第11章电牵引采煤机

236第11章7LS6电牵引采煤机LS系列采煤机是美国JOY（久益）公司制造的大功率交流电牵引采煤机，JOY公司自1976年研制成1LS电牵引采煤机以来，逐步开发了LS系列采煤机，先后有3LS、4LS、6LS和7LS等采煤机在世界上许多国家使用。本章介绍我国引进的7LS6型电牵引采煤机电气系统，该采煤机是目前LS系列采煤机中，性能最完善、装机功率和采高范围最大的电牵引采煤机。7LS6型号的含意，7代表机型序号，L是长臂工作面，S是采煤机，6为产品序列编号。11.1概述1．7LS6交流电牵引采煤机主要技术特征最大采高4882mm最小采高2200mm工作面倾角8º截深865mm生产能力2800t/h适应煤层硬度可截割F10的岩层摇臂长度2916mm摇臂摆动角度+50.53º-14.77º摇臂升降液压油缸缸径Ф320mm，活塞杆直径Ф150mm滚筒直径2200mm（4头）宽度4010mm转速26r/min重量51t截齿类型Conical柄长35mmU92KHD型数量每个滚筒56个布置4叶片，2齿/线牵引部牵引方式交流变频电牵引牵引速度0~15~20m/min牵引力最大87t（0~15m/min）；最小62t（20m/min）牵引特性0~15m/min恒转矩特性；15~20m/min恒功率特性牵引部类型带有减速比167.9:1减速器的正齿轮牵引破碎机滚筒直径908mm滚筒额定转速180r/min截齿布置4叶片，2齿/线型式带有行星减速器的内置电动机最小间隙400mm（距刮板挡板）重量4.9t液压泵型式双联齿轮泵流量＞38L/min安全阀调定压力14.5Mpa（2100pis）237油箱容量132L（35gal）辅助油箱容量95L（28gal）切截电动机2台额定电压AC3300V额定功率2×750kW额定电流2×161A绝缘等级H允许温升140℃冷却方式水冷外形尺寸680×1045mm重量1867kg破碎机电动机1台额定电压AC3300V额定功率110kW额定电流26A绝缘等级H允许温升140℃冷却方式水冷外形尺寸Ф606×948mm重量1112kg牵引电动机2台额定电压AC575V额定功率2×110kW电流315A绝缘等级B允许温升110℃外形尺寸584×523×10260mm重量823kg油泵电动机1台额定电压AC575V额定功率30kW额定电流47A允许温升110℃冷却方式水冷外形尺寸Ф406×516mm重量823kg电气系统采煤机供电电压AC3300V采煤机额定电流398A采煤机总装机功率1860kW油泵/牵引变压器功率325kV·A采煤机控制电压120V/28V保护设定范围满载电流的125%，瞬时值为满载电流的300%高压换向隔离开关的额定电流600A238断路器额定电流600A断路器跳闸电流整定范围1125A~2250A真空接触器额定电流320A变频器功率140kW采煤机控制方式本机控制与无线电摇控采煤机供电电缆7型、7M型和7S型一根电缆芯数3×120+1×50+3×6电缆长度250m冷却喷雾系统进水压力14~35bar水流量子380L/min喷嘴数量子108个，J型喷雾块，8个/块配套输送机输送机类型1000mm宽滑道，Φ38mm中双链溜槽尺寸1750mm×1000mm（内槽宽）×331mm输送机高度331mm过煤高度866mm采煤机外形尺寸摇臂水平时两滚筒中心距13.873m机架宽度1.500m机体高度1.794m采煤机总重量约92t2.7LS6型采煤机的总体布置7LS6采煤机的总体布置如图11-1所示。图11-17LS6型采煤机总体布置图1-左截割电动机；2-左牵引部；3-电气控制箱；4-右牵引部；5-右截割电动机；6-破碎机；7-左牵引电动机；8-右牵引电动机；9-液压泵及电动机；10-液压系统电磁阀组7LS6型采煤机机身主要由左牵引部2、右牵引部4和电气控制箱3三大部件组成。它们之间用高强度螺栓连接，在其接合面处用两个大直径的圆柱销定位，形成牢固的采煤机机身，用以承载截割、牵引阻力及其产生的反转扭矩。采煤机机身两端用销轴分别与左右摇臂截割部（即摇臂、电动机、滚筒）相联接，破碎机6用销轴与左牵引部相连接，一台液压泵/电动机9、一个液压油箱以及液压系统电磁阀组10布置在右牵引部4的空箱内。上述部件构成了采煤机的整机。采煤机通过滑靴和导向滑靴跨骑在输送面上。239采煤机电气控制箱前盖板布局如图11-2所示。电气控制箱前盖板共有3个，其中，左边盖板上方是一个拖曳电缆插座1，下方是AC3300V高压隔离开关2；中间盖板的上方是JNA显示屏3，显示屏右边是指示灯4，截割数据存储指示灯5；中间与右边盖板之间是牵引断路开关6；右边前盖板的上方是机器本身的操纵控制开关7。采煤机本身操纵控制开关共有6个，分两排，上排4个，下排2个，都是旋转型控制开关。上排4个控制开关依次是，遥控状态选择开关（STATIONSELECTOR）、液压泵开关（PUMPSWITCH）、截割部选择开关（CUTTERSELECTOR）、截割开关（CUTTERSWITCH）。下排2个开关为接地漏电检测/复位开关（GROUNDFAULTTEST/RESET）、破碎机开关（LUMPBREAKERSWITCH）。图11-27LS6型采煤机电气控制箱前盖板图1-拖曳电缆插座；2-高压隔离开关；3-JNA显示屏；4-指示灯；5-截割数据存储器指示灯；6-牵引断路器；7-操作开关11.27LS6型采煤机电气系统组成7LS6型采煤机电气系统主要由电气控制箱、左/右截割电动机、左/右牵引电动机、液压泵电动机、破碎机电动机、电磁阀阀组、遥控起动/停止开关装置、冷却喷雾水流量/压力开关、油位/油温开关、左/右接收站或摇控站、翻页器等组成。1．采煤机电动机技术参数见表11-1。表11-17LS6型采煤机电动机技术参数电动机名称类型额定电压/V额定功率/kW额定电流/A极数额定转速/r/min功率因数cosφ绝缘等级台数截割电动机三相水冷3300750161414900.86H2破碎机电动机三相水冷33001102669900.80H1油泵电动机三相水冷5753040414350.87H1牵引电动机三相变频水冷575110144426700.8B2两台牵引电动机由各自的变频器供电,工作在一个速度变化范围很大的区域，其供电的电源频率为0Hz~50Hz~120Hz，电动机的转速可高达2670r/min，此速度采煤机在空载调动时使用。牵引电动机最佳运行速度是在50Hz左右。2．电磁阀组及有关控制部件1）电磁阀组。电磁阀组安装在右牵引部的多功能阀板上，与电气控制箱用一根24×1.5mm2的控制电缆联接，阀组共有6个电磁阀，5个使用，1个备用，电源为DC24V。2）摇控起动/停止控制开关。即先导控制开关，控制顺槽开关的起动与停止，给采煤机上电/断电。摇控起/停控制开关共有两组。采煤机左、右各布置一组，与电控箱用一根6×1.34mm2的控制电缆联接。3）水流量/压力开关。它们分别监视左右两条水管路的流量与压力。水压力接点延时7s闭合，以保证水压力的稳定；水流量达到规定值时，流量开关闭合。与电控箱用一根6×1.34mm2的控制电缆联接。2404）油温/油位开关。油温/油位开关监视着液压油箱的油位高度与油液的温度，与电控箱用一根3×1.5mm2的控制电缆联接。5）左接收站或遥控站与右接收站或摇控站。它是采煤机的远方控制设备，电缆有线摇控，这里接的是摇控器；也可无线电摇控，这里接的是无线电接收机，摇控器离机操作。它们分别与电控箱用一根3×1.5mm2的控制电缆联接。6）翻页器。翻页器是采煤机的机外部翻页器，共有9个按钮，用于系统显示屏的翻页操作。3．电控箱内的电气元件1）高压隔离开关组件。高压隔离开关用在AC3300V回路中，是采煤机的总开关，为一台手动空气式隔离开关，它不具备自动断电功能，也不能接通或切断负荷电流。只能切断AV3300V电源，还能切断先导回路。它具有“接通（ON）-断开（OFF）”两个位置。2）牵引/油泵断路器。用在A3300V牵引/油泵变压器的电源回路中，手动合/跳闸，具有自动断电功能，当被控制回路发生短路事故时，自动切断电源。3）牵引/油泵变压器。牵引/油泵变压器额定容量325kVA，3300V/575V，作为牵引电动机和油泵电动机的电源。它固定在电控箱底板上，电控底板有冷却水套，用流动的水将变压器的热量带走。4）真空接触器组件。真空接触器组件安装在电控箱中部，组件上安装有4台高压真空接触器，分别控制左截割电动机、右截割电动机、破碎机电动机和牵引/油泵变压器。3个三相电抗器用来在漏电保护中隔离高电压；3组三相密封电容器用来吸收过电压。5）JNA单元和显示器单元。JNA单元即为计算机控制系统，其显示单元可显示机器的工作状态信息、操作信息和故障信息等。6）变频器模块。两台牵引电动机用的变频器直-交逆变器模块，交-直整流桥公共电源模块BSM，用螺钉固定在电控箱左侧的底板上，通过电控箱底板的冷却水道散热。7）本质安全型（IS）电路电气元件。有2个本安（IS）电源，输入电压AC110V，输出DC12V；光电耦合器，它将本安型电路与非本安型电路进行隔离；作为控制回路短路保护的熔断器等。8）继电器组件。继电器组件上装有低灵敏度IS继电器、隔离继电器、接地故障继电器RTD单元等。9）主控制变压器、电流互感器。3300V/120V，28V，作为控制回路的电源；截割电动机三相电流互感器，一次额定电流720A；破碎机三相电流互感器，一次额定电流为90A；油泵电动机三相电流互感器，一次侧额定电流为180A；油泵/牵引变压器电源侧三相熔断器，熔件额定电流为80A。电控箱内装的3个冷却风扇，电源为120V，均衡电控箱内的温度，以利于散热。11.37LS6电气系统各回路作用7LS6型采煤机电气系统如图11-3所示。241242图11-37LS6型采煤机电气系统图1．7LS6型采煤机3300V高压回路采煤机AC3300V高压回路如图11-4所示。图11-47LS6型采煤机AC3300V高压回路243三相交流3300V电源L1、L2、L3由电控制箱左盖板上的的电缆连接器引入电控箱，接至高压隔离开关IS的进线端子上，经隔离开关IS，3300V动力回路分4路，一路经左截割高压真空接触器AC到左截割电动机；二路经右截割高压真空接触器BC到右截割电动机；三路经破碎机高压真空接触器GC到破碎机电动机；四路经泵/牵引高压真空接触器CC到泵/牵引变压器HT，325kV·A，Dy接线方式，3300V/575V，经牵引断路器2CB到油泵电动机和变频器组件。左右截割电动机、破碎机电动机的真空接触器负荷侧分别引出一根引线，供接地故障检测用。2．主回路直流高压击穿试验7LS6型采煤机要求在每个班工作之前，应对3300V主回路作一次直流高压击穿试验。当高压隔离开关IS打至“断开”（OFF）位时，拖曳电缆的采煤机先导控制线P1经高压隔离开关IS的辅助常闭接点IS2、引线P3、30Ω电阻和1个反向设置的整流二极管接地，先导控制线P1接通，可使顺槽开关的直流3000V电压送至采煤机的隔离开关电源侧，即试验拖曳电缆和采煤机隔离开关IS电源侧线路的绝缘水平。3．主控制变压器CT当采煤机的高压隔离开关IS合闸后，主控制变压器CT得电，3300V/120V，28V。CT的一次侧由5A的熔断器F4和F5保护；二次侧AC120V由15A熔断器F6和F7保护，其输出端子为1和2送往各控制回路。并联压敏电阻V1/150V是为了防止尖峰电压而输出电压稳定在120V而设置的；冷却风扇FNA1~FNA3为电控箱散热用；指示灯L1点亮显示输出120V电压正常。主控变压器120V供电回路如图11-5所示。交流120V电源送给了截割电动机的RTD单元（UR1）、接地故障继电器GFR、断路器2CB监视器、110V±12V电源变压器PS、隔离继电器模块IR1和IR2、牵引RTD单元、JNA单元1的J1和J15、JNA单元0的J6和J11与J12、变频器模块IN