李卫超

（冀中能源峰峰集团 大淑村矿，河北 邯郸 056300）

1 概 况

大淑村矿掘进工作面采用“三专两闭锁”主、备双局部通风机供风，供电电源分别取自采区变电所的不同母线段，正常情况下，主扇工作，备扇备用。当主扇一路供电电源停电后，备扇自动切换运行。但依然存在客观因素、人为误操作等导致供电系统故障，局部通风机停止工作。局部通风机后备电源装置能在发生大面积停电情况下，使风机维持正常工作2 h左右，防止瓦斯超限事故，提高局部通风机的稳定性及供电可靠性。以大淑村矿为例，对该技术的应用进行研究分析。

2 矿井局部通风机后备电源技术设计方案

根据大淑村矿实际情况，后备电源装置安装在采区变电所或配电点，采用3个隔爆型特殊电源装置串联输出直流960 V电源给逆变器供电，智能监测局部通风机主、备扇馈电开关带电合闸运行情况，当主、备扇馈电开关都失电掉闸后，逆变器自动切换投入运行，输出交流660 V电向局部通风机备扇供电，在一定时间内保证局部通风机备扇风机正常运行，确保井下掘进巷道的空气不间断供给。在任意一路主、备扇馈电开关恢复供电时，逆变器由运行自动切换至备用。

2.1 系统配置

系统配置如图1所示。

图1 系统配置Fig.1 System configuration

系统实物装配如图2所示。

图2 系统实物Fig.2 System physical object

2.2 项目特点

（1）配备3组专用电源装置，70%电量状态下可使2×30 kW的备用局部通风机正常运行约2 h。

（2）配备专用的逆变器，热备待机电能损耗少，电池电量从100%降到80%时，可以对电池分别进行充电。

（3）后备电源装置热备状态下，能够检测主、备扇专用供电线路是否供电异常，两路电源发生掉电后自动投入运行。当主、备扇专用线路恢复供电时，后备电源装置能够自动切换闭锁断电。

（4）隔离开关、逆变器同时监测断电监测信号，保证各自工作情况下做到有效隔离。

（5）逆变器的核心部件性能稳定可靠。热管散热，不易凝露。

（6）3个电源装置通过结构件做成立体状，减少系统占用面积。

（7）备用电源装置单节电池可与矿方井下在用蓄电池电机车电池互换使用。

2.3 项目实施

将后备电源装置安装在大淑村矿变电站硐室，备用电源输出通过线缆引入到通风机，距离大约1 km。后备电源装置检测电网电压，并通过在用分切开关串联给备用风机供电。

3 使用情况

局部通风机后备电源技术供电系统如图3所示。

图3 局部通风机后备电源技术供电系统Fig.3 Power supply system of local fan backup power technology

（1）井上试验蓄电池续航运行时间，实现了单台2×30 kW局部通风机运行5 h以上，2台局部通风机（2×30 kW、2×22 kW）运行2 h以上，局部通风机运行工况与工频状态一致。

（2）掘进工作面应急后备电源供电时，局部通风机风量为400 m3/min，工频供电时供风量为490 m3/min。

（3）实现了局部通风机变频调速，在45 Hz时逆变器输出电压600 V，局部通风机风量为396 m3/min；在40 Hz时逆变器输出电压535 V，局部通风机风量为340 m3/min。

（4）为了防止监测回路故障，在逆变器运行期间与备扇馈电开关形成闭锁控制，逆变器运行期间备扇馈电开关报风电闭锁故障不能合闸，形成控制回路互锁保护。

（5）逆变器具有多种保护功能，如短路保护、缺相保护、过载保护、过压、欠压保护、IGBT过热保护等。

4 结 论

（1）大淑村矿采用后备电源装置后，提高了矿井供电系统的稳定性及可靠性，杜绝了因矿井井下采区变电所高压“双回路”停电造成局部通风机停运瓦斯超限事故，确保煤矿安全高效生产。

（2）后备电源装置采用蓄电池发电，再由逆变器输出交流660 V电源，造价成本低，维护及使用简单，运行可靠稳定，据估算，每年可创效200万元，具有显著的社会和经济效益。