煤礦井下高壓隔爆開關(guān)失電延時(shí)改造

郭家紅

（晉城煤業(yè)集團(tuán)成莊礦， 山西 晉城 048021）

1 成莊礦地面35 kV 變電站供電現(xiàn)狀

成莊礦地面35 kV 變電站電源線為架空線，因大風(fēng)、打雷造成短路故障是短暫的，能夠在1～2 s 內(nèi)恢復(fù)正常。由于35 kV 以上架空線路均裝有自動(dòng)切換裝置，在發(fā)生因大風(fēng)、打雷造成短路故障時(shí)，保護(hù)裝置先動(dòng)作于跳閘，在經(jīng)過(guò)1～2 s 延時(shí)后，自動(dòng)切換到另一回路，使系統(tǒng)恢復(fù)正常供電。另外系統(tǒng)電壓波動(dòng)也會(huì)在1～2 s 后恢復(fù)正常。在此期間，開關(guān)因系統(tǒng)電壓波動(dòng)或者瞬間失電失壓跳閘，從地面到井下需要一級(jí)一級(jí)進(jìn)行送電，送電時(shí)間較長(zhǎng)，高瓦斯巷道極易發(fā)生瓦斯積聚，進(jìn)而引發(fā)其他事故。

2 成莊礦高壓隔爆開關(guān)存在問(wèn)題分析

目前，成莊礦井下使用的高壓隔爆開關(guān)（以下簡(jiǎn)稱高開）主要為永磁機(jī)構(gòu)，在系統(tǒng)發(fā)生電壓波動(dòng)或者瞬間失電時(shí)，高開機(jī)構(gòu)配置的失壓線圈動(dòng)作，高開跳閘。在1～2 s 內(nèi)系統(tǒng)恢復(fù)正常后，從地面到井下需要一級(jí)一級(jí)進(jìn)行送電，少則十多分鐘，多則0.5 h 才能夠使得所有系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。單回路停電時(shí)，風(fēng)機(jī)可以切換到另一回路運(yùn)行，如果雙回路電源全部停電，并在極短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)時(shí)，因恢復(fù)送電時(shí)間較長(zhǎng)，極易造成瓦斯超限，引起其他事故發(fā)生。

對(duì)井下使用的永磁高開進(jìn)行改造，在永磁高開控制回路增加失電延時(shí)繼電器，使得高開在失電狀態(tài)下延時(shí)分閘，躲過(guò)系統(tǒng)電壓波動(dòng)，防止高開誤動(dòng)作，并且可減少送電時(shí)間，保障供電安全。

3 改造前后高壓隔爆開關(guān)工作原理對(duì)比

3.1 改造前高開工作原理

電動(dòng)合閘過(guò)程：按合閘按鈕SB6，本安回路接通，本安繼電器ibk 常開點(diǎn)（A6-B6）接通，KM1 有電動(dòng)作，KM1-1 接通合閘線圈，在儲(chǔ)能電容C1 作用下斷路器合閘，輔助常開QF-1 接通自保。合閘后斷路器輔助常閉FZ1-2 打開，切斷合閘回路，保護(hù)合閘線圈；輔助常開FZ1-3 接通，為下次分閘作準(zhǔn)備。

電動(dòng)分閘過(guò)程：按SB7，本安自保回路斷開，本安繼電器ibk（A7-A8）接通，KM2 得電動(dòng)作，KM2-1接通分閘線圈，在C2、C1 共同作用下斷路器分閘。

失壓分閘過(guò)程：發(fā)生系統(tǒng)電壓波動(dòng)或失壓時(shí)，繼電器J2 失電，J2-1 常閉點(diǎn)閉合，在C3 作用下，KM2得電動(dòng)作，KM2-1 接通分閘線圈，在C2、C1 共同作用下斷路器分閘。改造前高開原理圖如圖1 所示。

圖1 改造前高開原理圖

3.2 改造后高開工作原理

改造后高開原理圖如圖2 所示。為保證永磁高開失壓延時(shí)跳閘，需在永磁開關(guān)分閘回路串入一失電延時(shí)繼電器，失電時(shí)，分閘回路線圈延時(shí)得電，使得永磁開關(guān)失電延時(shí)分閘。電動(dòng)合分閘過(guò)程與改造前一致。

圖2 改造后高開原理圖

失壓分閘過(guò)程：發(fā)生系統(tǒng)斷電時(shí)，繼電器J2 失電，時(shí)間繼電器J3 失電，J2-1 常閉點(diǎn)閉合，J3-1 常閉點(diǎn)延時(shí)閉合（時(shí)間繼電器J3 延時(shí)0～10 s 可調(diào)），在C3 作用下，KM2 得電動(dòng)作，KM2-1 接通分閘線圈，在C2、C1 共同作用下斷路器分閘。

如果在地面110 kV、35 kV 變電站線路發(fā)生故障，在1～10 s 內(nèi)恢復(fù)時(shí)，高開得電，因本安繼電器ibk（A7-A8）為常閉點(diǎn)，來(lái)電瞬間，KM2 得電動(dòng)作，KM2-1 接通分閘線圈，在C2、C1 共同作用下斷路器分閘。所以需將本安繼電器ibk（A7-A8）回路接到分閘按鈕常開點(diǎn)，這樣在10 s 時(shí)間范圍內(nèi)，即使失電后再來(lái)電，高開也不會(huì)出現(xiàn)分閘現(xiàn)象。

4 實(shí)施效果

使用具有失壓延時(shí)可調(diào)功能的高開后，縮小了停電范圍，減少了送電時(shí)間，降低開關(guān)誤動(dòng)作次數(shù)，大大提高了井下供電系統(tǒng)的可靠性與連續(xù)性，為安全生產(chǎn)，特別是局部通風(fēng)機(jī)的供電提供了可靠保障。