煤礦井下高壓電網(wǎng)防越級跳閘方案研究

盧團(tuán)團(tuán)

(山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司大陽煤礦分公司,山西晉城 048003)

煤礦井下高壓電網(wǎng)防越級跳閘方案研究

盧團(tuán)團(tuán)

(山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司大陽煤礦分公司,山西晉城 048003)

本文論述了煤礦井下高壓電網(wǎng)越級跳閘的原因，有不合理地配置高爆開關(guān)、高爆開關(guān)固有動作時間容易出現(xiàn)問題、不獨(dú)立的防爆開關(guān)的操作電源回路問題等等，以及提出了煤礦井下高壓電網(wǎng)防越級跳閘的方案，有雙回路供電或獨(dú)立供電在關(guān)鍵負(fù)荷的應(yīng)用、將專用保護(hù)后備電源配置在防爆開關(guān)中，智能化微機(jī)保護(hù)設(shè)備的應(yīng)用。

煤礦井下 高壓電網(wǎng) 防越級跳閘 方案

煤礦井下高壓越級跳閘影響范圍大，延長了故障排除和供電恢復(fù)時間。事故發(fā)生以后，因?yàn)椴荒茉诙虝r間內(nèi)確定故障點(diǎn)而恢復(fù)供電，有可能引起瓦斯超限或影響井下排水系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從而可能導(dǎo)致井下更嚴(yán)重事故的發(fā)生，直至威脅到井下工作人員的生命安全，給煤礦的安全生產(chǎn)帶來較大的危害。為此，必須對此進(jìn)行分析研究，提出合理的解決辦法。

1 煤礦井下高壓電網(wǎng)越級跳閘的原因分析

1.1 不合理地配置高爆開關(guān)

在深入開采煤礦和不斷進(jìn)步的開采技術(shù)的影響下，煤礦井下持續(xù)地增加高爆開關(guān)的型號與數(shù)量，這對用戶的要求愈來愈高。

1.2 高爆開關(guān)固有動作時間容易出現(xiàn)問題

因?yàn)槊旱V井下環(huán)境的復(fù)雜化，較易導(dǎo)致高爆開關(guān)的不靈活，進(jìn)而增大了開關(guān)固有的動作時間，從而使得上級的高壓開關(guān)動作比下級迅速，導(dǎo)致煤礦井下出現(xiàn)越級跳閘的情況。

1.3 不獨(dú)立的防爆開關(guān)的操作電源回路問題

在回路高壓線路出現(xiàn)短路情況的時候，會造成上一級變電所母線的壓降劇增，進(jìn)而會造成一些開關(guān)交流操作電源回路的欠電壓而釋放繼電器動作，不是故障回路的斷路器會突然地動作，導(dǎo)致失去電流保護(hù)，線路保護(hù)沒有選擇性的瞬時動作，從而使得停電的范圍擴(kuò)大。

1.4 其它的原因

在不斷增多的自動化裝置與整流的影響下，系統(tǒng)諧波的危害也越來越明顯，長期地工作而磨損了操作機(jī)械，這也會造成高壓越級跳閘。

2 煤礦井下高壓電網(wǎng)防越級跳閘的方案分析

2.1 加強(qiáng)供電技術(shù)管理

嚴(yán)格按照周期對電氣設(shè)備保護(hù)參數(shù)進(jìn)行理論計(jì)算和校驗(yàn)，線路負(fù)荷變化后及時調(diào)整電流整定值，確保保護(hù)裝置的動作靈敏可靠。優(yōu)化煤礦地面與井下的整定配合方案，地面可適當(dāng)放大速斷保護(hù)定值，同時盡量縮短過流保護(hù)時限定值，使人井回路電纜與采區(qū)保護(hù)實(shí)現(xiàn)分段保護(hù)；在滿足設(shè)備運(yùn)行的前提下，井下盡量縮小速斷保護(hù)定值，并且保證保護(hù)配合。

2.2 加強(qiáng)日常電氣管理

不斷優(yōu)化供電系統(tǒng)，減少不合理供電。加強(qiáng)電纜管理，提高電纜吊掛和電纜接頭合格率，減少電纜事故。加強(qiáng)對電氣設(shè)備的13常定檢工作，及時發(fā)現(xiàn)電氣隱患，保證設(shè)備的完好率。系統(tǒng)阻抗變化時要及時整定，如對電流互感器進(jìn)行試驗(yàn)鑒定，更換不合格的電流互感器。

2.3 雙回路供電或獨(dú)立供電在關(guān)鍵負(fù)荷的應(yīng)用

目前，我國煤礦井下主要通過級短電纜網(wǎng)絡(luò)的手段進(jìn)行供電，根據(jù)煤礦的有關(guān)要求，把一系列采區(qū)的排水泵房和變電所的排水中心泵房都進(jìn)行單獨(dú)雙回路供電，如果在一個回路當(dāng)中，某一部分線路發(fā)生斷電的現(xiàn)象，那么氣壓泵房線路不但依舊正常運(yùn)行，而且還能夠?qū)υ撐恢玫臄嗦樊a(chǎn)生的負(fù)荷進(jìn)行承擔(dān)。在我國不斷進(jìn)步和發(fā)展的供電技術(shù)的影響下，當(dāng)今針對煤礦井下高壓電網(wǎng)越級跳閘的處理方案主要是對供電組合進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。

2.4 將專用保護(hù)后備電源配置在防爆開關(guān)中

將專用的保護(hù)持續(xù)后備電源安裝在防爆開關(guān)保護(hù)器當(dāng)中，以使開關(guān)在主電路出現(xiàn)故障的過程中保護(hù)設(shè)備因?yàn)槿鄙俜€(wěn)定電源難以穩(wěn)定運(yùn)行的問題解決，確保出現(xiàn)故障情況下開關(guān)的穩(wěn)定運(yùn)行，避免開關(guān)控制保護(hù)電源由于線路故障而導(dǎo)致供電的中斷與波動，倘若開關(guān)控制保護(hù)難以穩(wěn)定運(yùn)行，那么開關(guān)的拒動與誤動會導(dǎo)致越級跳閘。并且配置持續(xù)后備電源也使得開關(guān)的保護(hù)控制設(shè)備對電源的抗干擾性能增強(qiáng)，防止電磁干擾形成的誤動跳閘。

2.5 智能化微機(jī)保護(hù)設(shè)備的應(yīng)用

目前，我國煤礦井下主要應(yīng)用極負(fù)荷作為供電的負(fù)荷方式，這不但要求更高的繼電保護(hù)選擇性，并且還應(yīng)當(dāng)提高事故感知的靈敏性和及時性地解決事故。倘若煤礦井下供電系統(tǒng)難以順利地進(jìn)行，繼電保護(hù)務(wù)必實(shí)時地解決故障，并隔開它跟其它順利工作的網(wǎng)絡(luò)。在當(dāng)今，能夠結(jié)合煤礦井下電網(wǎng)中性點(diǎn)不接地的供電系統(tǒng)應(yīng)用新的ZBT—11型綜合保護(hù)器，這樣的綜合保護(hù)器不但能夠有效和實(shí)時地監(jiān)控煤礦井下高壓防爆開關(guān)，而且還能夠有效地連接檢查站和調(diào)度站，從而使得煤礦電網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)形成。在煤礦井下進(jìn)行生產(chǎn)的時候，ZBT—11型綜合保護(hù)器可以往數(shù)據(jù)接受中心輸送生產(chǎn)過程中的一系列要求。除此之外，檢測站在接收了數(shù)據(jù)中心的一系列指令之后，實(shí)施一定的策略進(jìn)行遠(yuǎn)程的保護(hù)和控制。如此優(yōu)良的微機(jī)保護(hù)設(shè)備，能夠有效地避免出現(xiàn)越級跳閘的情況。

2.6 智能變電站的應(yīng)用

智能變電站是由智能化一次設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備在隔層、過程層，兩級網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)智能設(shè)備間信息數(shù)字化共享和互操作，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化二次功能，程序化操作、狀態(tài)檢修、電網(wǎng)故障分析隔壁等功能的智能化變電站。智能變電站的特點(diǎn)是底層互感器及斷路器數(shù)據(jù)共享，網(wǎng)絡(luò)化二次功能(微機(jī)保護(hù)、故障錄波、小電流接地選線、電能質(zhì)量分析、順序控制)，具有兼容性和開放性。智能變電站的防越級跳閘系統(tǒng)是基于智能化變電站模式，三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，兩層網(wǎng)絡(luò)，能實(shí)現(xiàn)地面井下一體數(shù)字化，全礦開關(guān)底層數(shù)據(jù)共享。其防越級跳閘的原理為：配置變電站進(jìn)出線主保護(hù)為差動保護(hù)，采用饋線自動化原理實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段的判別?？偲饋碚f智能變電站構(gòu)造的防越級跳閘系統(tǒng)是基于智能電網(wǎng)架構(gòu)，第三代數(shù)字化變電站結(jié)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)全礦保護(hù)信息共享，可以解決短路防越級、漏電無選擇性的問題，功能能升級軟件化，保護(hù)投資，電磁兼容性強(qiáng)，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢。

3 結(jié)語

綜上所述，制約煤礦井下安全供電的一個關(guān)鍵要素是越級跳閘，倘若出現(xiàn)這種類型的故障，那么就會產(chǎn)生比較大的危害，其中不但有著技術(shù)上的原因，而且存在著人為方面的原因。在分析煤礦井下高壓電網(wǎng)越級跳閘原因的基礎(chǔ)上，提出了煤礦井下高壓電網(wǎng)防越級跳閘的方案，這對于煤礦井下的安全生產(chǎn)來講，意義重大。

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[3]吳文瑕,陳柏峰,高燕.井下電網(wǎng)越級跳閘現(xiàn)象的研究及解決建議[J].工礦自動化,2008,6(12):136-138.

盧團(tuán)團(tuán)(1985-),男,漢族,山西晉城人,2011年1月在太原工業(yè)學(xué)院就讀電氣工程及其自動化,現(xiàn)在山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司大陽煤礦分公司從事機(jī)電技術(shù)與管理工作,機(jī)電助理工程師。