漳村礦井下高壓配電開關(guān)保護(hù)器技改及更換

宋黎明

【摘 要】為了提高漳村煤礦井下二水平中央變電所6kV高壓隔爆真空配電裝置動(dòng)作的靈敏性和可靠性，避免因開關(guān)保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)給安全生產(chǎn)帶來較大的隱患，經(jīng)過廣泛的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查了解和進(jìn)行理論研究探討，建議對(duì)高壓隔爆真空配電裝置的保護(hù)器進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，進(jìn)行更新?lián)Q代，這樣可以大大的提高煤礦井下供電的安全可靠性，動(dòng)作的靈敏性，對(duì)高壓開關(guān)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控和變電所無人值守。

【關(guān)鍵詞】更換；井下高開保護(hù)；提高；供電；可靠性；靈敏性

0 概述

潞安集團(tuán)漳村礦井下二水平變電所使用的高壓隔爆開關(guān)的保護(hù)為ZDZB-AX型微電腦綜合保護(hù)器，在設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)了保護(hù)存在誤動(dòng)、拒動(dòng)和越級(jí)跳閘現(xiàn)象，給安全生產(chǎn)帶來很大的隱患。造成問題的原因主要有以下幾方面：

1）使用的保護(hù)器基本上是半模擬半數(shù)字保護(hù)，會(huì)出現(xiàn)定值飄移，造成保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)，同時(shí)保護(hù)器精度差，定值不能連續(xù)調(diào)整，只能按倍率調(diào)整，無法實(shí)現(xiàn)上下變電所的保護(hù)配合，導(dǎo)致越級(jí)跳閘。

2）電壓互感器、電流互感器精度低（使用的精度等級(jí)為3級(jí)），不能很好地滿足保護(hù)配置的要求。

3）保護(hù)器電源不能短期維持供電，基本上是模擬電源，工作范圍小，抗干擾性能差，供電電壓波動(dòng)常引起保護(hù)工作不正常。

4）漏電保護(hù)主要采用固定的零序電源定值比較法來實(shí)現(xiàn)，沒有考慮零序方向和不平衡電流的影響，往往造成誤動(dòng)或拒動(dòng)。

5）保護(hù)器沒有失壓保護(hù)，失壓保護(hù)是靠開關(guān)的失壓脫扣線圈實(shí)現(xiàn)的，無法區(qū)分電壓波動(dòng)和母線真正失壓。

1 綜合保護(hù)器的技術(shù)改進(jìn)

1.1 保護(hù)器技術(shù)參數(shù)

工作電源額定電壓：三相交流100V允許偏差-20%～+20%

電流保護(hù)元件：電流定值：0.21n～10In延時(shí)定值：0.01～20S

漏電電流保護(hù)元件：電流定值：0.02In～2In延時(shí)定值：0.01～20S

過（低）電壓保護(hù)元件：電壓定值：2～150V延時(shí)定值：0.01～20S

1.2 高壓開關(guān)綜合保護(hù)器改造方案

1）原線路不變的基礎(chǔ)上增加2個(gè)子母插頭和上海山源公司的ZBT-11型高壓開關(guān)綜合保護(hù)器。

2）拆除失壓線圈。

3）更換電壓互感器。將原3級(jí)電壓互感器為更換后為0.5級(jí)，更換后使供電AC100V電壓輸出誤差得到提高，使高開在運(yùn)行時(shí)對(duì)過壓、失壓能準(zhǔn)確判斷并能可靠分閘，并能防止高開的誤動(dòng)作，以提高供電質(zhì)量。

4）更換電流互感器。原使用電流互感器為3級(jí)，為適應(yīng)更換保護(hù)（ZBT-II型）的精度，使保護(hù)在短路、過流、過載運(yùn)行計(jì)算精確，防止越級(jí)跳閘出現(xiàn)大面積停電，更換為0，5級(jí)的電流互感器。

5）更換零序電流互感器，原使用的為1A/100+-5mv更換后為1A/100+1mv，在漏電、單相接地時(shí)能更精確運(yùn)算，準(zhǔn)確采集零序電流，并能準(zhǔn)確通過CPU運(yùn)算跳閘，并能分辨是哪段線路漏電。

6）更換分勵(lì)線圈。原分勵(lì)線圈電壓等級(jí)為DC24v，變?yōu)镈C135v的分勵(lì)線圈，分勵(lì)線圈在安裝時(shí)跳閘行程已調(diào)整并試驗(yàn)。

1.3 綜合保護(hù)器整定、參數(shù)調(diào)整

1）在更換保護(hù)時(shí)，檢查原整定參數(shù)如過載、短路、漏電及動(dòng)作時(shí)間，在更換后按原參數(shù)設(shè)定。

2）更換保護(hù)時(shí)，進(jìn)線高開（總開關(guān)）漏電時(shí)不投入跳閘，只投報(bào)警，為不使整個(gè)系統(tǒng)停電、停風(fēng)。

3）更換保護(hù)后，進(jìn)線高開（總開關(guān)）整定中不投入過電壓和零序過壓，只發(fā)告警信號(hào)，因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)過壓或零序過壓，使整個(gè)系統(tǒng)感受過壓，如果保護(hù)跳閘，會(huì)造成大面積停電、停風(fēng)。

4）更換保護(hù)后，總開關(guān)整定中不投失壓保護(hù)，為防止電壓過低跳閘大面積停電，過載也不投入。

5）更換保護(hù)后，總開關(guān)整定中只投入短路、過流保護(hù)，短路根據(jù)所帶負(fù)荷的最大設(shè)備整定，過流按總負(fù)荷的1.5倍整定。

6）更換保護(hù)后，分開關(guān)在整定中投入短路、過載保護(hù)，根據(jù)原數(shù)據(jù)進(jìn)行整定，過流不投入使用。漏電I段投入跳閘，根據(jù)電纜長度和系數(shù)計(jì)算漏電電流整定，零序電壓根據(jù)躲過開口三角形輸出的最大不平衡零序電壓整定，一般為15～30V，在漏電Ⅱ只投告警以提示用戶有漏電或接地故障，整定按躲過本線路本身的容性電流的1.5倍整定。

7）更換保護(hù)后，瓦斯電閉鎖是根據(jù)用戶的使用情況自行投入，可選擇常開或常閉，現(xiàn)在都沒有投入使用。

1.4 整定完所有參數(shù)時(shí)各功能試驗(yàn)

1）用遙控器操作合、分閘各5次，應(yīng)可靠合、分閘，并顯示正常。

2）在門上操作啟動(dòng)按鈕時(shí)應(yīng)可靠合閘，顯示應(yīng)相符，按停止按鈕時(shí)應(yīng)可靠分閘，并正常顯示，各試驗(yàn)5次。

3）在門上操作漏電按鈕應(yīng)可靠動(dòng)作并顯示漏電故障，并能記憶，故障指示紅燈亮，試驗(yàn)2次應(yīng)正常。

4）在門上操作移位、確認(rèn)、取消三個(gè)按鈕能對(duì)保護(hù)所有參數(shù)進(jìn)行查詢及修改，試驗(yàn)各5次應(yīng)正常。

5）門上的照明按鈕按下時(shí)箱體內(nèi)的燈應(yīng)亮，并能觀察導(dǎo)電桿的插入是否到位，以防止誤操作。

6）合閘后應(yīng)用手動(dòng)分閘可靠，試驗(yàn)5次應(yīng)正常，手動(dòng)合閘5次并可靠正常。

2 保護(hù)器改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)

1）采用雙CPU的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，使保護(hù)器具備很強(qiáng)的保護(hù)和通訊功能，同時(shí)降低了CPU的負(fù)載率。

2）采用高速高精度低功耗A/D轉(zhuǎn)換芯片，使保護(hù)器具有很高的保護(hù)和測(cè)量精度。

3）采用智能型開關(guān)電源，確保保護(hù)器在失電后能夠可靠動(dòng)作并把故障數(shù)據(jù)上傳到地面。

4）提高電壓、電流互感器的精度等級(jí)（提高到0.5級(jí)），根據(jù)負(fù)荷情況進(jìn)行合理整定等環(huán)節(jié)。

5）高可靠性的高速串行存儲(chǔ)器用于保存定值和保護(hù)器動(dòng)作事件，所有數(shù)據(jù)掉電不丟失。

6）改進(jìn)漏電保護(hù)性能。

7）保護(hù)器上增加失壓保護(hù)功能

8）保護(hù)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔緊湊，接觸安全可靠，易維護(hù)和抗干擾能力強(qiáng)。3 綜合保護(hù)器改進(jìn)后的保護(hù)功能

1）短路保護(hù)：當(dāng)負(fù)荷側(cè)出現(xiàn)短路故障時(shí)，保護(hù)器配置有三段式定時(shí)限過電流保護(hù)。

2）電纜絕緣監(jiān)視保護(hù)：對(duì)高壓開關(guān)負(fù)荷側(cè)使用的雙屏蔽電纜的屏蔽芯線，屏蔽地線之間實(shí)現(xiàn)絕緣監(jiān)視保護(hù)功能。

3）具備風(fēng)電閉鎖和瓦斯電閉鎖的遠(yuǎn)程斷電功能。

4）采用高速高精度A/D芯片能夠精確實(shí)時(shí)采集三相電壓和電流。

5）改造失壓脫扣方式，由原失壓線圈脫扣改進(jìn)為保護(hù)器供出信號(hào)驅(qū)動(dòng)分勵(lì)線圈動(dòng)作跳閘。

4 應(yīng)用實(shí)例

2011年8月山西潞安集團(tuán)漳村礦通過對(duì)井下二水平變電所的高壓隔爆真空配電裝置保護(hù)器的改造，共改造更換高開保護(hù)器15臺(tái)，全月未出現(xiàn)1次大面積停電和越級(jí)跳閘現(xiàn)象，開關(guān)試驗(yàn)動(dòng)作靈敏可靠，供電系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，故障記錄掉電不丟失，增強(qiáng)了抗干擾能力，具有聯(lián)網(wǎng)通訊接口，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)方監(jiān)測(cè)監(jiān)控和“四遙”功能。提高了供電的質(zhì)量，確保了安全、可靠、動(dòng)作靈敏，為礦井的正常生產(chǎn)提供了極大的保障。

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