煤矿掘进机电气系统保护与故障诊断

　　这篇电气工程师论文发表了煤矿掘进机电气系统保护与故障诊断，随着机械化的迅速推进，煤矿生产所需的各项机械设备也获得了全方位的改进，掘进机是否具备优良的性能，在根本上决定着煤矿开采的综合效益。论文针对煤矿掘进机应当开展全方位的故障诊断，因地制宜选择适合运用于故障诊断的手段和措施。

　　【关键词】电气工程师论文,煤矿掘进机,电气系统保护,故障诊断

　　引言

　　随着机械化的迅速推进，煤矿生产所需的各项机械设备也获得了全方位的改进，其中典型为煤矿掘进机。但是相比于其他故障而言，煤矿掘进机很可能表现为相对隐蔽的故障状态，因此也在客观上增大了故障诊断的难度[1]。技术人员如果要查找煤矿掘进机某个部位的潜在故障，则要运用相对复杂的诊断流程。由此可知，煤矿掘进机设有复杂度较高的电气系统保护，针对不同类型的掘进机故障都要运用针对性的诊断模式，确保从根源上消除故障隐患与安全威胁。

　　1电气系统的基本构成

　　煤矿掘进机本身包含了复杂度较高的自动化系统。在整个的电气系统中，典型设备为显示箱、操作箱、电机、外围设备、电控箱以及报警器。具体来讲，针对煤矿掘进机应当配置如下的电气系统构成：掘进机的控制部分一般来讲设计为PLC的扩展模块与主模块形式，上述部分构成了核心性的电气控制模块。具体而言，主模块可以设计为S7-300的核心系统型号，而与之相应的数字量模块以及扩展模块应当连接于模拟量的模块。在PLC模块的辅助下，系统可以运用特定的流程来实现逻辑判断，收集并且处理实时性的外部信号。在完成全过程的信号处理后，针对各种类型的信号就能实现全面输出。此外，中间继电器也可以用来控制系统中的某些电气部件[2]。掘进机的主回路涉及到电流传感器、阻容吸收装置、接触器与熔断器等。因此，主回路最基本的性能就在于控制供电，确保接通电源或者断开电源。在整个的主回路中，阻容吸收器能够吸收尖峰的瞬时电压;与此同时，电流传感器针对整个线路中的电流幅值进行了精确检测，PLC模块接收实时性的检测信号。除此以外，电气系统还涉及到故障诊断与综合保护。在综合保护中，综合保护包括了故障试验与温度保护的两部分，因此可以完成全过程的过热保护、漏电保护以及漏电闭锁等多项功能[3]。系统借助显示器来呈现故障状态，针对其中涉及到的各项故障信息都能予以全面的输出。作为操作人员而言，应当能够据此判断掘进机受到故障干扰的具体状况，运用特定手段来排除危险。

　　2电气系统保护

　　煤矿掘进机如果处在正常运转的状态中，那么并不需要借助故障诊断来修复故障。然而在特殊情况下，掘进机将会表现为回路漏电、某些构件损坏或者电机过载等。一旦出现了上述现象，PLC模块就应当开展实时性的故障鉴别与故障判断，针对系统中的特定部位进行相应的控制[4]。如果查出了故障所处的位置，则要暂停这个部位的正常运转，对此开启相应的保护功能。一般来讲，PLC配置了三种类型的输入信号，其中包括频率量、模拟量与数字量。在电流传感器的辅助下，针对系统串联的各台电机都能进行实时性的电流检测，在此基础上针对统一信号进行输出处理。相比于系统设置的标准值而言，检测信号值很可能表现为特定的偏差度，PLC模块据此就能推断得出精确的故障位置。例如：在对比三相电流值的基础上，就能察觉到电机缺相的存在。电气保护系统一旦察觉到了上述故障的存在，那么有必要对其开启相应的过热保护或者漏电闭锁，针对漏电闭锁的现象进行精确检测。在某些情况下，主回路很可能已经无法达到最基本的保护动作值，此时有必要断开保护节点[5]。除此以外，PLC还能扫描输入口的数字量，针对启动状态的电机实现全过程的控制。具体在运行时，保护模块针对定子绕组应当完成实时性的热敏检测。在某个时间段，如果判断为过高的电阻值，那么意味着电机温度符合了最大限度的保护动作，因此整体上表现为电路翻转的状态，同时也要断开相应的节点。电气保护系统有助于鉴别精确的电气故障位置，然后据此实现全过程的故障排除，确保恢复掘进机的正常运转。

　　3健全故障诊断的流程和模式

　　3.1实时性的诊断

　　从故障诊断的角度来讲，掘进机设有精确的人机界面，对此可以呈现精确度较高的故障信息与运行状态。例如：TD200的人机界面针对实时性的故障状态与系统运行状况都能进行精确的显示，而XSB型号的显示模块可以判断特定时间段的运行参数，进而展现精确的故障信息。电气系统如果突然陷入了特定的故障状态，那么借助人机界面就能查询实时性的故障状况，据此加以全面的故障鉴别。通常情况下，处在运行状态中的掘进机系统很可能表现为缺相运行、传感器异常、绕组缺相或者其他故障状态，针对上述状态都要实现逐个的查看。例如：如果照明灯始终无法亮起，那么很可能表现为照明回路的损坏或者漏电现象。对此在开展诊断时，先要断开整个回路的电源。照明灯如果无法被点亮，那么很可能受到了电缆漏电、蜂鸣器漏电或者模块故障带来的不良影响。在特殊状态下，导线也可能出现了松动。反之，如果故障状态位于接触器、传感器或者系统按钮等位置上，那么显示器就能直观呈现特定的故障状态，以便于操作人员推断故障根源所在，进而查找精确的故障位置[6]。

　　3.2查询历史信息

　　面对掘进机出现故障的现象，操作人员通常有必要查阅与之有关的历史故障信息，进而为其提供可供参照的故障诊断经验。由此可见，为了提升故障诊断的实效性，对于掘进机的整个电气系统还需增设查询历史故障的相关功能。如果有必要停机检修，那么先要按下组合控制键，显示器就可以为操作人员呈现特定时间段的历史故障信息。如果遇到了难度相对较大的掘进机故障状态，那么有必要查看与之有关的各种故障信息，在此基础上选择最适合运用于此次故障诊断的手段与措施。显示界面可以呈现精确的年月日信息，同时也能显示故障编号。

　　4结语

　　近些年来，智能化与信息化的技术正在融入全过程的故障诊断中，在此基础上提升了故障诊断的实效性。煤矿掘进机本身具有很复杂的内部结构，掘进机运用于煤矿井下生产可以提升各个生产流程的整体效益，尤其针对关键性的系统部件可以优化检测。目前的状态下，煤矿企业已经意识到了故障诊断与电气系统保护的价值所在，因此也开始尝试着运用适合自身的技术措施。掘进机系统一旦表现为故障现象，那么有必要在最短的时间段里消除故障风险，进而保障整个掘进机系统的安全性。

　　参考文献

　　[1]和正华.掘进机电气系统保护及故障诊断研究[J].中国煤炭，2012(S1)：24~26.

　　[2]翟少峰.煤矿掘进机电气系统保护及故障诊断[J].山东煤炭科技，2016(12)：138~139+143.

　　[3]贾有生.掘进机电气系统保护及故障诊断研究[J].山西煤炭管理干部学院学报，2012(04)：110+132.

　　[4]张有权.煤矿掘进机常见故障分析及处理方法[J].现代矿业，2012(04)：140~141+143.

　　[5]王鑫，杨雷，杨光.PLVC控制器在煤矿掘进机的应用[J].科技创新与应用，2015(15)：100.

　　[6]张涛.基于液压阀PLC控制器的掘进机电控系统优化设计[J].煤矿机电，2013(02)：14~15+18.

　　作者：夏长春 单位：中国煤炭科工集团太原研究院有限公司

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文章名称： 煤矿掘进机电气系统保护与故障诊断

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