高壓架空線路備自投技術(shù)的探索與實(shí)踐

王剛剛（陜西長(zhǎng)武亭南煤業(yè)有限責(zé)任公司，陜西咸陽(yáng)713602）

高壓架空線路備自投技術(shù)的探索與實(shí)踐

王剛剛
（陜西長(zhǎng)武亭南煤業(yè)有限責(zé)任公司，陜西咸陽(yáng)713602）

由于礦井屬于一類用電負(fù)荷，必須要求礦井不間斷供電。為此，必須保證礦井供電電源的安全可靠。通過(guò)對(duì)高壓架空線路備用自投技術(shù)的探索和研究，有效地防止了供電事故的發(fā)生。實(shí)踐證明，該技術(shù)應(yīng)用的效果是十分明顯的。

備用電源；自動(dòng)投入；安全可靠

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.120

1 引言

為保證礦井不間斷供電，需采用備用回路供電快速自動(dòng)投入裝置（Standby Power Supply Automatically，PSA），以保證當(dāng)前回路供電不論什么原因而掉電時(shí)，另一回路電源能夠迅速自動(dòng)接入，以保障供電的持續(xù)性，確保礦井安全生產(chǎn)。根據(jù)礦井兩回供電電源能夠并列運(yùn)行的特點(diǎn)，屬于一回工作線路和一回備用線路的變電站，PSA安裝在進(jìn)線斷路器或母聯(lián)開(kāi)關(guān)上，正常工作時(shí)，備用線路的進(jìn)線開(kāi)關(guān)或母聯(lián)開(kāi)關(guān)均處于斷開(kāi)狀態(tài)，當(dāng)運(yùn)行線路因某種原因切除后，備用線路進(jìn)線開(kāi)關(guān)和母聯(lián)開(kāi)關(guān)則能夠自動(dòng)閉合即自動(dòng)投入，實(shí)現(xiàn)不間斷供電[1]。

2 技術(shù)結(jié)構(gòu)

該技術(shù)由數(shù)據(jù)采集回路、開(kāi)入開(kāi)出回路、程序存儲(chǔ)區(qū)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)、32位DSP處理器、14位高速AD、雙以太網(wǎng)或RS-485接口等組成。

3 基本原理

只有在當(dāng)前運(yùn)行的回路完全斷開(kāi)后，備用回路供電才能接入。運(yùn)行回路失壓沒(méi)有電流通過(guò)后，PSA立即識(shí)別，啟動(dòng)延時(shí)裝置，直到確認(rèn)工作進(jìn)線斷路器在跳閘位置后，才開(kāi)始進(jìn)行備用回路電源的接入，這樣做的目的是為了防止電源倒送電情況的發(fā)生。但是PSA不能解決線路中的故障，因此，PSA動(dòng)作轉(zhuǎn)換為備用回路電源的時(shí)限必須與所有有關(guān)保護(hù)和重合閘（煤礦企業(yè)一般采用重合閘的方式）的動(dòng)作時(shí)限進(jìn)行比較，并應(yīng)大于其中最長(zhǎng)動(dòng)作的時(shí)限。如果PSA備用對(duì)象發(fā)生故障而沒(méi)有起到保護(hù)作用，誤切除了工作電源，應(yīng)對(duì)PSA進(jìn)行閉鎖，當(dāng)故障切除后，PSA才開(kāi)始充電檢查；PSA延時(shí)是為了躲過(guò)母線短暫的壓降，故PSA延時(shí)應(yīng)大于排除外部故障所需的最長(zhǎng)時(shí)間。PSA不能進(jìn)行連續(xù)動(dòng)作，單次故障下只允許一次動(dòng)作，防止備用回路電源多次被投入到發(fā)生故障的元器件上，造成大面積的更加嚴(yán)重的事故[2]。

4 進(jìn)線備自投原理

進(jìn)線備自投主接線系統(tǒng)如圖1所示，進(jìn)線1和進(jìn)線2互為明備用（圖中jx1表示進(jìn)線1，jx2表示進(jìn)線2，DL表示斷路器）。

4.1 進(jìn)線1明備用

進(jìn)線1明備用充電條件、放電條件、動(dòng)作條件如表1所示。

圖1 進(jìn)線備自投主接線系統(tǒng)

表1 進(jìn)線1明備用充電條件、放電條件及動(dòng)作條件

進(jìn)線1明備用充電完成后：Ⅰ母和Ⅱ母三相無(wú)壓，進(jìn)線2無(wú)流，進(jìn)線1有壓（進(jìn)線1電壓檢查投入），延時(shí)跳2DL；確認(rèn)2DL跳開(kāi)后，若聯(lián)切其他設(shè)備投入，延時(shí)聯(lián)切Ⅱ母其他設(shè)備；確認(rèn)被聯(lián)切設(shè)備跳開(kāi)后，延時(shí)合1DL；確認(rèn)1DL合上后，裝置發(fā)出“進(jìn)線1自投成功”報(bào)文，邏輯結(jié)束；2DL跳閘和1DL合閘發(fā)令3s后斷路器仍沒(méi)有發(fā)生動(dòng)作，則終止進(jìn)行邏輯，瞬時(shí)放電，SPA裝置發(fā)出“進(jìn)線1自投失敗”報(bào)文，提醒工作人員快速作出反應(yīng)。

4.2 進(jìn)線2明備用

進(jìn)線2明備用充電條件、放電條件、動(dòng)作條件同進(jìn)線1明備用相似。

4.3 動(dòng)作邏輯

負(fù)荷電壓閉鎖：采用2段母線的線電壓和負(fù)序電壓，當(dāng)任一母線TV斷線時(shí)，可選擇閉鎖取自該母線電壓的復(fù)合電壓元件（TV斷線保護(hù)退出），閉鎖邏輯圖如圖2所示。

圖2 復(fù)合電壓閉鎖邏輯圖

復(fù)壓過(guò)流保護(hù)：采用兩相兩元件或三相三元件接線方式，配置過(guò)流Ⅰ段保護(hù)和過(guò)流Ⅱ段保護(hù)，可獨(dú)立整定[3]。保護(hù)邏輯圖如圖3所示。

圖3 復(fù)合過(guò)流1段保護(hù)邏輯圖

進(jìn)線TV斷線告警：進(jìn)線TV斷線檢查采用相電壓下降的判據(jù)，延時(shí)10s告警，邏輯如圖4所示（以進(jìn)線TV斷線為例）。

圖4 進(jìn)線TV斷線告警邏輯圖

5 結(jié)語(yǔ)

PSA采用數(shù)據(jù)采集回路、開(kāi)入開(kāi)出回路、程序存儲(chǔ)區(qū)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)、32位DSP處理器、14位高速AD、CPU處理器、電流變送器、電壓變送器、計(jì)算器等硬件，通過(guò)雙以太網(wǎng)或RS-485接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換、處理、計(jì)算、發(fā)送備用電源自動(dòng)投入功能，保證了供電的持續(xù)性，從而有效地確保了礦井的安全生產(chǎn)，具有廣闊的發(fā)展前景。

【1】王兆安，黃俊.電力電子技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

【2】廖青華，楊柳林，李璨.工礦供電系統(tǒng)諧波治理新方法研究[J].工礦自動(dòng)化，2012，38（11）:84-86.

【3】李義.國(guó)外煤礦井下配電系統(tǒng)與設(shè)備[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1981.

Exploration and Practice of Standby Power Supply for High Voltage Overhead Line

WANG Gang-gang
(Changwuting South Coal Co.Ltd.,Shanxi Province,Xianyang 713602,China)

In view of the situation that mine belongs to the first power loading, uninterrupted power supply must be asked. So the safety of themine power supply reliability must be guaranteed. Based on exploration and practice of standby power supply for high voltage overhead line,power supply accidents are prevented effectively.Practice has proved that the effect on technology application is obvious.

stand by power;automatic operation;safety and reliability

TM727.3

A

1007-9467（2016）12-0050-02

2016-10-28

王剛剛（1990～），男，山東濱州人，助理工程師，從事機(jī)電工程研究。