时间：2023-03-15 15:02:13
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摘要:随着我国煤矿的工业化和信息化进程的快速发展，带来的是大型电力电子设备的广泛应用，由此造成的是电网中谐波含量的大量增加，这对电能质量形成了严重的干扰，从而对矿井安全生产造成了威胁。本人根据多年的工作体会，分析了煤矿供电系统中谐波产生的原因及危害，抑制谐波的有效措施，并提出谐波补偿滤波装置安装位置的合理确定，以保证煤矿电网的稳定运行和企业的安全用电。
关键词:煤矿供电系统谐波；治理方法
1 目前煤矿供电系统中的谐波情况
目前电力系统谐波污染与功率因数降低、电磁干扰已并列为电力系统的三大公害。煤矿企业供电网络大量的电力电子功率器件、各种装置在电网中的应用，在促进矿井生产运行中的节能和能量高效转换的同时，也给电网中电能质量造成了严重的干扰，因此，严重影响了正常供电安全，其主要原因就是电网谐波含量的普遍存在和不断的生成。
在煤矿企业供电系统，谐波广泛分布于供配电系统中的各个环节，谐波电流的拥塞会在主电网系统上引起电压畸变，导致电网系统中的电压和电流波形严重失真，对其他电力设备和装置也会产生扰动，这将严重威胁矿井电网的电能质量和供配电设备的安全正常使用。
所以，我们治理好煤矿供电系统中产生的谐波，不仅能从根本上解决因谐波存在导致的电能不必要的损耗，提高和稳定电能质量，确保矿井安全运行，而且还能延长供电系统的电气设备使用寿命，优化电磁环境，有效提高产品质量。
2 谐波的主要来源
电力网络的每个环节，包括发电、输电、配电、用电都可能产生谐波，其中产生谐波最多位于用电环节上，而在用电环节谐波主要产生于非线性负荷用电设备。对于煤矿来说，谐波主要来自非线性负荷用电设备。
在煤矿的输配电系统中存在大量的电力变压器。变压器就是一种非线性特性的用电设备，因为变压器内铁心饱和，磁化曲线的非线特性以及额定工作磁密位于磁化曲线近饱和段上等诸多因素，致使磁化电流呈尖顶形，内含大量奇次谐波。变压器铁心饱和度越高，其工作点偏离线性就越远，产生的谐波电流就越大，严重时三次谐波电流可达额定电流的5%。
由于煤矿电网中的谐波源主要来自于含半导体材料的非线性元器件，煤矿的其他非线性负荷用电设备主要有矿井提升机、通风机、主排水泵、带式输送机、架线式电机车等节能设备、交流弧焊机以及控制用的电力电子设备，诸如各种变频器、交直流换流设备、变流器、整流设备等一些大型矿山设备以及使用各种变频器等电力电子设备产品等。煤矿供电系统中谐波的危害主要表现在谐波含量的增加导致电网功率损耗的增加、供电设备寿命逐渐缩短、接地保护功能丧失、遥控功能失效、供电线路和设备过起热，如果谐波波幅较大，还可能引起变电站局部的并联或串联谐振，这将导致变电站系统中的元器件产生附加的谐波损耗，从而加速元器件的衰老退化。我们通过对主井提升设备的电压、电流，副井升降设备电压、电流以及充电设备的测试波形测试、观察，发现在多次的测试过程当中，在一个波段电流谐波值异常偏高，远远超出了国家规定的限值，将此波段对比到矿井实际采用的脉动变流器，发现异常偏高的波段正好与设备实际采用的脉动下测算出的谐波值相符合；而对矿井下充电设备的测试采取与地面充电设备对比的方式，测试发现井下充电设备的各个谐波的大多高于井上情况。
我们通过对矿井以上两个测试情况来看，煤矿供电系统中普遍存在的电能质量问题的主要原因是谐波的大量产生。因此，预防治理矿井供电系统中的谐波问题还需从改造电力电子装置、过滤谐波的角度入手，从而减少矿井供电系统谐波问题的发生。
3 煤矿供配电系统谐波治理
鉴于谐波存在多方面的危害,对矿井安全生产和生活存在很大隐患,根据国家对谐波污染的治理要求,采取必要而有效措施,避免或补偿已产生的谐波尤为重要。在矿井供配电系统中,应积极采取消除或抑制谐波危害的防范措施。
3.1 电力电缆的选择。在矿井供配电系统电力电缆截面的选择中,应考虑谐波引起电缆发热的危害。对于连接谐波主要扰动源设备的配线,确定电缆载流量时应留有足够裕量,必要时可适当放大一级选择电缆截面。
3.2 合理选择变压器。正确合理地选择变压器的接线方式,能阻止不平衡电流和3N次谐波电流从原边传到电源配电系统中。在三角形/星形变压器里,不平衡电流和3N次谐波电流在原边绕组内循环流动而不会传入电源配电系统中。矿井供配电系统中各级变压器应多采用三角形/星形变压器。在根据负载确定电力变压器额定容量时,应考虑谐波畸变而留有裕量。在矿井设计中一般应保证变压器负荷率在70%～80%,该裕量可防范谐波引起的变压器发热危害。
3.3 无功补偿电容器的配置。在有谐波背景的矿井供配电系统中,不能采用常规的补偿系统来进行无功补偿。为避免电容器组与系统产生串联谐振或并联谐振,必须采用调谐式电容器组。调谐式电容器组即在补偿电容器中加串调谐电抗器。电抗器的主要作用是避开谐波电流可能出现的频率。这种电抗器被称为调谐电抗器,带有这种电抗器的电容器组则被称为调谐电容器组。使用调谐电容器组的目的不是为了显着地降低谐波畸变,而是为了确保电容器组不会因为诸如系统阻抗、投入段数、系统配置、负荷状况等原因而发生谐振。
3.4 谐波补偿装置进行补偿。对矿井中的主要谐波源,如:大功率提升机、通风机、带式输送机的变频设备,在运行过程中会引起较严重的高次谐波污染。为了拟制变频器在运行中产生的谐波,需增加谐波补偿装置,使输入电流成为正弦波。传统的谐波补偿装置是采用LC调谐滤波器,它既可补偿谐波,又可补偿无功功率。但其补偿特性受矿井供配电系统阻抗和运行状态影响,易和系统发生并联谐振,导致谐波放大,使LC滤波器过载甚至烧坏。另外,它只能补偿固定频率的谐波,效果不甚理想,但该装置结构简单,目前仍被广泛应用。电力电子器件普及后,运用有源电力滤波器进行谐波补偿将成为主要方法,有源滤波器的工作原理是从补偿对象中检测出谐波电流,然后产生一个与该谐波电流大小相等、极性相反的补偿电流,从而使电网电流只含有基波分量。这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿,且补偿特性不受电网阻抗的影响。
参考文献
［1］ 胡子侯，电力谐波的治理措施《沿海企业与科技》2010、7
关键词：供电基本要求；系统分类；安全用电常识
中图分类号：TD8文献标识码：B文章编号：1009-9166（2011）008(C)-0137-01
一、矿井供电的基本要求
1、供电可靠。即要求供电不中断。对煤矿的供电一旦中断，不仅会造成全矿停产，而且会导致保证矿井安全生产的一些重要设备（如水泵、通风机）停止运转，危及矿井及井下工人的安全。因此，为保证矿井安全生产，要求煤矿实行连续供电。
2、供电安全。电能有它的特殊性，使用中稍有疏忽，就会导致人身触电、电火灾等事故的发生。煤矿主要是地下作业，工作环境和地面有很大的差别，特别是存在有爆炸危险的瓦斯和煤尘，因而不仅发生人身触电和电火灾的可能性比地面大，而且会导致瓦斯、煤尘爆炸严重后果。因此，煤矿供电必须保证安全，严格遵守《煤矿安全规程》的有关规定。
3、有良好的供电质量。这主要是指供电频率和供电电压偏离额定值的幅度不超过允许的范围。否则，电气设备的远行情况将会显著恶化，甚至损坏电气设备。
我国规定一般电力设备使用的交流供电标准频率为50赫兹。偏差不超过±0.2～±0.5。电压不超过±7％。
4、有足够的供电能力。这不仅要求电力系统或发电厂能供给煤矿充足的电量，而且要求矿井供电系统的各项供电设施，具有足够的供电能力。
5、供电经济。在以上四项基本要求的基础上，尽量做到供电系统简单、操作方便、基本建设投资和运行维护费用低。
二、矿井供电系统的分类和等级划分
1、供电系统的分类。一类负荷：凡因突然中断供电会导致人身伤亡事故，或损坏重要设备且难以修复，或给国民经济带来很大损失者，均属于这一类。显然煤矿属于一类负荷。煤矿中的通风、排水、升降人员、抽放瓦斯、医院等也都属于一类负荷，又称保安负荷。因此是煤矿中最重要的用户，要求供电绝对可靠。为此，对这类用户的供电，必须设有备用电源和备用供电线路。二类负荷：凡因突然中断供电会造成大量减产者。如煤矿中专门用于提升煤和物料的提升设备、压风机、井底车场、采区变电所等。三类负荷：凡因突然中断供电对生产没有直接影响者。
2、供电电压等级的划分。目前，煤矿井下采用交流电电压等级有：6000V、1140V、660V、380V、127V、36V。6000V――为矿区内高压配电电压或动力电压。660V――为井下低压配电电压或动力电压。1140V――为采煤机的专用电压。127V――为井下照明、手持式电钻的电压。36V――为控制电压，也叫安全电压。直流电压有：250V或550V为井下架线电机车的电压。
三、井下电气设备的三大保护
1、过电流保护。过电流简称过流。凡是流过电气设备和电缆的电流超过了它们的额定电流。电气设备和电缆出现过流后，一般会引起它们过流，严重时会将它烧毁，甚至引起电火灾和井下瓦斯、煤尘的爆炸。由此可见，电气设备和电缆的过流是一种不正常状态。井下常见的过流故障为短路、过负荷、断相三种。（1）短路。短路是指电流不经过负载，而是经过电阻很小的导体直接形成回路，其特点是电流很大，可达到额定电流的几倍、十几倍、几十倍，甚至更大。因为电流很大，发热剧烈，如不及时切除，不仅会迅速烧毁电气设备和电缆，甚至引起绝缘油和电缆着火酿成火灾，还会引起瓦斯、煤尘爆炸。（2）过负荷（过载）。过负荷不仅是指它们的电流超过了额定数值，而且过电流的延续时间也超过了允许的时间。电气设备和电缆过流后，绝缘绕组和绝缘导体的电流密度增加，发热加剧。如果过流的延续时间很短，不超过允许的时间，电气设备和电缆的温度不会超过它们所用绝缘材料的最高允许温度，因而不会被烧毁，允许继续运行，这种情况称为允许的过载。但是，如果延续时间超过了允许的时间，电气设备和电缆的温度将升高到足以损坏它们的绝缘，如不及时切断电源，将会发展成漏电和短路故障，因此也要加以预防和保护。（3）断相。三相电源断一相或三相绕组断一相，称为断相或缺相、跑单相。过流故障有如下的危害：a、过流倍数较低时，引起电气设备和电缆的温升超限，缩短设备使用寿命。b、过流倍数较高时，将导致电气设备烧毁，甚至引起火灾和瓦斯、煤尘爆炸事故。过流倍数很高时，会在电网上造成很大的压降，影响电网的正常运行。过流保护的要求：必须有选择性、可靠性、动作迅速、经济合理。
2、漏电保护。电网的漏电又分为集中性和分散性漏电。集中性漏电是指在变压器中性点不接地的电网中，由于某处（或某点）的绝缘损伤而发生的漏电。分散性漏电则是由于整个电网或整条线路的绝缘水平降低，而沿整条线路或整个电网发生的漏电。漏电的危害：（1）增加人身触电的危险；（2）增加引起瓦斯、煤尘爆炸的危险；（3）可能造成电雷管先期爆炸事故；（4）可能引起电火灾；
3、保护接地。保护接地就是把电气设备的金属外壳和框架，用导线与埋在地下的接地极连接起来的一种保护措施。
关键词:应急 供电设备 选型 技术要求
中图分类号:TD611 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)09(c)-0091-01
北联电能源公司高头窑矿井设有地面35kV主变电所一座,承担矿井全部供电负荷。由于矿井目前为单回路供电,设计采用柴油发电机作为矿井的应急供电电源。
1 使用环境条件
(1)安装场所:简易彩板房。(2)海拔高度:1300m。(3)环境温度:上限+35℃,下限-20℃(室内)。(4)相对湿度:日平均值不大于95%,月平均值不大于90%。(5)地震烈度不超过8度。(6)没有火灾、爆炸危险、严重污秽、化学腐蚀及剧烈震动的场所。
2 设备选型计算
2.1 高头窑煤矿应急供电负荷
总负荷为1387kW,其中主排水及通风设备为一级负荷,工作面排水设备为二级负荷,地面生活用电为三级负荷,供电时可根据发电设备的状况逐级加减负荷。
2.2 发电机设备选取
根据负荷统计表的情况,选取3台380V、500kW柴油发电机与1台380V、800 kW柴油发电机并网运行,运行方式为三用一备。柴油发电机发出的380V电压经升压变压器升压至10kV后,输入高头窑35kV变电所10kV母线侧,运行方式为4台发电机同时并网运行。
发电机总功率计算,3台原有发电机已进行过大修,经实际使用测量现有效率为60%左右,800kW新发电机的效率为90%,3台发电机功率计算:
800×90%+500×3×60%=1620kW
满足应急设备运行需求。
3 发电设备技术要求
3.1 柴油发电机技术要求
(1)柴油发电机必须能与煤矿现有3台HX500GF型发电机可靠并网运行。(2)柴油发动机采用重庆康明斯柴油发动机,型号:KTAA19-G6A。四冲程,带废气涡轮增压,电调式柴油引擎。自带风扇水箱闭式水冷散热,采用电子调速器调速,喷油方式直喷式。(3)交流发电机厂采用中美合资马拉松交流发电机,型号:MP-800-4A/S。
3.2 箱式变电站技术要求
4台并网柜、升压变压器共同组成1台箱式变电站,为煤矿提供10kV电源。
3.2.1 并网柜技术要求
(1)4台并网柜能实现煤矿原有的3台380V、500kW发电机组与新采购的1台380V、800kW发电机组可靠并网运行。并网柜为下电缆进线,上铜母排出线。(2)并网柜可实现手动、自动并联,可实现发电机组的自动开机/停机、数据测量、报警保护及“三遥”功能。控制器采用大屏幕液晶(LCD)显示,可选择中英文操作界面,保证操作简单,运行可靠。控制器应具有控制GOV和AVR的功能,可以自动同步及负荷均分,和发电机组进行并联。控制器能准确监测发电机组的各种工作状态,当发电机组工作异常时自动关闭发电机组,并将故障状态显示在LCD上。(3)可以检测所有发电机组相关的电参量及非电参量。(4)在自动状态下具有以下工作模式:不带载运行,带载运行,按需求并联运行。(5)具有解列时负载转移功能。(6)具有定时带载/不带载试机功能,可实现每周/月循环开机/停机。(7)运行过程中机组控制器实时监控柴油机及发电机的运行工况:当发生输出电压过高或过低、输出短路、及柴油机机油压力偏低、冷却水高温、超速故障时立即报警停机(所有故障显示均自动锁定)。停机的同时立即启动备用机组,并切换至备用机组供电。(8)对柴油发电机组的电参量及水温、油压、油位等实时监测。(9)实现柴油发电机组自动开机/停机、同步并联、负荷均分及报警保护功能。(10)具有机组保养/维护时间到警告/停机功能。(11)保证输出电压、工频波动在允许范围内,能实现人工启动、自动并机、自动负荷分配。(12)并机柜配置有隔离开关、断路器,其额定电流及电压符合发电机的相应要求。
3.2.2 升压变压器的技术要求
(1)变压器应符合的标准:IEC。
(2)变压器名称:环氧树脂浇注绝缘干式三相双绕组无励磁变压器。
(3)型号:SCB10-2500/10 10.5±2×2.5％/0.4kV 2500kVA。
(4)额定频率:50Hz。
(5)额定容量:2500kVA。
(6)额定电压比:0.4kV/10.5±2×2.5%。
(7)系统最高运行电压:
高压侧:10.5kV:12kV；
低压侧:0.4kV:0.42kV。
(8)变压器损耗保证值:
空载损耗:≤3050W；
负载损耗:≤14450W(120℃)。
(9)调压方式:10kV侧中性点无励磁调压。
(10)调压范围:10.5±2×2.5％。
(11)阻抗电压:6％。
(12)联结组标号:D,yn11。
(13)中性点运行方式:10kV为不接地系统。
(14)冷却方式:AN/AF。
(15)绝缘方式:环氧树脂浇注绝缘。
(16)绝缘水平:F级绝缘。
(17)绕组材料:铜。
(18)铁芯材料:优质冷轧硅片。
(19)安装形式:
变压器带外柜体,低压侧母排进线,高压侧电缆出线,(与低压柜平行布置),上进下出。
(20)外罩防护等级:IP20,采用优质钢材制作,并做防腐处理。
(21)变压器本体应设温度控制器,测量变压器绕组温度并进行显示,温控器设有通讯接口满足与变电所综合自动化系统通讯,采用485接口。每台变压器外罩安装低噪声风机,配合温度控制器实现自动和手动开启。
(22)变压器外罩门应设机械闭锁
3.2.3 其它技术要求
(1)箱式变电站4台并网柜与升压变压器共用400V母线排,母线排采用铜板,其截面积及载流量应符合4台发电机同时运行的要求。(2)整体箱式变电站具备完善五防功能。(3)箱式变电站箱体具有防雨、防晒、防锈及通风散热等功能。各室考虑温度自动控制装置。保温层彩钢板厚度不小于2mm,彩钢板之间的保温层厚度不小于120mm。
综上所述:为了解决矿井单回路供电,拟采用柴油发电机作为矿井的应急供电电源,从技术要求、运行方式及容量等各方面能满足矿井通风及排水等功能,从安全方面也保证了矿井的应急措施。
参考文献
[1]高远强.柴油发电机组在煤矿建设工程中的应用[J].建井技术,2010(3).
关键词:矿井提升机 串阻调速 交-交变频电控调速 电控调速 交-交变频器
中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)10(c)-0106-02
随着我国工业的不断发展,对矿产资源需求量的不断加大,矿产资源开采一直是我国煤矿行业的头等大事。矿井提升机系统在整个煤矿开采过程中担负着举足轻重的作用。提升机系统传统的调速方法不足,输出电压和功率较低,系统稳定性差,严重制约着煤矿资源的开采量,不利于整个行业的发展目标。随着交-交变频调速技术在提升机系统中的应用,凭借着高电压、大功率变频输出,电机驱动能力强、运转快,系统性能稳定等优势得到了煤矿行业的广泛关注。
1 AC-AC变频调速技术
1.1 变频器
1.1.1变频器的工作原理
变频器是把固定电压、固定频率的交流电变换为可调电压频率的交流电的变换器,是异步电机变频调速的控制装置。交-交变频器没有直流变换环节,只有两个交流环节之间的转换过程。通过把一种频率的交流电转换成另一种频率的交流电。
1.1.2 交-交变频器
交-交变频器主要由3台电网自然换流、无环流可逆变流器组成,对应同步电机定子的三相,每相连接成三相桥式电路。三相变流器由整流变压器供电,两套变频器由分别为Δ/X、Δ/Y接法的整流变压器供电,以减少供电高次谐波。AC-AC变频器具有高效率、大电流等优点非常适用于低速、大功率、大转矩、高动态响应、高过载能力的环境。AC-AC变频器的基本结构如图1所示。
电机的定子绕组每相对应一套反并联可控硅桥,最大输出频率约为电网侧频率的45%左右,采用无熔丝设计方法,效率高达99.3%,在紧急情况下12脉冲可以切换成6脉冲AC-AC变频器,使的整个变频系统变得灵活、稳定。
1.2 AC-AC变频调速技术的基本原理
1.2.1 变频调速的理论概述
变频器的功用是将频率固定的(通常为50 Hz的)交流电变成频率联系可调的三相交流电。由公式:,当频率连续可调时(一般为定数),电动机的同步转速也连续可调,又因为异步电动机的转子转速总是比同步转速略低一些,所以,当同步转速连续可调时,异步电动机转子的转速也是连续可调的。变频器通过改变电动机工作电源的输入频率(电流的频率)来改变电动机转速,从而实现变频调速。
1.2.2 AC-AC变频调速的原理概述
三相异步电动机的转速公式为,调速方式可有四种方式。交-交变频电路的基本原理图如图2所示。
2 主井提升机交-交变频调速系统的设计
2.1 交-交变频器Sinzmics SL150控制系统的结构
Sinzmics SL150控制系统的结构主要包括:CPU模块、控制器模块、I/O模块、断路保护模块、辅助设备模块以及控制面板。系统CPU(D445)利用软件可编程方式可以同时在线对通信系统、故障分析系统、画面显示系统进行操作。其中变频控制器负责控制系统电路的相电流、电机转速以及热电压转换器(TVC)。交-交变频器控制系统原理结构图如图3所示。
通过系统外扩的I/O模块,可对电机的转子运行情况进行信号采集检测,同步电压信号以及数字变化量都是由该模块负责接收传送和结果输出控制。如果电路中的工作电压超过额定电压值,该系统采用高压断路器负责控制和保护系统输出电压。系统的辅助设备是由12/6脉冲转换部分和功率因素补偿两部分组成。功率因素补偿部分,对于电机功率达不到额定工作功率的时候,可以采取无功补偿的方式减少谐波和无功功率的损耗。对12/6脉冲转换部分,一旦高压短路,变压器或变频器一路发生故障时,电机和变频器可以由12脉冲工作模式转换成6脉冲的紧急模式。对有故障的变频器进行断电分离,并联的两套电机绕组切换成串联连接,提升机处于全载半速运行状态。
2.2 6脉冲交-交变频控制方法
针对顾桥矿主井提升机的具体情况,采用ABB公司的ACS6000C进口全数字矢量控制系统,交-交变频选用6脉冲,逻辑无环流可逆变流器,变频器分别由3台整流变压器供电。系统电源选用10 kV、50 Hz三相交流电作为主电源供电。主回路采用电枢换向的直流电动机拖动,电枢回路是由两个反向并联晶闸管整流器直流供电,将10 kV的交流电压通过4路变压器转换成满足系统需要的直流电压,通过高压断路器控制系统电压,为同步电动机提供合适的工作电流和电压。顾桥矿主井提升机变频调速系统结构图如图4所示。
3 系统运行结果分析
结合交-交变频调速在顾桥矿主井提升机电机传动系统中的应用,通过西门子SIMATIC WinCC5.0制作软件可以监控整个系统的工作状态。从主提升机画面中可以清楚地看到系统各个工作模块的运行状态,安全回路状态、停车回路状态、闭锁回路状态、PLC主副箕斗位置、油压、提升速度、定子的电流电压、励磁电流、井筒开关的选择以及装卸载打点信号（见图4）。
4 结论
本文针对传统煤矿主井提升机系统的不足,提出了主井提升机交-交变频调速电控系统的新方法,结合顾桥矿主井提升机变频系统的实际应用等方面详细地论述了新方法的优越性。实测结果表明交-交变频调速系统性能稳定,大大增加了提升机的工作量,对矿产资源的开采做出了重要贡献。
参考文献
[1] 西门子工业自动化项目设计实践[M].北京:机械工业出版社.
[2] 自动控制原理[M].广州:华南理工大学出版社.
关键词：煤矿；井下机电设备；保护；维护与维修
前言
煤矿企业井下生产环境比较特殊，对机电设备的用电要求比较高。井下机电设备和供电系统的安全防护是煤矿企业安全稳定生产的前提和保障。随着机电设备的自动化程度不断提高，人们对进行机电设备的使用运行提出了更严格、更高的要求。如何为井下安全生产创造有力条件，提高机电设备的防爆水平成为人们的研究热点。煤矿井下机电的三大保护主要指漏电保护、过流保护和接地保护，这三大保护是保障井下供电和用电的可靠措施。本文结合作者多年的实践工作经验，对煤矿井下机电三大保护进行了详细探讨，供大家参考借鉴。
1 漏电保护分析
1.1 漏电的危害和原因
漏电故障是机电设备常见故障之一。当导线损坏或绝缘失效时，会出现电源和大地形成回路的现象，形成漏电。对于煤矿井下机电设备而言，漏电现象可以分为集中性的和分散性的。集中性漏电出现在电缆中的某一段或者某一点，而其他部分绝缘效果依然正常。分散性的漏电一般出现在整个电缆中，是整个电缆或整个电网的绝缘水平下降导致的结果。
漏电故障不但威胁人身安全，更为井下煤矿的开采带来极大的安全隐患。当工作人员不小心接触到漏电设备或电缆时，容易出现触电伤亡事故。其次，漏电故障会产生电火花，引起井下瓦斯爆炸。如果漏电故障不能及时排除，会造成电气设备的短路故障，严重时，甚至会烧毁整个设备，引发火情。引起漏电故障的原因是多种多样的，如电缆的绝缘老化、电气设备进水或受潮、电缆线头接触不牢、电缆芯线折断刺破电缆绝缘等等。
1.2 漏电保护措施
加强煤矿井下机电设备的维护和保养，是减少漏电故障的有效途径。此外，还应采取一些漏电保护措施，如设置漏电保护装置、采取选择性漏电保护和进行漏电闭锁设计。常用的漏电保护装置种类很多，有计算机控制的，也有电子电路的。选择性漏电保护采用的主要元件是零序电流互感器，利用零序电流方向保持原理，将故障支路和非故障支路分开，达到选择性漏电保护的目的。漏电闭锁设计就是在电路闭合前，对电网的绝缘性进行检查，当测试的绝缘阻值比较低时，让开关不能闭合，起到闭锁电路的效果。根据井下机电设备的具体情况，可以综合考虑三种保护措施，能有效杜绝漏电事故的发生。
2 过电流保护分析
2.1 过电流的危害和原因
当电路中出现短路、过负荷和断相时，流过电气设备和电缆的电流会大大超出额定值，造成过电流危害。短路故障的危害极大，是由于不同相位的导线不经过用电设备直接接触造成的。短路时，电缆中的电流很大，甚至超出额定值得几十倍，能够在瞬间烧毁整个线路，引发火灾或煤尘、瓦斯气体爆炸。过负荷是指用电设备和电缆的实际电流超出了额定值，并且负荷时间也超出了额定时间，导致绝缘材料失效造成的故障。对于煤矿进行设备来说，过负荷事故是烧毁电机的主要原因。三相交流电机如果一相供电线断线，造成电机单相运行，此时转矩减小，如果负载不发生变化，就会造成断相事故，直接烧毁电机。
2.2 过电流保护措施
对于煤矿井下作业，过电流发生的频率很高，且危害极大，所以对电气设备采取必要的过电流保护显得必不可少。常用的保护元件有熔断器、过流继电器和热继电器等等。熔断器可以串接在保护电气的主要电路中，如果电气设备发生短路故障，熔体的温度会随电流的增大而急剧升高，最终达到熔体熔掉切断电路的目的。过流继电器可以用在矿用隔爆型自动馈电开关中，靠弹簧拉力调节动作电流的整定值。当继电器的动作电流调节好后，一旦流过继电器的电流超过整定值，继电器能迅速切断电路。在电路中设置热继电器也是过流保护的有效手段。热继电器以金属片为主体，利用金属的热惯性，当机电设备过载致使金属片发热变形时，断开触点起到保护的作用。
3 接地保护分析
漏电保护侧重漏电发生后的断电时间，以减少漏电或人身触电的时间。而接地保护则是为了限制漏电流或人身触电电流的大，降低事故的严重程度。两种保护措施都非常重要，缺一不可。对于煤矿井下工作场合来说，电气设备分布比较分散，供电距离也相对较远，无法用一个集中地接地装置达到要求。因此，一般采用主级-次级的多级结构来设置接地装置。在中央变动所设置主接地级，在其他用电位置设置次级接地级，利用接地芯线将整个用电区域连成一个网络，形成一个多级的井下保护接地系统。如图1所示。
结言
提高煤矿井下供电、用电安全，加强对机电设备的维护和管理，是保障煤矿企业安全生产和提高经济效益的有效措施。管理人员要不断提高自身职业素质，认真做好机电设备的漏电保护、过流保护、接地保护三大保护工作，维护煤矿企业的安全生产。
参考文献
【关键词】煤矿;保护接地;接地体;中性点不接地系统
1.保护接地的必要性
在煤矿井下总接地电网是高、低压电气设备共用的高压电网的单相接地电流远大于低压电网，因此，井下总接地网电阻主要取决于高压电网的单相接地电流。但在中性点不接地系统中，此电流又与高压电网对地电容有关，电网愈大(包括电缆、架空线路)，电容就愈大。若此电容大至使单相接地电流超过20A（《煤矿安全规程》规定此电流应不大于20A)，则将超过人身允许的最大接触电压 40V（《煤矿安全规程》规定接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2Ω，每一移动式和手持式电气设备至局部接地极之间的保护接地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值，不得超过1Ω。)，将威胁到人身安全。为此，应根据单相电流的大小，适当降低总接地网的电阻值；或采用其它措施以减小电网对地的电容电流。目前常用中性点经消弧圈接地方式来补偿电网对地的电容电流。
2.接地保护的电阻计算
2.1 单根垂直接地体的接地电阻
单根垂直接地体的接地电阻的理论计算公式：
R=0.366 Lg ， (1)
式中，R 为接地体接地电阻，Ω；L 为接地体长度，m；ρ 为土壤电阻率，Ω；d 为接地体的外径或等效外径，m。常用的简化公式有：
R≈0.3ρ (2)
R≈ρ/L (3)
式中的符号含义同前。
在实际工程中，接地体的材料有角钢、圆钢和钢管三种，(2)式、(3)分别简化为：
2.1.1 角钢接地体
取 L=2.5，规格 40mm ×40mm ×4mm ，即宽b=40mm ，等效为 0.84b=0.0336m ，代入式(1)计算可得：R=0.36ρ，或 R=0.91ρ/L。
2.1.2 圆钢接地体
取 L=2.5m ，d=0.025m ，代入式(1)计算可得：R=0.38ρ，或 R=0.95ρ/L2.1.3 管体接地。取 L=2.5，d=0.6m ，代入(1)式可得：R=0.32ρ 或 R=0.81ρ/L。
为切实保证接地装置接地电阻的要求，接地电阻计算值宁可适当偏大而不宜偏小。如果接地电阻计算偏小，则设计出来的接地装置可能达不到限定的接地电阻值要求。建议单根垂直接地体的电阻简化计算公式采用式(2)。
2.2 单根水平接地体的电阻计算
单根水平接地体接地电阻的理论计算公式为：
R=0.366 Lg，(4)
式中，h为水平接地体埋地深度，其它符号的含义同前。
在工程中，常用的简化计算公式也有两个：
R≈0.03ρ (5)
R≈2ρ/L (6)
2.3主接地极的接地电阻计算
主接地极的接地电阻可按下式计算：
R=0.25ρ/A (7)
式中，A 为钢板的面积，m2；其它符号的含义同前。
3.井下低压系统中接地保护应注意的问题
3.1 矿山企业工作环境差，用电设备由于生产需要经常移动，对地电位时有变化。有些矿山企业不仅有使用交流电源的生产设备，而且还有使用直流电源的生产设备。因此，解决好矿山设备的保护接地问题是非常必要的。
3.2 目前矿山企业的供配电系统，多是中性点不接地系统。在该系统下出现的单相短路电流，与整个电网(高、低压电网)- 特别是高压电网对地电容有关，即与电容电流相等。电网愈大电容电流就愈大。为减少系统的电容电流，常采用中性点经消弧线圈接地的方式。
3.3 单根垂直接地体或水平接地体的接地电阻值计算，工程设计中使用简化计算公式时，应采用计算值偏大的计算公式。
3.4 井下低压中性点不接地系统中，除了设置接地保护装置外，还应在配电系统中加设漏电断路器，才能真正做到保护人身安全，消除单相接地事故隐患。
中性点不接地系统的单相接地电流，主要是电网对地电容的电流。由于井下单台变压器容量有限，低压电网的供电范围不大，电容电流较小(不足 1A)。配合井下保护接地电阻不大于 2Ω，接触电压远低于安全值。而这个“安全值”往往使人们产生麻痹大意，单相接地故障实际未得到排除，也就是说，接地保护装置的设置，仅仅是解决了(电流小时)人身安全问题，随着时间的推移，它会逐步扩大发展成更大事故。
4.结束语
由于井下这一特殊环境，单相接地故障时有发生。近年来漏电保护器发展迅速，井下漏电保护的最佳方式是：末端漏电保护+ 分干线或或干线漏电保护+总漏电保护，组成多级漏电保护体系，并能有选择地切断故障线路，在彻底根绝井下单相接地故障存在的同时，也可保证无故障线路用电不会受到影响。过去由于某些原因，矿山单相接地保护中，主要利用附加直流电源检漏继电器的方式进行保护，没有全面推广使用漏电断路器保护器，只要电源总开关处设置直流检测继电器，没有选择性，在事故跳闸时影响面很大，给工人带来精神伤害和国家财产的巨大损失，因此，在设计中采用一些措施和保证，在井下配电系统设计中，应大力推广使用漏电断路器、漏电保护器。我国目前矿山所采用的配电系统多为中性点不接地(即 TT)系统，在中性点不接地的供电系统中，人身触电电流值 IH 的大小，取决于电网的电压值，电网对地的电容值和绝缘电阻值。由于矿山井下工作环境恶劣，矿井巷道狭窄，地面潮湿，矿山设备随作业面的变化需经常移动，对地电位有变化，矿山供电系统中还混合使用交流电和直流电，更使这个问题复杂。因此，解决好矿山设备的接地保护也更具有一定的现实意义。
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基于电磁感应原理的非接触供电技术，综合利用电力电子技术、磁场耦合技术、大功率高频变换技术，借助现代控制理论和方法，实现了传输电能系统和用电设备的隔离，使两者之间没有电的直接接触，很好地满足了特种应用场合的需要，提高了电能传输的安全性和可靠性。因此，非接触供电技术是一种安全、可靠、灵活的电能接入新技术。
1．基本原理
非接触供电系统包括电能发送单元和电能接收单元两部分。电能发送单元主要由交直流电源电路、功率放大输出电路、驱动电路、振荡电路、基准电压电路、控制保护电路以及发射线圈L1（变压器初级）组成：电能接收单元主要包括接收线圈L2(变压器次级)、高频整流滤波电路和负载组成（如图1所示）。
非接触供电系统工作时输人端将交流市电经全桥整流电路变换成直流电，或用直流电端直接为系统供电，直流电通过振荡电路逆变转换成高频交流电经功率放大输出电路放大供给发射线圈L1。通过发射线圈L1与接收线圈L2耦合电能，接收线圈L2输出的电流经高频整流滤波电路变换成直流电提供给负载。
2.特性和缺陷
基于电磁感应原理的非接触供电技术，发射线圈和接收线圈必须有谐振频率一致的电磁共振，才能传输电能，而具有以下主要特性和缺陷：电磁共振以“电一磁一磁一电”的方式实现电能的传递，而且是一个开放的系统，必然存在着电磁辐射和能量的损耗，因此，近距离的实际效率很难超过80%．远距离的状态下，效率可能很低。因此，不符合节能的概念。
电磁能与距离的关系为电场强度与距离的二次方成反比，磁场强度与距离的四次方成反比。单纯的电磁共振是不可能长距离传输的。通常在1米处，效率不超过1%。因此，只能在近距离内使用，一般不超过10厘米。
电磁共振可以穿透非金属，却不能穿透金属。利用这个特性，可以制造出即时充电或即时供电的电器，在移动性、防水性和隔离性等方面有突出的表现，同样可以应用这个特性，来解决其自身的电磁干扰问题。选择一个适当供电频率使系统产生共振，则电能发射端的电磁波频段对正常的通信、广播没有干扰或干扰较小，对人体或其他生物不构成伤害，符合安全指标。
在几个厘米以内的近距离的电磁共振中，还存在着空振高压问题：接收电路在负载时的电压与空载时的电压相差悬殊，往往是数倍甚至是十倍以上，致使接收电路在空载时，由于电压的大幅度升高，将负载电路烧坏。是目前电磁共振的非接触供电技术难以实用的一个重要因素。
非接触供电技术在LED发光设备的应用
现有的LED发光标志牌、LED照明产品等，通常采用有线方式供电、充电。因而需要通过接口和导线进行有线方式供电、充电，需要在发光标志牌、照明设备上安装接口及导线，导致设备整体防水、防漏气性能低且不可靠。无法长期使用、安装、储存在恶劣的环境中，如水中、矿井中或者连续潮湿的环境中。
本文探究非接触供电技术应用于LED发光设备可行性，把非接触供电系统的电能接收端置入到LED发光设备内。选择适当的LED驱动技术，设计能进行非接触供电或充电的LED发光设备。该LED发光设备具有移动性、高度防水性、高度隔离性，适用于水下作业、矿井作业、抗洪救灾等特殊场所的安全标志牌与照明。
1．应用实例
1.1 LED发光标志牌
本文设计的非接触供电LED发光标志牌（如图2所示），它由内部非接触供电电能接收单元、充电电池、LED、LED驱动电路、系统控制电路、柔性电路板、外封装透明胶套构成。外部由非接触供电电能发送单元及电源构成。
(1)电能发送单元
VOX330MP05S和VOXRIOD是近距离下的非接触供电芯片组，解决了长期以来不能解决的空振高压问题，使输出电压基本维持在一个相对稳定的电压范围内。
VOX330MP05S是一款专门针对市电电源的非接触供电的大功率发射模块芯片，可以将市电整流后直接给芯片供电，工作电压范围大，最低可低至IOOV，最高电压至400V，具有高达1A的电流发射能力，典型工作电路（如图3所示）。lc内部建有振荡、基准电压、脉宽调制、限幅、低压启动、输出推动和功率输出等电路，完全符合电磁共振的特殊要求：VOx330MP05s自身功耗小，输出电流大，发射效率高达70%以上：芯片内设自动限流电路，电路在空载时电流很小，而在大负载时的输出能力可达空载时的十倍以上：VOX330MP05S外围电路简单，主要元件只有一个电阻、一个电容和~个线圈，因此使用方便。配合相应的接收模块同时使用，就能实现非接触供电。
(2)电能接收单元
VOXRIO是一款专门针对VOX系列的非接触供电发射模块设计的配套接收模块芯片，可以为接收电路提供一个相对稳定的中心电压。VOXRIO内部建有基准电压、限幅、低压启动、输出推动和功率输出等电路，完全符合电磁共振的特殊要求：而且自身功耗小，输出电流大，接收效率高达80%以上：芯片内设自动限压电路，电路在空载时电流很小。VOXRIO外围电路简单，主要元件只有一个电容、一个二极管和一个线圈，因此使用方便。
电能发送单元发射电磁波，内部电能接收单元接收该电磁波并转换为交流电后经整流滤波成直流电对电池进行充电。一个电能发送单元可以对多个内部电能接收单元发射电磁波进行充电。充电电池一般用锂电池，但锂电池稳定性较差，在有易燃易爆气体及物品的环境中采用镍氢等电池。
(3) LED电路
一个LED与一个电阻串联后组成一个基本单元，若干个基本单元之间可以采用串联、并联、混联的方式进行连接：多个LED以阵列的形式安装在一块平面上组成LED点阵屏，点阵屏有各种颜色，分为单色、双色、三色。把LED呈矩阵状均匀布满于柔性电路板上，可以排列组合成指标或警示性的图标发光显示。
LED控制电路采用微处理器控制电路，以遥控控制系统、触摸控制系统、轻触开关来控制系统实现，简单的可以直接用微型按钮开关控制电源。LED驱动电路可采用分立元件驱动电路、集成驱动电路。
(4)封装
外封装透明胶套用于保护整个非接触供电式LED发光标志牌的电路，把整个非接触供电LED发光标志牌电路牢靠包封在外封装透明胶套内，无任何接口，因此本文所述的非接触供电LED发光标志牌具有高度可靠的防水、防漏气性能。本标志牌还可以根据用户需要，制做成不同形状，进行单面、双面、多面发光显示。
1.2 LED矿灯
据有关资料统计，煤矿井下瓦斯爆炸事故有三分之一以上是矿灯故障引起的，这主要是由于矿灯所使用的白炽灯泡存在的缺陷所造成的。而LED矿灯解决了白炽灯泡的安全隐患，在煤矿上大量推广使用。LED矿灯在节能、安全性、易用性等方面与采用白炽灯的矿灯相比都有较大改进，但还存在着以下问题需要解决。
矿井下潮湿、多水、空气混浊、灰尘大．LED矿灯采用了镍氢电池或锂电池为电源．LED发光二极管为光源，这些元件一但进水、进入灰尘后就易损坏，甚至报废。闭锁螺丝受潮后会生锈，难以卸掉，须将螺栓废掉，浪费材料费和工时。充电接口经常进灰堵塞，尤其水泥进到充电接口凝固后就很难去掉，影响LED矿灯充电，严重的就可能报废。
本设计把电能接收端置入LED矿灯，用透明胶套把LED矿灯牢靠密封，采用非接触供电技术，就可以解决上述问题。提高了LED矿灯的使用寿命、防爆性能、抗静电性能，降低了LED矿灯的报废率，减少了维修量，增加了实用性和安全可靠系数。
2.系统分析与构成
对使用非接触供电技术的LED发光设备的设计，要从三个角度考虑完成系统的设计：一是从器件的选择、电路设计上尽可能的提高系统的效率：二是嵌入非接触式的RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)技术，实现ID认证机制，保证系统的安全：三是采用MCU(Micro Control Unit，微控制器)作核心的部分，产生驱动电路所需的振荡频率，同时也需要控制RFID组件与电能接收端进行信息交互。使供电端与用电端可以用一对一、一对多、多对一、多对多和网络分布方式供电。
系统由供电部分及工作部分组成（如图4所示）。供电部分由MCU和供电单元组成，MCU通过RFID发射单元检测负载位置的情况，当负载存在时，开通供电单元，进行供电。工作部分由MCU、与电能发送端相对应的RFID组件、LED单元、受电单元和充电电池组成，受电单元主要实现电能的接收，受电线圈接收电能，通过整流、滤波处理后向电池和LED单元供电。MCU的外围电路包括复位电路、参考电压电路、串口下载电路、电源与接地、按键、报警等。系统的人机对话界面，通过显示模块来实现。工作部分、供电部分、供电管理、按键、显示等功能都由MCU进行控制。
实现使用非接触供电技术的LED发光设备的方案是上述的整合，即两部分构成，分别为接220V交流电的电能发送端和给LED发光设备电池充电的电能接收端。将待充电LED发光设备放到充电器上，打开设在电源端的充电开关，电能发送端发出验证信息，电能接收端收到验证信息后发出确认信息，身份验证通过后，则控制驱动电路开始工作，实现电能的传输。
关键词：架线电机车蓄电池电机车阀控铅酸蓄电池长距离运输
中图分类号：C35文献标识码： A
前言
矿井水平大巷运输是煤炭生产过程中必不可少的重要生产环节，它主要担负着矿井生产所必需的材料、设备以及井下工作人员的运输，是矿井生产的“动脉”与“咽喉”。在我国水平大巷长距离运输的主要方式是由机车牵引一组矿车在轨道上往返周期性地运送物料及人员。传统的大巷辅助运输为架线电机车牵引矿车或人行车运送物料和人员。架线电机车原理简单，维护方便，并且运输能力较大，运行速度较高，用电效率高，整体的运输成本较低，在我国煤矿井下应用最为广泛。但是，架线电机车需安装整流和架线设施，设备设施及架线的投入及维修费用较大；并且集电弓与架线之间容易产生火花，轨道回流存在杂散电流危害，人员在架线下行走或施工存在重大的安全隐患。为消除架线电机车运输方式存在的各类安全隐患，新矿集团协庄煤矿先后取消了井下架线电机车及供电网路及设备，投入使用蓄电池式电机车，彻底消除了触电安全隐患及杂散电流的危害，并减少了架空线及架空线日常维修费用。
1、协庄煤矿大巷运输简介
协庄煤矿是年产200余万吨的国有大型煤矿企业，该矿井下有三条水平大巷分别为：-300水平大巷2500米、-550水平大巷2500米和-850水平大巷2800米；三条大巷分别担负着本水平所有物料、设备和人员的运输任务。随着矿井机械化水平的不断提高，矿井开采水平的不断提升，原有的架线电机车不能满足现有的生产需要，为此该矿投入使用了蓄电池机车代替架线电机车，将三个水平大巷建设成为快速、灵活、高效的运输通道，提高了矿井的生产效率。
2、蓄电池电机车简介
该矿使用的蓄电池电机车机车车体采用Q235碳素结构钢厚板焊接。整体性好、强度高、不易变形。车架箱体的两端固定着缓冲连接器，在车架箱体内部有二个中间隔板，用以布置司机室、电机室和电器室。采用DXT―140（A）型防爆特殊型电源装置供电，电源输出额定电压为140V，额定容量为440Ah；电流通过隔爆插销连接器供给隔爆变频调速器，经变频调速器主回路逆变成三相交流输出。DTC隔爆变频调速器一拖二，拖动二个隔爆三相异步电动机。DC140V逆变成AC100V供给两个AC100V15kW的隔爆型三相异步牵引电动机。机车的二条轮轴均为主动轮轴，控制方式为变频调速。配套生产的KBPT-44/192Z隔爆型变频调速器在机车上实现交流牵引。变频调速器为逆变、变频、司控一体化，采用DTC零转速满转矩的直接转矩控制技术。进口的全套控制电路可以满足机车低速启动时的最大牵引力。机车的牵引电动机参数以及最大速度限制由键盘输入、设定。双司机室机车增加一个司控器。两个司控器各增加一个干簧管做电气闭锁接点，复位按钮并接。机车照明前后各一个隔爆型子母灯，子母灯由变频调速器供给DC24V电，通过一个隔爆主令开关控制转换，实现机车行进方向照明，后边红尾灯亮警示。双司机室机车副司机室增加一个主令开关，两个主令开关并接。机车警示音响为一个DC24V浇封兼本安电笛，用一个隔爆按钮控制。双司机室机车副司机室增加一个隔爆按钮与主司机室隔爆按钮并接。
3、阀控铅酸蓄电池的应用
由于是长距离的大巷运输，原使用的铅酸蓄电池不同程度的出现了电池容量下降，消耗电解液和蒸馏水量大，寿命短的缺点，给大巷电瓶车运行带来了很多不便，并且，随着铅酸蓄电池的日益老化，无形间增加了两水平充电工作量，并制约电瓶车运输能力。为解决此类问题，该矿投入了阀控式蓄电池，改善了原有铅酸蓄电池的一些弊端，取得了良好的效果。原有铅酸蓄电池充放电时,两极活性物质随着体积的变化而反复膨胀与收缩。两极活性物质中，阴极板之海绵状铅的结合力较强，而阳极板之过氧化铅的结合力弱，因而在充放电之际，会徐徐脱落，此即为铅蓄电池寿命受到限制的原因。老式铅酸蓄电池特点：充电末期水会分解为氢，氧气体析出，需经常加酸、加水，维护工作繁重；气体溢出时携带酸雾，腐蚀周围设备，并污染环境，危害充电工的身体健康。阀控铅酸蓄电池的设计原理是把所需份量的电解液注入极板和隔板中，没有游离的电解液，通过负极板潮湿来提高吸收氧的能力，为防止电解液减少把蓄电池密封，故阀控式铅酸蓄电池又称“贫液电池”。阀控式蓄电池特点：电池为密封结构，不会漏酸，也不会排酸雾，电池盖子上设有单向排气阀(也叫安全阀)，该阀的作用是当电池内部气体量超过一定值(通常用气压值表示)，即当电池内部气压升高到一定值时，排气阀自动打开，排出气体，然后自动关阀，防止空气进入电池内部。使用期间不用加酸加水维护。
4、蓄电池电机车使用后减少架线及供电设备费用计算
4.1敷设架线所需材料费用
协庄煤矿三水平大巷共敷设架线共7800米（其中单轨6000米，双轨1800米）。架空线每5米为一处吊挂点，共6000米/5米/个+（1800米/5米/个）×2=1920个吊挂点，1920个吊挂点需材料为：双线卡1920个、吊线器1920个、绝缘子3840个、花篮螺丝1920个、横拉线9600米。相关材料参数（架线重量：0.89公斤/米；架线单价： 81.12元/公斤；双线卡：4.1元/个；吊线器：13元/个；绝缘子6元/个；花篮螺丝13.09元/个；横拉线3.6元/米）相关材料参数（架线重量：0.89公斤/米；架线单价： 81.12元/公斤；双线卡：4.1元/个；吊线器：13元/个；绝缘子6元/个；花篮螺丝13.09元/个；横拉线3.6元/米）
4.1.1牵引网路系统费用（单轨6000米，双轨1800米）
架空线费用为0.89公斤/米×（6000米+1800×2米）×81.12元/公斤＝69.3万元。
其他配件费用：
1920×4.1+1920×13+3840×6+1920×13.09+9600×3.6=11.52万元
牵引网路系统费用：69.3万元+11.52万元=80.82万元
4.1.2架线每年日常维修费用为8.64万元。
4.1.3硅整流柜、变压器、供电线路等费用约76.8万元。
减少架线及供电设备费用：69.3＋11.52＋8.64+76.8＝166.26万元
结束语
协庄煤矿投入蓄电池电机车后彻底消除架线触电隐患及杂散电流的危害，减少了架线及供电设备的投入及更换费用。蓄电池电机车无失控之弊病，运行平稳、易于操作；调速范围为精密无级调速，最低频率可调到0.1HZ，最低轮对转速可调至1r/min；可任意设定车速，车速设定后即使在下坡行驶时也不会超过所设定的车速。机车具有再生制动功能，当机车运行速度大于手柄设定速度时，牵引电动机即发电并对蓄电池组充电，大大的延长了蓄电池的放电时间。调速手柄可以使机车速度在设定速度范围内任意操控。当机车由高速调至低速运行时，尽管机车有速度惯性，但机车仍按调定的速度运行，此时起到了制动减速的作用。并且蓄电池电机车机动性强不受采区限制，可实现快速、灵活、高效运输。
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