窄轨运输的电气连接与节能的介绍

　　目前苏海图矿的直流馈电系统采用硅整流器将三相交流电整流为250v（275v）直流电。然后电流由馈线送到架空线网络，经电机车牵引电机，轨道回流线。回到整流器。由于架空线和钢轨电阻以及钢轨接头等处电阻的存在，电能的损失是不可避免的。有时是相当严重的。设法减小各处的阻值，对提高生产能力，降低能耗，增加效益，有重要意义。

　　一、电压损失分析苏海图矿主要轨道运输距离共计6600m，其中r主要排矸运输距离1500m。由4个直流变电所分段供电。现以126直流供电所供电段为例，计算、分析矿井运输状况。该段运输距离为1200m，额定电压250V、馈线长度250m，使用ZKlo一250／6电机车牵引列车运输。实际测试。整流器输出电压275V，该段终端行驶的重载机车受电电压170V。

　　仅1200m的运输距离，压降高达275V一170V=105V。高达105V的压降损失在哪个部位呢？

　　1.牵引系统电阻分布电阻分布如图所示：

　　250m 1200mr、电源内阻。忽略不计R馈：馈线电阻R线：架空线电阻R回：电流馈线电阻R轨：钢轨电阻R缝：轨缝电阻R弓：受电弓与架线接触电阻R轮：车轮与钢轨接触电阻2.牵引电机回路压降计算机车牵引电机ZQ一21额定电流95A、实测电流90A。

　　馈电线（铝芯钻孔电缆截面90删寻）压降：

　　P铝：0.0283R馈=PL／S=0.0283 X250／90=0.079（n）V馈=IR馈=90X0.079-=7.11（V）回流馈线同上架线（铜截面85mm2）压降p铜=0.0175R线=PL／S=O.0175×1200／85=0.233（0）v线=IR线=90×0.233=21（V）采电器接触压降R弓取0.OlflV弓=IR弓=90×0.01=0.9（v）机车轮与钢轨接触压降同上回流钢轨压降24kg钢轨R轨=0.06 fllkmV轨=IR轨=90×（0.06X 1.2）=6.48（v）回流轨缝上的压降V缝=275V一2V馈一V线一V轨一2Vg一170V=275—2X 7.11—21—6.48—2×0.9—170=61.5（V）通过以上计算得知。馈线、架线、钢轨本身电阻，车轮与钢轨接触电阻，受电弓与架线接触电阻造成的电压损失是不可避免的，但只占一小部分，而一大部分电压损失是因轨缝连接不好，阻值增大所造成的。

　　二、电能损失分析假定钢轨接缝处电阻在轨道全长各接头处是均匀分布的，则从馈线的接点到轨道终端其接缝电阻压降也是线性增加的。此段运输线钢轨接线电阻电压损失的平均值为：61.5／2=30.75（V），占整流器输出电压的30.75／275×100％=1I.2％。也就是说有11.2％电能损失在连接不好钢轨接缝上。

　　每年浪费的电能：

　　.此段列车运行时间10分钟，运煤量40t／列WI=275×90×10×2×103／60=8.25（KWH）整流器同时输入的电能。（转换效率96％）Wd=Wl／u,I=8.25／0.96=8.6（KWH）。

　　每吨公里电耗a=W。1／QL=8.6／40×1.2=0.18（KwH／TKM）以我矿年产原煤120万吨计算，原煤产量120万吨／年。矸石15万吨／年，材料人员10万吨／年，平均运输距离4.7km，每年运输耗电量为：

　　W=0.18×（1.2+0.1+0.15）×106 X 4.7=0.18×1.45×106×4.7=1226700（KWH）损失在轨道不良接缝上的电能wFWF=1226700×11.2％=137390（KWH）三、节能措施轨道接缝大。不但造成电能的大量浪费。而且杂散电流大，直接危及着矿井安全生产。同时电机车电压低、速度慢，严重影响着运输能力的发挥，为此前些年也曾试图改变这一状况，在钢轨接缝处采用钢丝绳或98··甲12的圆钢跨焊接，但是由于焊接工艺差。加上列车运行时钢轨接缝两端振动造成连接线断裂失效，或人员破坏连接线断开失效，又不能及时修复，总之均未取得较好的效果。自1998年以来我们采用了长轨焊接，使电机车架线终端电压由170V提高到225V。

　　这时轨线接头处的压降：

　　275 V一2 x 7.1l一2l一2×0.9—6.48—225=6.5（V）钢轨接缝电压损失的平均值：

　　6.5／2=3.25（V）3.25／275×100％=1.18％（占输入电能1.18％）.钢轨接缝电阻电能损失：

　　1226700 X 1.18％=14475（KWH）长轨焊接前后，钢轨接缝处电阻造成的电能损失：

　　长轨焊接前：137390 KWH长轨焊接后：14475 KWH每年可减少电能损失：

　　137390—14475=122915（KWH）按煤矿安全规程规定：24Kg钢轨每个轨缝电阻值不应超过0.0002fl，如果长轨焊接后每个轨缝处的电阻都能达规程规定的要求，则每年损失在轨缝电阻上的能量为：

　　（0.0002×1200／10）÷2=0.012（Q）0.012X 90=1.08（V）W=1226700×1.08／2X 275=8736（KWH）四、结论1、经济效益情况：

　　整流器输出电压末端电压V 轨缝阻值Q 电压损失V 能量损失KWH／年能量损失比较KWH／年长轨焊接前275 170 0.683 61.5 137390 137390—14470=长轨焊接后275 225 0.072 6.5 14475 122915如达规程要求275 230 0.012 1.08 87362、通过长轨焊接。改变了列车行驶速度低、车辆周转慢，运输能力差的状况，提高了矿井运输、生产能力，满足了生产的需要，同时也达到了节能降耗、增效的目的。虽说如此。但仍未达到规程规定的要求，原因有二，其一考虑钢轨的热胀冷缩特性。

　　每50m钢轨留一个接头不焊。用道夹板连接；其二焊接工艺问题，在焊轨缝时没有将钢轨断面全部焊接，或出现焊渣孔洞，减小了钢轨回流的断面面积。

　　以上原因均可造成钢轨接头处电阻增加，电压损失增加，电能损失也相应增加的结果。

　　3、为了从根本上改善回流轨道的电气连接，减少轨道连接电阻，使之达到规程规定的要求，我认为还应采取以下措施：A、在井巷延伸、温度变化不大、温差小的情况下，适当增加单段钢轨的焊接长度，尽可能少留轨缝；B、提高钢轨接头的焊接质量；C、未焊接的轨缝，不应用道夹板导通，还应用妒16圆钢在钢轨两侧跨道夹板焊接，以保证轨缝的电气连接质量；D、加强检查维修。

　　只要我们切实做好上述工作。就能保证回流钢轨接缝的电阻值符合规程规定的要求，既可以保证矿井安全生产。又可以节省大量电能，创造出更高的经济效益。