对于其机器的运行状态也有一定的影响，BPJV1-2000/3.3型矿用隔爆兼本质安全型高压变频器能够正常运行的海报最高不超过2000米，能够适应的温度在5度-40度的范围内，能够适应的湿度为不大于95%（+25度），所工作的周围环境不能有滴水、水蒸气、能够破坏金属和绝缘材料具有腐蚀性气体，但是能在含有甲烷和煤尘等爆炸性气体混合物的煤井下工作。

BPJV1-2000/3.3型矿用隔爆兼本质安全型高压变频器所采用的是水冷系统的散热，相较于传统的强迫风散热效率有了很大的提升，其水冷系统主要由主循环系统、水风散热主系统、补水系统、去离子水系统等组成。主循环系统有个主循环泵用来为去离子水侧循环提供动力，去离子水系统则主要是为了去除去离子水中的离子来达到超低导电率的目的[2]。

3 故障分析及处理过程

机器在寿命使用的范围内并不会一路平稳的运行，多多少少的都会出现一些故障，BPJV1-2000/3.3型矿用隔爆兼本质安全型高压变频器也不例外，例如，辅助电源反接、键盘急停、变频器急锁急停、输出短路、内腔温度超标、内腔湿度超标、主回路漏电闭锁等等一些其他的故障。当机器在正常的环境条件下正常工作的时候可能会出现刮板运输机停止转动的情况，此时相关工作人员会立刻前往检查机器查明问题出现在哪里，经过一系列的排查后最后发现是运输机的机器尾部的电动机的变频器报出了输出故障。再进一步的检查发现是变频器强制分断前级移变MCB,复位后变频器不再报故障，当所供的电压恢复正常后，又重新启动了机器，就在启动的时候突然间又出现了上述的状况，设备不能正常运转，所报故障与之前的一样。此工作人员判断是出现了短路故障。一般来说变频器输出短路故障的出现应有一个系统的排查，一般会重点检查两个部分，第一是变频器内部的三种电平的逆变部分，第二是就是检查外部可能出现故障的部分，像电机的故障与供电电缆的故障。逐一排查原因后就着重一个部分全力解决。

4 结束语

现如今的科学技术的进步与发展，能够让机器操作变得越来越便捷，机器的精密化程度也会越来越高。对人类的生产作业也会越来越方便，矿用隔爆兼本质安全型高压变频器也会进化的越来越好，不只是操作性上，甚至是体积上，材料上都会与现在的大不相同，先进的材料使得机器的散热能够更好，效率能够得到更高的提升，故障率会越来越低。