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

高壓架空線路備自投技術(shù)的探索與實踐

王剛剛
（陜西長武亭南煤業(yè)有限責(zé)任公司，陜西咸陽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。通過對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，另一回路電源能夠迅速自動接入，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行的特點，屬于一回工作線路和一回備用線路的變電站，PSA安裝在進線斷路器或母聯(lián)開關(guān)上，正常工作時，備用線路的進線開關(guān)或母聯(lián)開關(guān)均處于斷開狀態(tài)，當(dāng)運行線路因某種原因切除后，備用線路進線開關(guān)和母聯(lián)開關(guān)則能夠自動閉合即自動投入，實現(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、開入開出回路、程序存儲區(qū)、數(shù)據(jù)存儲區(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)前運行的回路完全斷開后，備用回路供電才能接入。運行回路失壓沒有電流通過后，PSA立即識別，啟動延時裝置，直到確認(rèn)工作進線斷路器在跳閘位置后，才開始進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動作轉(zhuǎn)換為備用回路電源的時限必須與所有有關(guān)保護和重合閘（煤礦企業(yè)一般采用重合閘的方式）的動作時限進行比較，并應(yīng)大于其中最長動作的時限。如果PSA備用對象發(fā)生故障而沒有起到保護作用，誤切除了工作電源，應(yīng)對PSA進行閉鎖，當(dāng)故障切除后，PSA才開始充電檢查；PSA延時是為了躲過母線短暫的壓降，故PSA延時應(yīng)大于排除外部故障所需的最長時間。PSA不能進行連續(xù)動作，單次故障下只允許一次動作，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 進線備自投原理

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

4.1 進線1明備用

進線1明備用充電條件、放電條件、動作條件如表1所示。

圖1 進線備自投主接線系統(tǒng)

表1 進線1明備用充電條件、放電條件及動作條件

進線1明備用充電完成后：Ⅰ母和Ⅱ母三相無壓，進線2無流，進線1有壓（進線1電壓檢查投入），延時跳2DL；確認(rèn)2DL跳開后，若聯(lián)切其他設(shè)備投入，延時聯(lián)切Ⅱ母其他設(shè)備；確認(rèn)被聯(lián)切設(shè)備跳開后，延時合1DL；確認(rèn)1DL合上后，裝置發(fā)出“進線1自投成功”報文，邏輯結(jié)束；2DL跳閘和1DL合閘發(fā)令3s后斷路器仍沒有發(fā)生動作，則終止進行邏輯，瞬時放電，SPA裝置發(fā)出“進線1自投失敗”報文，提醒工作人員快速作出反應(yīng)。

4.2 進線2明備用

進線2明備用充電條件、放電條件、動作條件同進線1明備用相似。

4.3 動作邏輯

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，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)壓過流保護：采用兩相兩元件或三相三元件接線方式，配置過流Ⅰ段保護和過流Ⅱ段保護，可獨立整定[3]。保護邏輯圖如圖3所示。

圖3 復(fù)合過流1段保護邏輯圖

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

圖4 進線TV斷線告警邏輯圖

5 結(jié)語

PSA采用數(shù)據(jù)采集回路、開入開出回路、程序存儲區(qū)、數(shù)據(jù)存儲區(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、計算器等硬件，通過雙以太網(wǎng)或RS-485接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換、處理、計算、發(fā)送備用電源自動投入功能，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].工礦自動化，2012，38（11）:84-86.

【3】李義.國外煤礦井下配電系統(tǒng)與設(shè)備[M].北京：機械工業(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，從事機電工程研究。