鄭成培

(福建能源集團(tuán)永安煤業(yè)有限責(zé)任公司京東煤礦,福建三明 366102)

淺談煤礦井下高壓防爆開關(guān)失壓保護(hù)

鄭成培

(福建能源集團(tuán)永安煤業(yè)有限責(zé)任公司京東煤礦,福建三明 366102)

對(duì)于煤礦企業(yè)來說,煤礦井下供電電網(wǎng)經(jīng)常出現(xiàn)故障,特別是因短路和雷電過電壓等因素引起井下供電系統(tǒng)內(nèi)母線電壓瞬時(shí)失壓而造成煤礦井下的供電系統(tǒng)中斷,主扇停風(fēng)等事故的發(fā)生。本文針對(duì)這類現(xiàn)象,重點(diǎn)研究失壓保護(hù)誤發(fā)生動(dòng)作的原因及如何準(zhǔn)確區(qū)別母線失壓和電壓波動(dòng)的重要技術(shù)策略,重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)高保開關(guān)失壓保護(hù),確保煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)。

煤礦 井下 高壓防爆開關(guān) 失壓保護(hù)

對(duì)于煤礦企業(yè)來說只有保證煤礦井下排水、通風(fēng)、瓦斯抽放和提升等設(shè)備的安全可靠性運(yùn)轉(zhuǎn),才能保證煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)。煤礦井下這些重要設(shè)備能夠安全、可靠、穩(wěn)定的運(yùn)行,對(duì)于煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)起著重要的決定性作用。當(dāng)前不少大型礦井的大型的重要設(shè)備一般都采用雙機(jī)雙電源配置,而且對(duì)于控制保護(hù)等一些輔助設(shè)備也采用了相互獨(dú)立的雙系統(tǒng),這樣就有效的避免了長(zhǎng)時(shí)間的停機(jī)事故的發(fā)生。但是短時(shí)間的停機(jī)事故卻頻繁發(fā)生,查到其中的原因發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)是因?yàn)楣╇娤到y(tǒng)內(nèi)因低電壓閃變而引起的裝置的低電壓保護(hù)動(dòng)作跳閘造成的。如果使煤礦井下通風(fēng)設(shè)備出現(xiàn)突然停風(fēng)故障,輕的話會(huì)影響煤礦的安全生產(chǎn)。重的話可能會(huì)造成瓦斯積聚從而引發(fā)瓦斯爆炸事故。如果煤礦井下的排水設(shè)備出現(xiàn)停電事故,則會(huì)容易發(fā)生水垂事故并且會(huì)損壞管路,所以說在煤礦井下即使出現(xiàn)短時(shí)間的突然停機(jī)也會(huì)給煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)帶來很大的危害,影響煤礦企業(yè)的健康發(fā)展。

1 通常意義上的失壓保護(hù)誤發(fā)生動(dòng)作的原因

通常意義上的失壓保護(hù)借助失壓線圈之失壓脫扣進(jìn)行有效的失壓保護(hù)。在線電壓降至大概65%的情況下,失壓脫扣線圈能夠自動(dòng)化地脫扣跳閘。如此就難以對(duì)母線切實(shí)失壓與電壓波動(dòng)加以區(qū)分,導(dǎo)致母線電壓在未能夠切實(shí)失壓的時(shí)候,因?yàn)椴▌?dòng)的電壓而導(dǎo)致失壓線圈的脫扣跳閘。通常高壓開關(guān)之失壓脫扣線圈電源屬于三相全波整流,只要線電壓不發(fā)生改變,失壓脫扣線圈就不能夠失壓脫扣,因此,對(duì)于單相接地來講,不能夠?qū)е率好摽?可是以上其它原因與單相接地而導(dǎo)致的短路故障會(huì)使電壓發(fā)生波動(dòng),這都會(huì)導(dǎo)致失壓脫扣線出現(xiàn)一些動(dòng)作,導(dǎo)致停電現(xiàn)象的出現(xiàn)。失壓保護(hù)是不是準(zhǔn)確動(dòng)作的重要技術(shù)就是對(duì)母線切實(shí)失壓與電壓波動(dòng)的正確區(qū)分。

2 準(zhǔn)確區(qū)別母線失壓和電壓波動(dòng)的重要技術(shù)策略

對(duì)母線失壓和電壓波動(dòng)進(jìn)行正確區(qū)分有著一系列的方法,像是失壓保護(hù)帶相應(yīng)的延時(shí)、備自投設(shè)備聯(lián)鎖和失壓保護(hù)、PT斷線判斷聯(lián)鎖和失壓保護(hù)、電流聯(lián)鎖和失壓保護(hù)等,通常而言,失壓保護(hù)帶0.1s的延時(shí)就能夠有效地避免雷電造成的影響,失壓保護(hù)帶0.2s的延時(shí)就能過有效地避免永久性短路和瞬時(shí)短路的制約,而失壓保護(hù)帶2s的延時(shí)就能夠有效地避免備自投的制約。然而難以避免PT斷線的制約,務(wù)必借助PT斷線檢出閉鎖來避免PT斷線的制約。除此之外,倘若讓失壓保護(hù)變得更加穩(wěn)定,使電流和失壓保護(hù)聯(lián)鎖這種技術(shù)策略十分有效,在母線切實(shí)失壓的情況下,不能夠?qū)㈦娏鞴┏?借助電流閉鎖失壓保護(hù),能夠防止失壓保護(hù)出現(xiàn)一些誤動(dòng)作。因?yàn)榘惭b備用電源與PT斷線自動(dòng)投入比較小的比例,因此,憑借延時(shí)可以有效地防止絕大多數(shù)失壓保護(hù)出現(xiàn)誤動(dòng)作的情況。應(yīng)當(dāng)借助延時(shí)對(duì)母線失壓和電壓波動(dòng)進(jìn)行區(qū)分,務(wù)必確保在母線失壓之后,可以為調(diào)整線圈帶來能量以使開關(guān)跳開。應(yīng)當(dāng)借助閉鎖邏輯對(duì)失壓保護(hù)出現(xiàn)的誤動(dòng)作進(jìn)行避免,這一定要將閉鎖邏輯加進(jìn)去,這屬于失壓保護(hù)需要實(shí)現(xiàn)的條件。

3 高保開關(guān)失壓保護(hù)的實(shí)現(xiàn)

對(duì)失壓保護(hù)誤動(dòng)作這個(gè)問題的解決有兩種方式,一種是借助數(shù)字保護(hù)器來進(jìn)行,另外一種是對(duì)固有的失壓脫扣線圈進(jìn)行改進(jìn)和完善,讓它有著延時(shí)跳閘的作用,憑借延時(shí)對(duì)電壓波動(dòng)進(jìn)行躲避。借助綜合保護(hù)器進(jìn)行的失壓保護(hù)不但能夠?qū)﹄妷翰▌?dòng)進(jìn)行避免,還能夠使PT斷線導(dǎo)致的假失壓與備自投導(dǎo)致的短時(shí)間的失壓,而對(duì)電壓波動(dòng)進(jìn)行躲避是完善失壓線圈并且使延時(shí)增加的唯一有效方法。

3.1 對(duì)失壓線圈的改進(jìn)和完善而進(jìn)行的失壓保護(hù)

對(duì)失壓線圈的改進(jìn)和完善,僅僅可以使失壓脫扣延時(shí)值增加,而難以將閉鎖邏輯加入。改建和完善失壓線圈是將儲(chǔ)能電容加在失壓線圈回路當(dāng)中,讓失壓脫扣具備失壓延時(shí),這種延時(shí)以躲避過電壓波動(dòng)時(shí)間作為標(biāo)準(zhǔn),通常是0.5s的時(shí)間,在對(duì)異樣容量電容進(jìn)行更換的基礎(chǔ)上使延時(shí)的時(shí)間得以改變,這種方法非常得實(shí)用和簡(jiǎn)便。

3.2 借助ZBT-11綜合保護(hù)器進(jìn)行失壓保護(hù)

作為一種全數(shù)字和精度比較高的保護(hù)設(shè)備的ZBT-11綜合保護(hù)器,能夠借助軟件處理采集的電氣量,借助軟件進(jìn)行延時(shí),并且進(jìn)行一系列的邏輯運(yùn)算,以及借助雙后備電源,一個(gè)為保護(hù)供電,讓保護(hù)在母線失電之后3s的時(shí)間段內(nèi)可以準(zhǔn)確地進(jìn)行動(dòng)作,而另外一個(gè)后備電源為使跳閘線圈跳閘,在母線失壓之后10s的時(shí)間段內(nèi)可以穩(wěn)定性地跳開開關(guān)。ZBT-11綜合保護(hù)器的失壓保護(hù)是這種配置的:能夠調(diào)節(jié)失壓延時(shí)的時(shí)間值和失壓保護(hù)失壓門坎值,失壓保護(hù)通過負(fù)荷電流進(jìn)行閉鎖。事實(shí)表明,這種保護(hù)器能夠?qū)崿F(xiàn)理想的應(yīng)用效果。借助ZBT-11綜合保護(hù)是在跳閘線圈對(duì)出口動(dòng)作進(jìn)行保護(hù),以使失壓脫扣線圈取消,如此就有效地防止了失壓保護(hù)誤動(dòng)作的出現(xiàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

總之,煤礦因電網(wǎng)波動(dòng)或短路影響造成停電、停風(fēng)事例較多,國(guó)產(chǎn)的開關(guān)產(chǎn)品一般設(shè)有欠壓保護(hù),但在瞬間失壓或電壓過低情況下均不能防止電網(wǎng)供電中斷,從而造成風(fēng)機(jī)水泵的頻繁掉電,給煤礦的安全生產(chǎn)帶來很大隱患。將帶瞬時(shí)失壓保護(hù)功能的饋電開關(guān)應(yīng)用于不允許頻繁斷電的場(chǎng)合,可以有效避免類似事故的發(fā)生,對(duì)礦井安全生產(chǎn)具有重大的意義。而借助ZBT-11綜合保護(hù)器而進(jìn)行的失壓保護(hù)具備穩(wěn)定、靈活的特點(diǎn),可以使失壓保護(hù)出現(xiàn)誤動(dòng)作的現(xiàn)象得以解決,能夠大力地應(yīng)用和推廣。

[1]顧永輝,范廷瓚,等.煤礦電工手冊(cè)[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,1984.

[2]張樹魁.采用延時(shí)失壓保護(hù)提高礦井設(shè)備的可靠性[J].煤礦機(jī)電,2005(4):92-93.

[3]王永清,梁寶英.李家窯煤礦供電系統(tǒng)的優(yōu)化改造設(shè)計(jì)[J].山西大同大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2011,27(6): 74-77.

[4]李光琦.電力系統(tǒng)暫態(tài)分析(第三版) [M].北京:中國(guó)電力出版社,2007.

[5]陳珩.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析(第三版) [M].北京:中國(guó)電力出版社,2007.

鄭成培(1983—),男,漢族,福建省大田縣人,2011年畢業(yè)于福建省農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)。現(xiàn)在福建能源集團(tuán)永安煤業(yè)有限責(zé)任公司京東煤礦從事煤礦機(jī)電技術(shù)管理工作,助理工程師。