主水泵低壓雙回路供電線路及設(shè)備的研究應(yīng)用

高香如

（同煤集團(tuán)四臺(tái)礦機(jī)電科，山西 大同 037003）

1 概況

宏達(dá)煤業(yè)公司屬資源整合礦井，基礎(chǔ)差，技術(shù)力量薄弱，井下供電設(shè)備和線路不完善。四臺(tái)礦作為“一對(duì)一”援助單位，積極研究解決井下雙回路供電問(wèn)題。宏達(dá)礦在主排水泵供電系統(tǒng)改造中，按照《煤礦安全規(guī)程》的要求，主排水泵供電必須實(shí)現(xiàn)雙回路，即當(dāng)一回路供電因故障中斷時(shí)，另一回路立即可靠投入，以防止由于供電中斷，使主排水泵停止工作，礦井涌水不斷增加，淹沒(méi)水位越來(lái)越高，以致淹沒(méi)采掘工作面，甚至整個(gè)礦井，對(duì)礦井安全造成影響。但以前往往是采用高壓電源下井才能實(shí)現(xiàn)雙回路供電，主水倉(cāng)還需增設(shè)高壓開(kāi)關(guān)。低壓系統(tǒng)由于電控設(shè)備的原因無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)雙回路供電，因而主水泵在一回供電中斷，另一回投入時(shí)必須重新供電，影響時(shí)間長(zhǎng)，可靠性差，對(duì)礦井主排水泵的安全運(yùn)行造成威脅。

2 研制成果

經(jīng)本礦機(jī)電部門人員多次研究、探討、設(shè)計(jì)，對(duì)宏達(dá)礦井下主排水泵采用低壓雙回路供電線路和華榮集團(tuán)制造的KBZ2系列饋電開(kāi)關(guān)設(shè)備組成，共有3臺(tái)，其中，1臺(tái)I段母線開(kāi)關(guān)，1臺(tái)II段母線開(kāi)關(guān)，1臺(tái)母聯(lián)開(kāi)關(guān)。當(dāng)I段母線投入時(shí)，II段開(kāi)關(guān)不能合閘，聯(lián)路開(kāi)關(guān)可合閘；當(dāng)II段母線投入時(shí)，I段開(kāi)關(guān)不能合閘，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)亦可合閘，這樣保證了3臺(tái)水泵在任何情況下都能有電，使水泵具備啟動(dòng)條件，具體見(jiàn)圖1。

圖1 宏達(dá)礦主水泵供電系統(tǒng)圖

利用饋電開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)兩段母線的切換投入，其主要原理圖1就是在I段進(jìn)線開(kāi)關(guān)內(nèi)部安裝兩個(gè)中間繼電器KA4與KA8，在II段開(kāi)關(guān)內(nèi)部安裝1個(gè)中間繼電器KA4，通過(guò)將I、II段開(kāi)關(guān)的KA4常閉觸點(diǎn)共同串接在聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的KA1繼電器回路，將聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的斷路器輔助常閉觸點(diǎn)QF和I段開(kāi)關(guān)的中間繼電器KA4的常閉觸點(diǎn)串接在II段開(kāi)關(guān)的繼電器KA1回路，將聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的斷路器輔助常閉觸點(diǎn)QF和II段開(kāi)關(guān)的KA4常閉觸點(diǎn)串接在I段開(kāi)關(guān)的繼電器KA1回路。這種電氣相互閉鎖的設(shè)計(jì)可有效地保證兩段母線僅有一段母線投入，兩段母線絕對(duì)不能同時(shí)投入，保證了線路在倒閘過(guò)程中的電氣安全。同時(shí)為了保證兩段母線的檢漏功能，還特別設(shè)計(jì)了KA8中間繼電器，將I段開(kāi)關(guān)的KA4常閉觸點(diǎn)與II段開(kāi)關(guān)的KA8常開(kāi)觸點(diǎn)共同投入至II段開(kāi)關(guān)的檢漏回路，保證了在II段母線投入時(shí)II段開(kāi)關(guān)具有附加直流電源檢測(cè)的漏電保護(hù)功能；將II段開(kāi)關(guān)的斷路器輔助常閉觸點(diǎn)QF與II段開(kāi)關(guān)的中間繼電器KA8常開(kāi)觸點(diǎn)共同串接入到I段開(kāi)關(guān)的檢漏回路，使得在I段母線投入時(shí)，I段開(kāi)關(guān)亦具有附加直流電源檢測(cè)功能。

3 創(chuàng)新點(diǎn)

該供電電路設(shè)計(jì)不僅使雙回路供電實(shí)現(xiàn)安全可靠，而且具有以下特點(diǎn)：①保護(hù)功能齊全。該設(shè)備具有過(guò)載、短路、欠壓、斷相、欠壓三相不平衡、漏電閉鎖、瓦斯斷電、對(duì)稱性漏電和選擇性漏電保護(hù)功能，保證了線路的供電安全。②適用范圍廣。可適用380 V、660V、1140V各種電壓等級(jí)的電網(wǎng)，額定工作電流有200A、400A、500 A、630 A可滿足不同負(fù)荷的需求。③切換的快速、可靠性高。該設(shè)備采用電動(dòng)合閘，電動(dòng)、手動(dòng)相結(jié)合的分閘方式，使線路倒閘做到快速、準(zhǔn)確。與過(guò)去機(jī)械式合閘機(jī)構(gòu)相比，故障率大大降低，可靠性大為提高。④安全性。通過(guò)中間繼電器KA4和KA8及斷路器輔助觸點(diǎn)之間的多層閉鎖實(shí)現(xiàn)了I段開(kāi)關(guān)合閘，II段開(kāi)關(guān)不能合閘，保證了母線投入的唯一性，避免了短路事故的發(fā)生，保證了電網(wǎng)供電的安全。

4 效益

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

應(yīng)用低壓雙回路供電系統(tǒng)可節(jié)約高壓開(kāi)關(guān)及供電電纜等設(shè)備費(fèi)、材料費(fèi)58萬(wàn)元，節(jié)約人工安裝費(fèi)6萬(wàn)元，共計(jì)節(jié)約資金64萬(wàn)元。

4.2 社會(huì)效益

該系統(tǒng)于2011年8月30日安裝完畢并投入運(yùn)行以來(lái)，兩段母線相互切換安全可靠，未發(fā)生一起電氣故障，實(shí)現(xiàn)了雙回路供電的快速、安全，避免了由于線路倒運(yùn)行出現(xiàn)的影響主排水泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)的事故和電氣安全事故。實(shí)現(xiàn)了主排水泵的安全運(yùn)行，保證了礦井的安全生產(chǎn)。與過(guò)去母線倒運(yùn)行時(shí)需重新供電相比，該設(shè)備大大縮短了停電時(shí)間，使得排水效率顯著提高，有著明顯的安全效益。

5 推廣應(yīng)用前景

針對(duì)資源整合礦井井下多采用低壓供電，該供電線路及設(shè)備在煤礦井下低壓電網(wǎng)中使用，解決了井下重要負(fù)荷的雙回路安全供電問(wèn)題。其可應(yīng)用于井下主排水泵、采區(qū)下山水泵、局部通風(fēng)機(jī)、瓦斯抽放泵等重要設(shè)備的雙回路供電，具有廣泛的適用性和推廣價(jià)值。其設(shè)備是一種具有廣闊市場(chǎng)前景的產(chǎn)品，目前在同煤集團(tuán)乃至煤炭系統(tǒng)均處于領(lǐng)先水平，該設(shè)備在宏達(dá)礦井下主水泵供電系統(tǒng)的成功使用，充分證明其具有良好的推廣價(jià)值，它的廣泛運(yùn)用必將為完善井下低壓供配電技術(shù)提供有力的支持。