主扇風(fēng)機房10kV高壓開關(guān)柜控制保護系統(tǒng)的改進(jìn)方案

王子峰，蘇貴春，王常興

（1.山西鋪龍灣煤業(yè)有限公司，山西 左云 037104；2.山西煤炭進(jìn)出口集團有限公司 山西 太原 030006）

主扇風(fēng)機房10kV高壓開關(guān)柜控制保護系統(tǒng)的改進(jìn)方案

王子峰1，蘇貴春1，王常興2

（1.山西鋪龍灣煤業(yè)有限公司，山西 左云 037104；2.山西煤炭進(jìn)出口集團有限公司 山西 太原 030006）

針對鋪龍灣礦10kV通風(fēng)機高壓開關(guān)柜當(dāng)前出現(xiàn)的缺陷問題進(jìn)行了分析，并提出了改進(jìn)方案。

開關(guān)柜；控制保護；缺陷問題；改進(jìn)方案

鋪龍灣礦現(xiàn)在運行的FBCDZ—NO.23/2×185，10kV通風(fēng)機是由“運城市安運風(fēng)機有限公司”生產(chǎn)，10kV電源進(jìn)線柜、母線聯(lián)絡(luò)柜、風(fēng)機起動柜、換向柜均由“山西千豐電氣設(shè)備有限公司”配套。上述高壓開關(guān)柜中，由于設(shè)計欠妥和錯誤接線，使其控制保護系統(tǒng)留下缺陷和隱患，導(dǎo)致運行通風(fēng)機停電停風(fēng)，影響了礦井的安全生產(chǎn)。對此，技術(shù)人員，近一年來多次與生產(chǎn)廠家溝通磋商、向其索取相關(guān)技術(shù)資料，制定了缺陷和隱患的改進(jìn)方案予以實施，改進(jìn)試驗的效果達(dá)到了預(yù)期目的。主要改進(jìn)如下：

1 更改10kV1號、2號電源進(jìn)線和母聯(lián)開關(guān)“三合二”不合理接線

兩進(jìn)線及母聯(lián)開關(guān)的“三合二”接線（見圖1），導(dǎo)致1號、2號電源線不能并列倒運行，使得運行主扇必須停電。將“三合二”改為“三合三”之后，1號、2號電源線可并列倒運行，運行主扇可不停電。

2 改正2號風(fēng)機起動柜控制電源的錯誤接線

風(fēng)機起動柜控制電源的正確接線，應(yīng)是2號風(fēng)機起動柜控制電源取自2號進(jìn)線線路PT二次220 V。由于廠家將其錯接至1號進(jìn)線線路PT二次220 V。故在2號電源帶2號風(fēng)機運行狀態(tài)下，因檢修需要1號電源停電及線路PT停電時，便造成2號風(fēng)機起動柜控制電源失壓跳閘、運行主扇停電。改正錯接線后，經(jīng)試驗其隱患消除。

圖1 兩進(jìn)線接線圖

3 改正1號、2號進(jìn)線及母聯(lián)開關(guān)柜低電壓跳閘回路不合理接線

見圖1，原不合理接線的后果是：當(dāng)正常手動合閘時，斷路器合上后又即刻通過低壓跳閘回路跳閘。改正方法是：在低壓跳閘回路中加入斷路器一對延時閉合輔助接點，以保證手動合閘的成功。

4 解決1號、2號進(jìn)線及母聯(lián)柜過電流、低電壓保護的拒動問題

見圖1，1號、2號進(jìn)線及母聯(lián)柜過電流、低電壓保護的電源均取自線路PT二次側(cè)的220V，當(dāng)通風(fēng)機等設(shè)備發(fā)生短路故障時，引起主電源及線路PT二次電壓的降低，造成過電流、低電壓保護裝置的拒動而不跳閘，越至上級（35kV變電站）保護動作跳閘。解決的方法是：在線路PT二次側(cè)增加一個UPS不間斷工作電源保證保護電源的可靠穩(wěn)定定性。

5 解決風(fēng)機起動柜和換向柜的“欠壓保護”誤動問題

4個風(fēng)機起動柜（見圖2）和2個換向柜（見圖3）的“欠壓保護”是靠“合閘閉鎖電磁鐵”和“五極真空接觸器線圈”因失壓或欠壓釋放實現(xiàn)的相關(guān)斷路器跳閘；其在正常電壓運行時為吸合狀態(tài)，電源取自進(jìn)線PT二次側(cè)220V。但是，當(dāng)10kV系統(tǒng)因短路或雷擊引起瞬間失壓或欠壓，均會導(dǎo)致“欠壓保護”瞬動、相關(guān)斷路器跳閘、通風(fēng)機停電。解決方法是：將“欠壓保護”電源取自UPS不間斷工作電源，不受系統(tǒng)電源波動時失壓或欠壓造成的誤動。再者，要改“欠壓保護”原來的瞬時動作為延時動作，即靠對應(yīng)的1號或2號進(jìn)線柜“低壓延時跳閘”保護實現(xiàn)。

6 解決兩個線路PT二次側(cè)電壓切換中發(fā)生的低壓反高壓的重大隱患

見圖4，一般的1號（或2號）風(fēng)機起動柜和換向柜控制電源，均取自1號（或2號）線路PT二次側(cè)電源220 V。當(dāng)1號（或2號）進(jìn)線電源及路線PT停電時，1號（或2號）起動柜和換向柜控制電源則通過切換裝置取自2號（或1號）線路PT二次側(cè)電源，以保證通風(fēng)機的正常運行。但是，原來的切換裝置采用二只微型中間繼電器。依據(jù)以往實踐教訓(xùn)，曾因中間繼電器接點卡住或粘連發(fā)生低壓反送高壓的事故，即經(jīng)切換裝置將運行中的線路PT二次側(cè)220V反送至停電線路PT二次側(cè)、一次側(cè)，停電主線路會出現(xiàn)10 kV高壓。解決方法是：拆掉二只微型中間繼電器，以雙電源自動轉(zhuǎn)換裝置代替，從根本上消除低電壓反送高壓的重大隱患，實現(xiàn)本質(zhì)安全型電器接線（其接線及功能見下述）。

7 雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)和U PS不間斷工作電源的功能及接線（見圖4）

（1）雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)是終端型切換裝置，接于雙路電源供電系統(tǒng)中，當(dāng)一路電源發(fā)生故障中斷供電時，可自動將負(fù)載電路從一路電源投入另一路電源，以保證負(fù)載電路的正常供電。（2）山特UPS-K500不間斷工作電源具有穩(wěn)壓和市電供電模式轉(zhuǎn)換為電池供電模式的功能。穩(wěn)壓范圍為交流162 V～268 V，即市電在此范圍時可穩(wěn)壓輸出交流220 V。當(dāng)市電電壓低于162V時，可在≤10ms內(nèi)轉(zhuǎn)換為電池模式供電。直流逆變交流的輸出電源為交流220 V，備用時間小于3min。

圖2 起動柜二次原理圖

圖3 換向柜二次原理圖

圖4 新裝1#、2#PTAC220V電壓轉(zhuǎn)換及UPS電源接線示意圖

8 雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)和U PS功能傳動試驗及改接線的正確性檢驗（見圖4）

雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電源Ⅰ、Ⅱ分別接入1號進(jìn)線線路PT二次側(cè)220 V和2號進(jìn)線線路PT二次側(cè)220V，負(fù)荷側(cè)接入UPS市電電源側(cè)，1號、2號進(jìn)線柜、1號、2號風(fēng)機4個起動柜和2個換向柜的控制電源，均接入UPS負(fù)荷側(cè)。（1）當(dāng)斷開雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電源Ⅰ時，開關(guān)自動將負(fù)荷回路轉(zhuǎn)換至電源Ⅱ，所有高壓柜控制電源無異常，且無斷路器跳閘。（2）UPS不間斷工作電源在電池逆變工作模式：①當(dāng)斷開UPS電源即由市電轉(zhuǎn)電池模式時，未發(fā)生斷路器跳閘；②在1號、2號進(jìn)線柜模擬過流保護動作，相關(guān)斷路器跳閘正常；③在1號（或2號）進(jìn)線柜模擬低壓延時保護動作后，本進(jìn)線柜及相關(guān)風(fēng)機起動柜、換向柜斷路器均能可靠跳閘。（3）負(fù)荷測試：測得UPS負(fù)荷電流為0.92A，轉(zhuǎn)換開關(guān)（額定電流20 A）及UPS（500VA/300W）荷載能力滿足。

Improvement Plan of Control and Protection System of10 kV Highvoltage Switch Cabinet in Main Fan Room

WANG Zi-feng1,SU Gui-chun1,WANG Chang-xing2
(1.Shanxi Pulongwan Coal Co.,Zuoyun Shanxi 037104;2.Shanxi Coal Import and Export Group,Taiyuan Shanxi 030006)

The defects of high-voltage switch cabinet of10kV fan were studied and corresponding improvement plan was presented.

switch cabinet;control and protection;defect;improvement plan

TD612

A

1672-5050（2012）09-0061-03

2012-06-10

王子峰（1970—），男，山西應(yīng)縣人，大學(xué)本科，助理工程師，從事電氣管理等工作。

劉新光