朱仙莊礦位于安徽省淮北平原中部，朱仙莊煤礦西風井風機主要擔負北部采區(qū)透風，要求安全穩(wěn)定性極高，由于主風機一旦停機，短時間內就將造玉成礦無法正常生產(chǎn)；控制方式采用調節(jié)風門開度的大小來調整風量。這樣，不論生產(chǎn)的需求大小，風機都要全速運轉，而運行工況的變化則使得能量以風門節(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和設備損耗。從而導致生產(chǎn)本錢增加，設備使用壽命縮短，設備維護、維修用度高居不下。

         二、現(xiàn)場技術參數(shù)：
    電動機
    型號：YR1250-10/1430
    功率：1250KW
    電壓：6000V
    電流：146A
    額定轉速：590轉/分
    額定轉子電壓：1365V
    額定轉子電流：572A
    定子接線方式：Y
    轉子接線方式：Y
    盡緣等級：B
    廠家：蘭州電機廠 
    出廠日期：1979年12月

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

             設備布置采用抽出式透風方式，配備反風道反風，扇風機與電動機設于主機房內，主機房為雙層產(chǎn)業(yè)廠房排風，風道為半地下式。吸風側設兩個立閘門，兩個水平反風門，擴散器側兩個水平反風門，每個風門各用一臺JFM-4型啟閉風門絞車進行操縱，風門絞車采用集中與就地兩種操縱方式。
    起動方式：電動機轉子串接頻敏電阻器
    頻敏電阻器型號為BP1-316-4020
    傳動方式：直接傳動
    調節(jié)方式：手動操縱風門絞車控制立閘門 （改變管路阻力特性曲線）

         三、變頻改造前存在的題目：

             1.原工礦使用的為轉子串電阻啟動方式，啟動不穩(wěn)定，造成了大的機械沖擊，導致電機壽命大大降低；
    2.轉子串電阻啟動時，控制系統(tǒng)復雜，故障率高，接觸器、電阻器、繞線電機電刷輕易損壞，維護工作量大；
    3.啟動時電流過大，對電網(wǎng)沖擊很大，影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性；
    4.原工礦調節(jié)風量主要由調節(jié)風門來實現(xiàn)，多余的風量全部浪費在風門上,造成了嚴重資源浪費；
    5.原工礦無調速方式，無法實現(xiàn)無級調速；
    6.自動化程度低，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)多電源結構，實現(xiàn)無級調速和多速度等級運行，能帶載調節(jié)風機工況點，滿足主透風機各種運行工況。
    2、選用一套6kV變頻裝置，通過切換，可以分別拖動兩臺風機單獨運行，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)運行；
    4、采用變頻的軟啟動技術，啟動電流小，減少對電網(wǎng)及風機沖擊。
    5、具有變頻器工作狀態(tài)在線檢測功能，并能與礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。
    6、變頻器采用先進的功率單元串聯(lián)疊波技術，空間矢量控制的正弦波PWM調制方法，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、高質量電源輸進：輸進側隔離變壓器二次線圈經(jīng)過移相，為功率單元提供電源對于6kV而言相當于30脈沖不可控整流輸進，消除了大部分由單個功率單元所引起的諧波電流，大大抑制了網(wǎng)側諧波（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《電能質量公用電網(wǎng)諧波》對諧波含量最嚴格要求，無需安裝輸進濾波器并保護周邊設備免受諧波干擾。正常調速范圍內功率因數(shù)大于0.96。無需功率因數(shù)補償電容，減少無功輸進，降低供電容量。
    8、完美的輸出性能：單元脈寬調制疊波輸出， 6kV系列每相5個單元，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

             1.優(yōu)良的調速性能，完全滿足生產(chǎn)工藝要求；
    2.良好的節(jié)能效果，進步系統(tǒng)運行效率；
    3.實現(xiàn)電機軟啟動，減小啟動沖擊，降低維護用度，延長設備使用壽命；
    4.啟動時，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，確保風機連續(xù)運行；
    6.控制方便、靈活，自動化水平高；
    7.輸進諧波含量小，不對電網(wǎng)造成污染；輸出諧波含量低，適合所有改造項目的異步電動機；
    8.實現(xiàn)無級調速，風門全部開，由風機速度調節(jié)來實現(xiàn)改變風量大小，滿足現(xiàn)場工況；
    9.界面全為純中文操縱，非常符合國人特點；
    10.安全保護功能齊全，除了過壓、過熱、過載、短路等自身保護功能外，還設有外圍連鎖保護系統(tǒng)，進步了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性；

         六、風機集控系統(tǒng)

         1.使用風機集控系統(tǒng)的現(xiàn)實意義

            扇風機是煤礦建設和生產(chǎn)中關鍵而又重要的設備，運行的好與壞直接關系到煤礦的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟效益。因此，一個比較完善、操縱方便的控制系統(tǒng)對其運行的過程進行監(jiān)控便顯得十分重要，也是保障風機安全、可靠運行的最佳途徑。針對其重要性，吸收先進的控制理念，并針對風機運行的特點，采用風機集控系統(tǒng)，做到安全、可靠、經(jīng)濟、操縱方便。

         2.風機集控系統(tǒng)組成
        
    朱仙莊礦西風井安裝2臺大型礦用離心式風機，一用一備。拖動電機為1250KW的異步繞線式電動機，采用轉子串頻敏變阻器起動。風機的風量調節(jié)：在工頻時通過立閘門的開度調節(jié)；變頻時通過調節(jié)變頻器輸出頻率，達到調節(jié)風量的目的。

             電控系統(tǒng)采用了PLC組成的二級分布式計算機集散式控制系統(tǒng)，在扇風機運行的過程進行實時的數(shù)據(jù)檢測、數(shù)據(jù)顯示、控制、保護、報警和治理。系統(tǒng)由操縱站（以下簡稱為上位機）和現(xiàn)場控制站兩部分組成，現(xiàn)場控制站采用S7-300系列的PLC一對一控制。操縱站配置了威達電工控機：PIV2.4G  512M  80G  52X光驅；19DELL彩顯；操縱系統(tǒng)為WindowsXP；
  ,濕簾風機;  監(jiān)控組態(tài)軟件采用WINCC6.0組態(tài)軟件。

         3、風機集控系統(tǒng)功能

                 采集各臺扇風機運行的工藝參數(shù)、電器參數(shù)、電氣設備運行的狀況。
        扇風機可由PLC進行控制，嚴格按控制程序進行控制，并對扇風機正常切換和故障切換進行控制和操縱指導；且在控制柜實現(xiàn)硬件閉鎖控制。
        在控制站顯示扇風系統(tǒng)工藝參數(shù)表、電氣參數(shù)、設備運行狀態(tài)（工作、停止、故障）以及報警參數(shù)表等。
        自動建立數(shù)據(jù)庫，對于重要的工藝參數(shù)、電氣參數(shù)自動天生趨勢曲線。
        報表打印功能。
        當運行風機發(fā)生故障時，利用運行記錄的曲線對故障進行分析和處理。
        在條件具備時，可實現(xiàn)遠控，達到“無人值守”。

         4、風機集控系統(tǒng)特點
        本系統(tǒng)軟件采用功能強大的組態(tài)軟件開發(fā)，并提供了良好的人機界面，便于用戶學習和操縱。
        界面友好，各種信息的顯示、查看操縱簡單，易學易用。
        數(shù)據(jù)安全性高，穩(wěn)定性好。提供了完善的錯誤中斷提示。
        設置了用戶權限治理。一般用戶只能查看普通操縱，責任用戶只有將用戶名和密碼登錄后，才能進行相關的操縱。

         七、節(jié)能計算

             按工頻和變頻運行實際電流計算，計算數(shù)據(jù)取2008年技術測定
    工頻運行時，風門開度為2m左右，運行電流在96.7A。
    工頻運行時功率和耗電：
    P1= 1.732×6×96.7×0.77=773.78kW   
    N=773.78×24=18570.67kW•h
   ,大型屋頂風機; 變頻器運行時，風門全開，運行電流在46.6A，由變頻器調節(jié)風機速度來滿足風量要求。
    變頻運行時功率和耗電：
    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)約電費計算：
    以電價0.6元/度為標準，工頻24小時耗電費： 
    18570.67×0.6=11142.4元
    變頻24小時耗電量
    11134.27×0.6=6680.6元
    變頻改造后，日節(jié)約電費：
    11142.4-6680.6=4461.8元
    一年以365天為標準計算，年節(jié)約電費：
    4461.8×365=1628557元

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

　1、事故經(jīng)過

成莊礦3307綜放工作面因村莊煤柱，需進行一次搬家倒面，于2001年3月19日舊工作面支架全部撤出。技術室安排王臺鋪礦服務公司隊（以下簡稱公司隊）進行3214順槽巷支護材料回收。因該巷瓦斯涌出量較大，作業(yè)中CH4濃度曾達到1.2―1.5%，原來在撤架過程中安裝的一臺28KW風機不能有效稀釋巷內瓦斯，通風區(qū)于3月20日安排公司隊加裝一臺2×26KW對旋式風機。公司隊接收任務后，于3月21日將安裝風機所需設備、材料運到指定地點，并向機電室申請停電接火。機電室業(yè)務人員徐建斌對負荷核算后，告知風機專用移變負荷已滿，不能再接。由于必須馬上上風機，介于該巷共有三趟電纜，其中一趟為風機專用線，一趟是U3×70的動力線，一趟是U3×16動力線，徐考慮后同意接在U3×70動力電源上，并指示公司隊重新打停電報告。公司隊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，電工曹愛軍便將風機電源線就近接11.4KW小絞車開關電源側,于22日上午10點啟動風機，由于開關故障,當時對旋式風機只有一臺電機運轉。公司隊隨即又派電工王周帶著配件下井處理，約14時處理完畢，2×26KW風機全部投入運轉，王周隨即離開現(xiàn)場上井。15時50分左右，在舊工作面作業(yè)的安裝隊人員張海軍、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，發(fā)現(xiàn)巷口11.4KW絞車地上盤著的電纜冒煙，同時看見前方50m左右處電纜著火，便急忙用電話向礦調度室進行了匯報。調度室接到匯報后，立即安排三盤區(qū)變電所停電，并通知三盤區(qū)所有隊組將現(xiàn)場人員撤出，同時向礦領導作了匯報。成莊礦及時組織通風、機電、安檢及局救護隊等部門，立即趕到事故現(xiàn)場進行處理，于18時15分處理完畢，由于處理及時，未造成嚴重后果。經(jīng)過現(xiàn)場勘察，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

　�、殴�司隊沒有履行停電手續(xù)，擅自盲目接線，電工素質差，使U3×16電纜在原11.4KW絞車負荷情況下又增加了2×26KW對旋式風機，電源電纜超負荷運行，最終導致電纜絕緣下降，相間擊穿短路，是造成此次電纜爆炸著火事故的直接原因。
　�、起侂婇_關整定不合格，動作不靈敏，未及時切斷故障點電源，導致電纜連續(xù)爆炸，引起著火，是造成事故擴大的主要原因。
　�、菣C電部門違章指揮在動力電源上接風機，業(yè)務把關不嚴，現(xiàn)場管理不到位，是造成此次事故原因之一。

　　3、防范措施

　　⑴要按照高瓦斯礦井標準嚴格進行管理，所有風機必須實行三專兩閉鎖，對臨時風機也不例外。
　　⑵必須嚴格停送電制度，所有單位停送電都要認真履行有關手續(xù)，機電部門從嚴把關。要加強對所有電氣設備的繼電保護進行整定、校驗，新增加負荷后要認真核算，及時整定，確保整個供電系統(tǒng)安全可靠。
　　⑶要保證各種機電設備保護齊全，靈敏可靠�；鶎訂挝槐仨氄�確使用各類機電保護，嚴禁隨意甩掉，機電部門要加強現(xiàn)場動態(tài)檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。
　�、热�礦開展一次機電安全大檢查。對全礦井上下各個角落、方方面面的機電設備、供電線路、儀器儀表、各類保護等逐臺逐項，全面檢查，排查隱患，保證完好。誰檢查、誰簽字、誰負責，持之以恒，使機電管理真正能夠適應高瓦斯礦井的礦井需要。
　　⑸切實加強外包工的管理工作。要嚴格按照“六統(tǒng)一”的要求，加強對外包對組的日常管理和檢查，對不能嚴格執(zhí)行各類安全制度，不能適應高瓦斯礦井“一通三防”管理要求的外包單位，要堅決予以辭退。
　　⑹舉一反三，接受教訓。這次事故實質上是一起未遂的瓦斯爆炸事件，我們要小題大做，在各單位認真組織開展一次以“一通三防”為重點的事故案例教育活動。通過學習討論，對照檢查，狠抓落實，切實加強安全管理，努力提高管理水平，全面適應高瓦斯礦井的管理需要。
　　⑺組織礦井救災演習，強化職工自保意識，提高員工防災自救能力，提高礦井防災和災害處理能力。