朱仙莊礦位于安徽省淮北平原中部，朱仙莊煤礦西風(fēng)井風(fēng)機(jī)主要擔(dān)負(fù)北部采區(qū)透風(fēng)，要求安全穩(wěn)定性極高，由于主風(fēng)機(jī)一旦停機(jī)，短時(shí)間內(nèi)就將造玉成礦無法正常生產(chǎn)；控制方式采用調(diào)節(jié)風(fēng)門開度的大小來調(diào)整風(fēng)量。這樣，不論生產(chǎn)的需求大小，風(fēng)機(jī)都要全速運(yùn)轉(zhuǎn)，而運(yùn)行工況的變化則使得能量以風(fēng)門節(jié)流損失消耗掉了。在生產(chǎn)過程中，不僅控制精度受到限制，而且還造成大量的能源浪費(fèi)和設(shè)備損耗。從而導(dǎo)致生產(chǎn)本錢增加，設(shè)備使用壽命縮短，設(shè)備維護(hù)、維修用度高居不下。

         二、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)參數(shù)：
    電動(dòng)機(jī)
    型號(hào)：YR1250-10/1430
    功率：1250KW
    電壓：6000V
    電流：146A
    額定轉(zhuǎn)速：590轉(zhuǎn)/分
    額定轉(zhuǎn)子電壓：1365V
    額定轉(zhuǎn)子電流：572A
    定子接線方式：Y
    轉(zhuǎn)子接線方式：Y
    盡緣等級(jí)：B
    廠家：蘭州電機(jī)廠 
    出廠日期：1979年12月

             離心風(fēng)機(jī)
    型號(hào)：K4-73-02NO28F
    流量：784800米³/小時(shí)（1800-10800m³/min）
    主軸轉(zhuǎn)數(shù)：580轉(zhuǎn)/分
    全壓：392公斤/米²（50～500mmH₂O）
    電機(jī)容量：1250KW
    廠家：沈陽風(fēng)機(jī)廠
    出廠日期：1970年10月

             設(shè)備布置采用抽出式透風(fēng)方式，配備反風(fēng)道反風(fēng)，扇風(fēng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)設(shè)于主機(jī)房內(nèi)，主機(jī)房為雙層產(chǎn)業(yè)廠房排風(fēng)，風(fēng)道為半地下式。吸風(fēng)側(cè)設(shè)兩個(gè)立閘門，兩個(gè)水平反風(fēng)門，擴(kuò)散器側(cè)兩個(gè)水平反風(fēng)門，每個(gè)風(fēng)門各用一臺(tái)JFM-4型啟閉風(fēng)門絞車進(jìn)行操縱，風(fēng)門絞車采用集中與就地兩種操縱方式。
    起動(dòng)方式：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串接頻敏電阻器
    頻敏電阻器型號(hào)為BP1-316-4020
    傳動(dòng)方式：直接傳動(dòng)
    調(diào)節(jié)方式：手動(dòng)操縱風(fēng)門絞車控制立閘門 （改變管路阻力特性曲線）

         三、變頻改造前存在的題目：

             1.原工礦使用的為轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)方式，啟動(dòng)不穩(wěn)定，造成了大的機(jī)械沖擊，導(dǎo)致電機(jī)壽命大大降低；
    2.轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)時(shí)，控制系統(tǒng)復(fù)雜，故障率高，接觸器、電阻器、繞線電機(jī)電刷輕易損壞，維護(hù)工作量大；
    3.啟動(dòng)時(shí)電流過大，對(duì)電網(wǎng)沖擊很大，影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性；
    4.原工礦調(diào)節(jié)風(fēng)量主要由調(diào)節(jié)風(fēng)門來實(shí)現(xiàn)，多余的風(fēng)量全部浪費(fèi)在風(fēng)門上,造成了嚴(yán)重資源浪費(fèi)；
    5.原工礦無調(diào)速方式，無法實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速；
    6.自動(dòng)化程度低，影響整體系統(tǒng)安全性；

         四、變頻控制方案

             1、采用功率單元串聯(lián)多電源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速和多速度等級(jí)運(yùn)行，能帶載調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)，滿足主透風(fēng)機(jī)各種運(yùn)行工況。
    2、選用一套6kV變頻裝置，通過切換，可以分別拖動(dòng)兩臺(tái)風(fēng)機(jī)單獨(dú)運(yùn)行，具有一拖二功能。
    3、在變頻器故障狀態(tài)下，可切換到工頻狀態(tài)運(yùn)行；
    4、采用變頻的軟啟動(dòng)技術(shù)，啟動(dòng)電流小，減少對(duì)電網(wǎng)及風(fēng)機(jī)沖擊。
    5、具有變頻器工作狀態(tài)在線檢測(cè)功能，并能與礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。
    6、變頻器采用先進(jìn)的功率單元串聯(lián)疊波技術(shù)，空間矢量控制的正弦波PWM調(diào)制方法，新奇的全中文操縱界面和高性能IGBT功率器件，可靠性高、性能優(yōu)越、操縱簡便。
    7、高質(zhì)量電源輸進(jìn)：輸進(jìn)側(cè)隔離變壓器二次線圈經(jīng)過移相，為功率單元提供電源對(duì)于6kV而言相當(dāng)于30脈沖不可控整流輸進(jìn)，消除了大部分由單個(gè)功率單元所引起的諧波電流，大大抑制了網(wǎng)側(cè)諧波（尤其是低次諧波）的產(chǎn)生。變頻器引起的電網(wǎng)諧波電壓和諧波電流含量滿足IEEE 519-1992和GB/T14549-93《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》對(duì)諧波含量最嚴(yán)格要求，無需安裝輸進(jìn)濾波器并保護(hù)周邊設(shè)備免受諧波干擾。正常調(diào)速范圍內(nèi)功率因數(shù)大于0.96。無需功率因數(shù)補(bǔ)償電容，減少無功輸進(jìn)，降低供電容量。
    8、完美的輸出性能：單元脈寬調(diào)制疊波輸出， 6kV系列每相5個(gè)單元，大大削弱了輸出諧波含量，輸出波形幾近完美的正弦波。

         五、變頻控制特點(diǎn)

             1.優(yōu)良的調(diào)速性能，完全滿足生產(chǎn)工藝要求；
    2.良好的節(jié)能效果，進(jìn)步系統(tǒng)運(yùn)行效率；
    3.實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟啟動(dòng)，減小啟動(dòng)沖擊，降低維護(hù)用度，延長設(shè)備使用壽命；
    4.啟動(dòng)時(shí)，最大只有1.3 倍的額定電流，根本不影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性。
    5.系統(tǒng)安全、可靠，確保風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行；
    6.控制方便、靈活，自動(dòng)化水平高；
    7.輸進(jìn)諧波含量小，不對(duì)電網(wǎng)造成污染；輸出諧波含量低，適合所有改造項(xiàng)目的異步電動(dòng)機(jī)；
    8.實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，風(fēng)門全部開，由風(fēng)機(jī)速度調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)改變風(fēng)量大小，滿足現(xiàn)場(chǎng)工況；
    9.界面全為純中文操縱，非常符合國人特點(diǎn)；
    10.安全保護(hù)功能齊全，除了過壓、過熱、過載、短路等自身保護(hù)功能外，還設(shè)有外圍連鎖保護(hù)系統(tǒng)，進(jìn)步了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性；

         六、風(fēng)機(jī)集控系統(tǒng)

         1.使用風(fēng)機(jī)集控系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)意義

            扇風(fēng)機(jī)是煤礦建設(shè)和生產(chǎn)中關(guān)鍵而又重要的設(shè)備，運(yùn)行的好與壞直接關(guān)系到煤礦的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。因此，一個(gè)比較完善、操縱方便的控制系統(tǒng)對(duì)其運(yùn)行的過程進(jìn)行監(jiān)控便顯得十分重要，也是保障風(fēng)機(jī)安全、可靠運(yùn)行的最佳途徑。針對(duì)其重要性，吸收先進(jìn)的控制理念，并針對(duì)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的特點(diǎn)，采用風(fēng)機(jī)集控系統(tǒng)，做到安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、操縱方便。

         2.風(fēng)機(jī)集控系統(tǒng)組成
        
    朱仙莊礦西風(fēng)井安裝2臺(tái)大型礦用離心式風(fēng)機(jī)，一用一備。拖動(dòng)電機(jī)為1250KW的異步繞線式電動(dòng)機(jī)，采用轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)。風(fēng)機(jī)的風(fēng)量調(diào)節(jié)：在工頻時(shí)通過立閘門的開度調(diào)節(jié)；變頻時(shí)通過調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率，達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的。

             電控系統(tǒng)采用了PLC組成的二級(jí)分布式計(jì)算機(jī)集散式控制系統(tǒng)，在扇風(fēng)機(jī)運(yùn)行的過程進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)檢測(cè)、數(shù)據(jù)顯示、控制、保護(hù)、報(bào)警和治理。系統(tǒng)由操縱站（以下簡稱為上位機(jī)）和現(xiàn)場(chǎng)控制站兩部分組成，現(xiàn)場(chǎng)控制站采用S7-300系列的PLC一對(duì)一控制。操縱站配置了威達(dá)電工控機(jī)：PIV2.4G  512M  80G  52X光驅(qū)；19DELL彩顯；操縱系統(tǒng)為WindowsXP；
  ,濕簾風(fēng)機(jī);  監(jiān)控組態(tài)軟件采用WINCC6.0組態(tài)軟件。

         3、風(fēng)機(jī)集控系統(tǒng)功能

                 采集各臺(tái)扇風(fēng)機(jī)運(yùn)行的工藝參數(shù)、電器參數(shù)、電氣設(shè)備運(yùn)行的狀況。
        扇風(fēng)機(jī)可由PLC進(jìn)行控制，嚴(yán)格按控制程序進(jìn)行控制，并對(duì)扇風(fēng)機(jī)正常切換和故障切換進(jìn)行控制和操縱指導(dǎo)；且在控制柜實(shí)現(xiàn)硬件閉鎖控制。
        在控制站顯示扇風(fēng)系統(tǒng)工藝參數(shù)表、電氣參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)（工作、停止、故障）以及報(bào)警參數(shù)表等。
        自動(dòng)建立數(shù)據(jù)庫，對(duì)于重要的工藝參數(shù)、電氣參數(shù)自動(dòng)天生趨勢(shì)曲線。
        報(bào)表打印功能。
        當(dāng)運(yùn)行風(fēng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，利用運(yùn)行記錄的曲線對(duì)故障進(jìn)行分析和處理。
        在條件具備時(shí)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)控，達(dá)到“無人值守”。

         4、風(fēng)機(jī)集控系統(tǒng)特點(diǎn)
        本系統(tǒng)軟件采用功能強(qiáng)大的組態(tài)軟件開發(fā)，并提供了良好的人機(jī)界面，便于用戶學(xué)習(xí)和操縱。
        界面友好，各種信息的顯示、查看操縱簡單，易學(xué)易用。
        數(shù)據(jù)安全性高，穩(wěn)定性好。提供了完善的錯(cuò)誤中斷提示。
        設(shè)置了用戶權(quán)限治理。一般用戶只能查看普通操縱，責(zé)任用戶只有將用戶名和密碼登錄后，才能進(jìn)行相關(guān)的操縱。

         七、節(jié)能計(jì)算

             按工頻和變頻運(yùn)行實(shí)際電流計(jì)算，計(jì)算數(shù)據(jù)取2008年技術(shù)測(cè)定
    工頻運(yùn)行時(shí)，風(fēng)門開度為2m左右，運(yùn)行電流在96.7A。
    工頻運(yùn)行時(shí)功率和耗電：
    P1= 1.732×6×96.7×0.77=773.78kW   
    N=773.78×24=18570.67kW•h
   ,大型屋頂風(fēng)機(jī); 變頻器運(yùn)行時(shí)，風(fēng)門全開，運(yùn)行電流在46.6A，由變頻器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)速度來滿足風(fēng)量要求。
    變頻運(yùn)行時(shí)功率和耗電：
    P2= 1.732×6×46.6×0.958=463.93kW   
    N=463.93×24=11134.27kWh
    節(jié)電率：
    （18570.67-11134.27）/18570.67=40 %
    節(jié)約電費(fèi)計(jì)算：
    以電價(jià)0.6元/度為標(biāo)準(zhǔn)，工頻24小時(shí)耗電費(fèi)： 
    18570.67×0.6=11142.4元
    變頻24小時(shí)耗電量
    11134.27×0.6=6680.6元
    變頻改造后，日節(jié)約電費(fèi)：
    11142.4-6680.6=4461.8元
    一年以365天為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，年節(jié)約電費(fèi)：
    4461.8×365=1628557元

         八、總結(jié)
   淮北礦業(yè)團(tuán)體朱仙莊煤礦西風(fēng)井經(jīng)過高壓變頻器改造之后,不僅達(dá)到了良好的節(jié)能效果,并且使整套透風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性提搞了一個(gè)大臺(tái)階.

　1、事故經(jīng)過

成莊礦3307綜放工作面因村莊煤柱，需進(jìn)行一次搬家倒面，于2001年3月19日舊工作面支架全部撤出。技術(shù)室安排王臺(tái)鋪礦服務(wù)公司隊(duì)（以下簡稱公司隊(duì)）進(jìn)行3214順槽巷支護(hù)材料回收。因該巷瓦斯涌出量較大，作業(yè)中CH4濃度曾達(dá)到1.2―1.5%，原來在撤架過程中安裝的一臺(tái)28KW風(fēng)機(jī)不能有效稀釋巷內(nèi)瓦斯，通風(fēng)區(qū)于3月20日安排公司隊(duì)加裝一臺(tái)2×26KW對(duì)旋式風(fēng)機(jī)。公司隊(duì)接收任務(wù)后，于3月21日將安裝風(fēng)機(jī)所需設(shè)備、材料運(yùn)到指定地點(diǎn)，并向機(jī)電室申請(qǐng)停電接火。機(jī)電室業(yè)務(wù)人員徐建斌對(duì)負(fù)荷核算后，告知風(fēng)機(jī)專用移變負(fù)荷已滿，不能再接。由于必須馬上上風(fēng)機(jī)，介于該巷共有三趟電纜，其中一趟為風(fēng)機(jī)專用線，一趟是U3×70的動(dòng)力線，一趟是U3×16動(dòng)力線，徐考慮后同意接在U3×70動(dòng)力電源上，并指示公司隊(duì)重新打停電報(bào)告。公司隊(duì)人員在沒有重新履行停電手續(xù)的情況下，值班干部畢連山于21日夜班安排電工曹愛軍下井接火，因電纜不夠長，電工曹愛軍便將風(fēng)機(jī)電源線就近接11.4KW小絞車開關(guān)電源側(cè),于22日上午10點(diǎn)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，由于開關(guān)故障,當(dāng)時(shí)對(duì)旋式風(fēng)機(jī)只有一臺(tái)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。公司隊(duì)隨即又派電工王周帶著配件下井處理，約14時(shí)處理完畢，2×26KW風(fēng)機(jī)全部投入運(yùn)轉(zhuǎn)，王周隨即離開現(xiàn)場(chǎng)上井。15時(shí)50分左右，在舊工作面作業(yè)的安裝隊(duì)人員張海軍、龐晉生兩人從舊工作面途經(jīng)3214巷下班，經(jīng)過措施巷口時(shí)，發(fā)現(xiàn)巷口11.4KW絞車地上盤著的電纜冒煙，同時(shí)看見前方50m左右處電纜著火，便急忙用電話向礦調(diào)度室進(jìn)行了匯報(bào)。調(diào)度室接到匯報(bào)后，立即安排三盤區(qū)變電所停電，并通知三盤區(qū)所有隊(duì)組將現(xiàn)場(chǎng)人員撤出，同時(shí)向礦領(lǐng)導(dǎo)作了匯報(bào)。成莊礦及時(shí)組織通風(fēng)、機(jī)電、安檢及局救護(hù)隊(duì)等部門，立即趕到事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理，于18時(shí)15分處理完畢，由于處理及時(shí)，未造成嚴(yán)重后果。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)勘察，發(fā)現(xiàn)原11.4KW絞車電纜有13處爆炸，并有燒過痕跡。

　　2、事故原因

　　⑴公司隊(duì)沒有履行停電手續(xù)，擅自盲目接線，電工素質(zhì)差，使U3×16電纜在原11.4KW絞車負(fù)荷情況下又增加了2×26KW對(duì)旋式風(fēng)機(jī)，電源電纜超負(fù)荷運(yùn)行，最終導(dǎo)致電纜絕緣下降，相間擊穿短路，是造成此次電纜爆炸著火事故的直接原因。
　　⑵饋電開關(guān)整定不合格，動(dòng)作不靈敏，未及時(shí)切斷故障點(diǎn)電源，導(dǎo)致電纜連續(xù)爆炸，引起著火，是造成事故擴(kuò)大的主要原因。
　　⑶機(jī)電部門違章指揮在動(dòng)力電源上接風(fēng)機(jī)，業(yè)務(wù)把關(guān)不嚴(yán)，現(xiàn)場(chǎng)管理不到位，是造成此次事故原因之一。

　　3、防范措施

　�、乓�按照高瓦斯礦井標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格進(jìn)行管理，所有風(fēng)機(jī)必須實(shí)行三專兩閉鎖，對(duì)臨時(shí)風(fēng)機(jī)也不例外。
　�、票仨殗�(yán)格停送電制度，所有單位停送電都要認(rèn)真履行有關(guān)手續(xù)，機(jī)電部門從嚴(yán)把關(guān)。要加強(qiáng)對(duì)所有電氣設(shè)備的繼電保護(hù)進(jìn)行整定、校驗(yàn)，新增加負(fù)荷后要認(rèn)真核算，及時(shí)整定，確保整個(gè)供電系統(tǒng)安全可靠。
　�、且�保證各種機(jī)電設(shè)備保護(hù)齊全，靈敏可靠�；鶎訂挝槐仨氄�確使用各類機(jī)電保護(hù)，嚴(yán)禁隨意甩掉，機(jī)電部門要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。
　�、热�礦開展一次機(jī)電安全大檢查。對(duì)全礦井上下各個(gè)角落、方方面面的機(jī)電設(shè)備、供電線路、儀器儀表、各類保護(hù)等逐臺(tái)逐項(xiàng)，全面檢查，排查隱患，保證完好。誰檢查、誰簽字、誰負(fù)責(zé)，持之以恒，使機(jī)電管理真正能夠適應(yīng)高瓦斯礦井的礦井需要。
　�、汕袑�(shí)加強(qiáng)外包工的管理工作。要嚴(yán)格按照“六統(tǒng)一”的要求，加強(qiáng)對(duì)外包對(duì)組的日常管理和檢查，對(duì)不能嚴(yán)格執(zhí)行各類安全制度，不能適應(yīng)高瓦斯礦井“一通三防”管理要求的外包單位，要堅(jiān)決予以辭退。
　�、逝e一反三，接受教訓(xùn)。這次事故實(shí)質(zhì)上是一起未遂的瓦斯爆炸事件，我們要小題大做，在各單位認(rèn)真組織開展一次以“一通三防”為重點(diǎn)的事故案例教育活動(dòng)。通過學(xué)習(xí)討論，對(duì)照檢查，狠抓落實(shí)，切實(shí)加強(qiáng)安全管理，努力提高管理水平，全面適應(yīng)高瓦斯礦井的管理需要。
　�、私M織礦井救災(zāi)演習(xí)，強(qiáng)化職工自保意識(shí)，提高員工防災(zāi)自救能力，提高礦井防災(zāi)和災(zāi)害處理能力。