煤电钻综合保护装置中载频短路保护技术研究.pdf

第 3 0卷第 1 0期 2 0 0 9年 1 0月 煤 矿 机 械 Co a l Mi n e Ma c hi n e r y V0 1 ．3 O No ． 1 O Oc t ． 2 0 o 9 煤 电 钻 综 合 保 护 装 置 中 载 频 短 路 保 护 技 术 研 究 叶予光 ，卞和营 。 王泳 平顶 山学 院 ， 河南 平顶 山 4 6 7 0 0 0 摘 要 针 对 目前 煤 电钻 综 合保 护 装置 中的载频 短路 保 护 电路进 行 实验 分 析 ．证 明 当电缆 长 度小于 2 0 0 m时载频短路保护动作基本正常； 当电缆长度 大于 2 0 0 m 时， 保护动作不正常， 并且保 护动 作 受 电缆 的截 面积影 响程 度将 更加 明显 关键词 煤 电钻 ；综合保护 ；载频保护 ；可靠性 中图分类 号 T M7文献 标 志码 A文章 编号 1 0 0 30 7 9 4 2 0 0 9 1 00 1 8 30 2 S t u d y o n Ca r r i e r F r e q u e n c y S h o r t Ci r c u i t Pr o t e c t i o n o f I n t e g i a t e d Pr o t e c t o r f o r Co a l El e c t r i c Dr i l l s YE Yu g u a n g ，BI AN Hey i n g ， W ANG Yo n g P i n g d i n g s h a n U n i v e r s i t y， P i n g d i n g s h a n 4 6 7 0 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t Ca r r i e re qu e n c y s h o r t c i r c u i t p r o t e c t i o n o f i n t e g r a t e d p r o t e c t o r f o r c o a l e l e c t r i c d r i l l wa s a n a l y s e d b y d o i n g e x p e r i me n t ，p r o v e s p r o t e c t a c t i o n o f c a r r i e r f r i q u e n c y i s r e g u l a r w h e n t h e l e n g t h o f c a b l e i s s h o r t e r t h a n 2 0 0 m． T h e p r o t e c t a c t i o n i s a b n o r r ma l a n d e f f e c t e d o b v i o u s l y b y c r o s s - s e c t i o n a l a r e a o f c a b l e w h e n t h e l e n gth o f c a b l e i s l o n g e r t h a n 2 0 0 m． Ke y wo r d s c o a l e l e c t r i c d ril l ；i n t e g r a t e d p r o t e c t i o n；c a r r i e re q ue nc y pr o t e c t i o n；r e l i a b i l i t y 0 引言 煤 电钻是 目前煤矿井下煤巷掘进 常用钻孑 L 工 具之一 ， 是煤矿开采必需设备。在采煤工作面 ， 煤电 钻 容 易 受 到 外 力 的影 响 ， 如 开 采 时 的炮 击 、 石 头 砸 伤碰撞 电缆而引起高压短路点燃 瓦斯爆炸 ， 造成整 个矿井大 面积被破坏 ， 使 国家财产和人民生命安全 受到严重损失。因此确保短路保护装置可靠动作是 非常关键 的， 而 目前煤 电钻综合短路保护装置 中使 用较多的是载频短路保护装置 ， 因此找到 目前载频 短路保护装置使用的最佳参数范围 ， 为相关企业提 供有力 的理论依据是有很大的实际意义 。基于此 ， 本文对 目前使用较多 的载频短路保护装 置进行 了 实验分析 ， 得 出了确保其准确动作的参数范围。 1 载 频短 路保 护试 验 线路 以平煤集 团现在广 泛使 用的煤 电钻综 合保护 装置中使用的载频短路保护装置为基础 ， 设计 的试 验线路如图 l 。 w U V 图 1 载频短路保护试验线路 图 1中主要器件 额定电压为 3 8 0 V ， 1 2 7 V的 变压 器 B一 台 、 Z 一 1 5接 触器 一 台 、毫伏 表一 台 、 额 定 电压 为 1 2 7 V的 M Z 一 1 2型煤 电钻 一 台 。 2载 频 短路试 验 2． 1 试 验 方 法 1 按 图 1 连接工作线路 ， 接通电源 ， 按正常状 态待机准备 。 2 改变 电缆物理摆放状态 拉直 、 盘放 ， 观察 参数变化情况。 3 用 l F电容在 K M 吸合状态下在煤电钻端 曰分别短接 A B、 A C 、 B C模拟短路 。改变频率分 别测 试 。 2． 2试 验 结 果 载频 短 路试 验结 果 如表 1 。 表 1 载 频 短 路 试 验 记 录 表 3试 验结 果分 析 第 3 O卷第 1 0期 2 0 0 9年 l 0月 Vo I ．3 0 No ． 1 0 0c t ． 2 0 0 9 直接转矩控制 D T C 系统在提升机控制中的应用 商 德 勇 ，潘越 。刘 志 民 河北工程大学 机 电T程学院 ， 河北邯郸0 5 6 0 3 8 摘 要 苴接转矩控制技术是一种新型的高性能的交流调速传动控制技术。通过对直接转矩 控 制的 矿 井提 升 机控 制 系统 与 矢量控 制 C Y C L O Z 井提 升 机控 制 系统 的 比较 ， 得 出 了 D T C 系统 具 有结构简单、 可靠性 高、 动静态性能好、 能耗低的优点。 关键 词 直接 转矩控 制 ；矢量控 制 ；提升 机 中图分类 号 T D 5 3 4文献标 志码 A文章编 号 1 0 0 30 7 9 4 2 0 0 9 1 00 1 8 40 3 Ap p l i c a t i o n o f Di r e c t To r q u e Co n t r o l S y s t e m i n Co n t r o l l i n g Ho i s t S HANG Dey o n g，P AN Yu e， LI U Zh i mi n f El e c t r o me e h a n i e a l En g i n e e r i n g I n s t i t u t e ，He b e i En g i n e e r i n g U n i v e r s i t y ， Ha n d a n 0 5 6 0 3 8 ， C h i n a Ab s t r ac t Di r e c t To r qu e Co n t r o l t e c h n o l o g y i s a n e w t y p e o f hi g h-p e rfo r ma n c e AC v a r i a b l e s pe e d dr i v e c o n t r o l t e e hn o l o ．Ba s e d o n d i r e c t t o r q u e c o n t r o l o f t h e mi ne h o i s t c o n t r o l s y s t e m a n d v e c t o r c o n t r o l mi n e h o i s t c o n t r o l s y s t e m f o r c o mp a r i s o n ，t he DTC s y s t e m i s s i mp l e r i n s t r u c t u r e ，hi g h e r l i a b i l i t y a nd be t t e r dy n a mi c a n d s t a t i c p r o p e r t i e s ，a nd l o we r e n e r g y ． c o n s u mp t i o n ． Ke y wor dsd i r e c t t o r q u e c o n t r o l ；c y c l o c o n v e r t e r v e c t o r c o n t r o l ；ho i s t 0 引言 交 直交 直 接 转 矩 控 制 技 术 是 2 0世 纪 8 0年 代 中期发展起来的一种新型的高性能交流调速传动 控制技术 。它通过检测电机定子电压和电流 ， 计算 电机 的磁 链 和转 矩 ． 并 根据 与 给定 值 比较 所 得 的差 值 ， 实现磁链和转矩 的直接控制。它从根本上解决 了交 交矢 量 控制 中的计 算 控制 复 杂 、 特性 易 受 电 动 机 参 数 变化 的影 响 以及 实 际 性 能 难 以 达 到理 论 分 通过 上述试 验根 据表 1 可 以得 出 以下 结论 1 电缆 的物 理 摆 放 状 态 拉 直 、 盘 放 对 系 统 可靠 性影 响不 大 2 当电缆 截 面积 不 同 ， 电缆 长 度 为 2 5 0 m 时 ， 4 to n i 电缆在不同频率时载频短路保护不可靠或不 正常 ； 对于 6 mm 电缆却出现 了在频率为 2 1 k H z 与 2 2 ． 6 k H z 正 常 的情 况 其 他情 况均 一样 ， 可见 电缆 截 面积对 系统动 作有 一定 影响 ， 但 影 响不大 。 3 当载频 频率为 2 0 ～ 2 5 k H z ， 负荷 电缆 长度 2 0 0 m以下时， 保护动作基本正常 ， 但需要根据工作 环境调整振荡槽路 ， 否则可能发生误 动作现象。超 出 2 0 ～ 2 5 k H z 频率或负荷 电缆长度增加时 ， 不能正 常保护 。因此该 载频 短 路保 护方 式不 能适 应 2 0 0 m 以上长度的负荷电缆。 4结语 通过对平煤生产过程中 ． 载频短路保护装置时 常出现动作不可靠的原 因进行 了详细 的实验分析 ， 得 出在 实 际应用 中 。 对 电缆 的物理 摆 放 状态 可 以不 析 结果 的重 大 问题 。 目前 该技 术 已成功 地应用 于机 械 、 矿 山 、 冶 金 、 化 工 、 纺织 、 造 纸 、 水 泥 、 交 通 、 船舶 等工业 领域 。以下 将对 交直 交直接 转矩 控制 矿井提 升 机控 制 系统 与 交 交 矢 量 控 制 矿 井 提 升 机 控 制 系 统进行 分 析 。 1 系统 组成 结构 比较 交 交 矢 量 控 制 系 统 与 交 直 交 直 接 转 矩 控 制 系 统 的系统 组成 结构 如 图 1 所示 。 予考虑 当电缆长度小于 2 0 0 m时现在使用的载频 短 路保 护 装 置保 护动 作 基本 正 常 但 当 电缆 长度 大 于 2 0 0 m 时 ， 保 护 动作 不 正 常 ， 并 且 保 护 动 作受 电 缆 的截 面积 的影 响将更 加 明显 。这 为 目前 使用 载频 短路保护装置的相关煤矿企业提供了有力 的理论 依 据且 有很 大 的实际 意义 。 参 考 文 献 [ 1 ] 王久 和． 井 下短路电流快速检测 的研究 [ J ] ． 华 E 科技学 院学 报， 2 0 0 2 1 1 6 1 7 ． [ 2 ] 陈学勤． 用载频 原理对煤 电钻变压器 作短路保 护[ J ] ． 矿业 安全 与环保 ， 2 0 0 4 ， 5 1 8 8 8 9 ． [ 3 ] 成凌 飞． 新 型快 速断 电煤 电钻 综合 保护 装 置 [ J ] ． 煤矿 机械 ， 2 0 0 4， 2 5 6 2 5 2 8． [ 4 ] 王 义清． 煤 电钻综 合保护 装置中短路 快速取 样技术 的探讨 [ J ] ． 煤炭科学技术 ， 1 9 9 7 2 1 5 1 8 ． [ 5 ] 沈 玉龙． 煤 电钻变压器 载频短路保护[ J ． 煤 矿机电 ， 1 9 8 8 3 6 4 66 ． 作者 简介叶予光 1 9 6 2 一 ， 女 ， 浙江东 阳人 ， 副 教授 ， 主要 从事 控制工程方 面的研究 ， 电子信箱 b h y 9 6 3 9 1 6 3 ． t o m． 收 稿 日期 2 0 0 9 0 5 0 3