煤礦井下變電所高壓配電裝置的技術改造

呂青春

摘要：本文重點分析羊場灣煤礦變電所高壓配電裝置的現(xiàn)狀，明確高壓配電裝置的問題，說明了相關電力技術的理論知識，闡述了煤礦井下變電所高壓配電裝置的技術改造方法，提高煤礦井下變電所高壓配電系統(tǒng)的運行效率，為實現(xiàn)配電在線監(jiān)控指明方向。

關鍵詞：高壓配電裝置 變電所 技術改造

隨著羊場灣煤礦的不斷發(fā)展，煤礦井下變電所高壓配電系統(tǒng)的效率也逐漸受到關注，變電所高壓配電系統(tǒng)是整個煤礦廠運作的關鍵，如果高壓配電系統(tǒng)出現(xiàn)問題，將會嚴重影響煤礦井下生產(chǎn)的效率，因此，發(fā)現(xiàn)煤礦井下變電所高壓配電裝置的問題，結合電力相關原理，提出高壓配電系統(tǒng)的改進措施，進行技術改造，不僅能夠提高電力系統(tǒng)的運行效率，而且保障了羊場灣煤礦的長久發(fā)展。

1 煤礦井變電所現(xiàn)狀

1.1 特點

羊場灣煤礦井下的變電所高壓配電裝置特點是規(guī)模較大，設備較多，且由于在使用過程中某些設備更新?lián)Q代較快，導致高壓配電裝置的型號不統(tǒng)一，性能差異較大，因此嚴重影響了整體的運行，降低了使用效率。

1.2 現(xiàn)狀

由于以上特點，目前，羊場灣煤礦井下變電所高壓配電裝置的問題具體主要表現(xiàn)為以下幾個方面。由于短線路的電流變化較小，線路兩端的電流差較小，在電流測試保護靈敏度沒有超過一定數(shù)值的情況下，一般不適合安裝電流速斷保護裝置，但是，由于我國相關規(guī)定，要求煤礦井下必須安裝該裝置，導致電流速斷保護裝置往往無法正確判斷運行環(huán)境，產(chǎn)生越級跳閘的現(xiàn)象。當短路電流較大，且最大電流沒有超過設置值，但是整定值超出了范圍，直接導致電流速斷保護裝置越級跳閘。

此外，當煤礦的保護裝置動作延時，造成大規(guī)模跳閘的現(xiàn)象，如果保護裝置動作失誤，也會影響到其他配電裝置，從而導致大規(guī)模跳閘。

2 高壓配電改造方向

根據(jù)羊場灣煤礦井下變電所高壓配電裝置的現(xiàn)狀，需要重點改造的地方為各變電所內(nèi)的保護裝置，減少越級跳閘的幾率，保證變電所的高壓配電裝置順利地運行。將計算機網(wǎng)絡與電流速斷保護裝置相互連接，使用計算機對電力保護進行監(jiān)控，根據(jù)計算機記錄的各變電所電流的數(shù)據(jù)對變電所的高壓配電裝置進行測量、監(jiān)控、通信和調(diào)整，提高運行的精確度，減少人工失誤的可能。

對羊場灣煤礦變電所的高壓配電裝置進行嚴格的數(shù)據(jù)監(jiān)測、分析和控制，對配電設備進行實時的管理，分析電流數(shù)據(jù)，保證設備運行的效率。根據(jù)對電流數(shù)據(jù)分析的結果，對事故進行預測，及時采取補救措施，規(guī)避事故風險，防止配電系統(tǒng)發(fā)生越級跳閘的現(xiàn)象。對羊場灣煤礦進行智能的管理，不僅能夠提高設備運行的效率，而且能夠保障電力安全，有效降低煤礦事故的發(fā)生幾率，實現(xiàn)減少人工監(jiān)管的工作量。

3 高壓配電改造原理

羊場灣煤礦的高壓配電改造主要包括電流速斷裝置改造和定時限過流保護，高壓配電改造原理為配電保護技術改造提供了理論基礎和方向指導，提高技術改造的可行性。

3.1 速斷保護原理

速斷保護是為了防止保護裝置在較大電流靠近線路端口附近時保護動作延時，而使用通過提高整定值來限制保護裝置動作范圍的方法，避免保護時限過長。但是速斷保護的動作是按照電流短路時的最大運行方式設置的，因此保護的線路較短，而且受到系統(tǒng)運行方式的影響，無法保護整體線路。對速斷保護進行技術改造能夠防止配電變壓器產(chǎn)生過大電流，造成速斷保護的動作失誤。

3.2 定時限過電流保護原理

定時限過電流保護是為了保證過限電流保護動作的效率，而對保護動作的時間進行相應的調(diào)整，使相鄰保護動作的使用時間按照自負荷向電源方向逐漸延長。定時限過電流保護能夠有效保證保護動作的選擇性，從而避免保護裝置產(chǎn)生失誤或者無效動作，保證高壓配電裝置的運行安全。

3.3 反時限過電流保護原理

反時限過電流保護與定時限過電流保護相反，是使保護裝置的動作時間隨短路電流的增大而減小。在進行電流保護的過程中，反時限過電流保護能夠較快地保護線路端口附近的故障，有效實現(xiàn)距離保護裝置最近的電流保護。

4 高壓配電改造措施

4.1 建設在線監(jiān)測系統(tǒng)

建設在線高壓配電監(jiān)測系統(tǒng)，將在線監(jiān)測系統(tǒng)分為采集、監(jiān)測和控制三大功能，其中配電數(shù)據(jù)的采集主要是運用在線監(jiān)測系統(tǒng)對煤礦變電所高壓配電裝置容易發(fā)生故障的的位置進行電流數(shù)據(jù)的監(jiān)測和管理。監(jiān)測主要是將采集到的電流數(shù)據(jù)進行簡單的處理后，對數(shù)據(jù)信息進行綜合的整理和分析，診斷高壓配電的故障原因，有利于縮短故障的處理時間，提高系統(tǒng)運行效率。高壓配電在線監(jiān)測系統(tǒng)的控制主要是對整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行控制，在預測到故障時，發(fā)出警告，能夠使變電所的操作人員及時了解，排除故障。

4.2 改造高壓配電速斷保護

為高壓配電系統(tǒng)增加電抗器，根據(jù)變電所的高壓配電裝置的電流情況，合理地選擇抗電器型號，將短路電流控制在合理的范圍內(nèi)，在電流超過一定限度時，較為低級的速斷保護先進行跳閘，避免越級跳閘的發(fā)生，從而減小跳閘的規(guī)模，避免影響其他設備的運行。改造型號老舊的設備，減少變電所的設備性能差異，避免老舊設備影響新型設備的運行效率，導致新型設備的功能難以發(fā)揮。在煤礦井下的變電所使用干燥劑，較少短路的發(fā)生。對變電所的高壓配電裝置進行漏電保護，對電纜的開關進行電流的監(jiān)控，根據(jù)實際情況選用合理的高壓選漏系統(tǒng)，根據(jù)煤礦井下的情況，重新配置參數(shù)，減少漏電事故的發(fā)生。

4.3 完善供電管理

加強煤礦井下變電所的配電管理，建立完善的管理機制，對供電人員進行合理的分工，加強供電人員專業(yè)知識的培訓，提高相關人員的故障處理能力，規(guī)范操作和保養(yǎng)流程，嚴格控制工作質(zhì)量和效率，實施監(jiān)督機制，保障煤礦井下變電所高壓配電的安全。

5 技術改造評價

通過對煤礦井下變電所高壓配電裝置的技術改造，能夠有效解決羊場灣煤礦高壓配電的問題，減少越級跳閘現(xiàn)象的發(fā)生，保障配電系統(tǒng)順利運行。

在越級跳閘問題上，技術改造措施重點改進了羊場灣煤礦的電力監(jiān)控系統(tǒng)，將速斷保護、定時限過保護和反時限過保護相互結合使用，保護電力系統(tǒng)的各級直接能夠按照設置的次序運行。

在對人力監(jiān)控上，建立在線監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對電流的監(jiān)測和控制，而且精確度高，動作失誤少，能夠減少人力資源的浪費，避免人為導致的故障。

在故障排查上，對配電系統(tǒng)進行失壓保護，增加了保護動作的時間設置，能夠有效避免電壓不穩(wěn)造成的大規(guī)模跳閘現(xiàn)象，使故障記錄更加精確，有利于工作人員對故障進行排查和分析。能夠?qū)㈦娏鞅O(jiān)控進行可視化的輸出，使相關人員能夠直觀地了解設備運行的狀態(tài)，幫助人工對高壓配電系統(tǒng)的控制，提高供電的可靠性和安全性。

在電力資源的損耗上，建立有效的管理系統(tǒng)，能夠及時掌握各種設備耗電數(shù)據(jù)，為減少能耗提供研究方向。

6 結束語

針對羊場灣煤礦井下變電所高壓配電裝置設備性能不一致，系統(tǒng)運行效率較低，常常發(fā)生越級跳閘等問題，結合速斷保護原理、定時限過電流原理和反時限過電流保護原理，對羊場灣煤礦井下變電所高壓配電裝置進行技術改造。

建設在線監(jiān)測系統(tǒng)，引進先進的計算機技術，使用計算機對高壓配電裝置的電流進行監(jiān)控，對電流數(shù)據(jù)進行收集、分析、處理等，預測高壓配電系統(tǒng)的故障，提高故障排查和維修的效率，改進高壓配電的速斷保護，按照煤礦井下的實際情況，合理設置電流保護數(shù)值，避免越級跳閘，減少大規(guī)模斷電事故。

完善變電所配電管理機制，提高員工專業(yè)技能，保障羊場灣煤礦井下變電所高壓配電系統(tǒng)的順利運行。

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