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        煤礦井下電網(wǎng)越級跳閘原因及對策

        2017-08-02 07:44:24種志敏
        關(guān)鍵詞:防治措施

        種志敏

        摘 要:該文圍繞煤礦井下供電系統(tǒng)的情況,結(jié)合井下電網(wǎng)的建設(shè)特點(diǎn),對煤礦井下電網(wǎng)越級跳閘的原因展開分析,提出了諸如井下高壓電網(wǎng)防越級跳閘等解決措施,對于數(shù)字化保護(hù)防止越級跳閘的技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了探討。

        關(guān)鍵詞:井下電網(wǎng) 越級跳閘 防治措施

        中圖分類號:TD611.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2017)03(c)-0062-02

        電纜在運(yùn)行中容易受到磨損或者負(fù)荷較大造成的損傷,例如:絕緣擊穿形成的短路問題,電纜由于擠壓、碰撞、燒電機(jī)等情況引起的越級跳閘等,都會造成大范圍的事故發(fā)生,不僅出現(xiàn)面積性很大的停電,也會帶來瓦斯超限等危險(xiǎn),威脅井下設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)和人身安全,給煤礦帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此,選用繼電保護(hù)裝置,縮小停電范圍的方法,對于確保井下安全生產(chǎn)是行之有效的。

        1 煤礦井下電網(wǎng)越級跳閘的主因

        (1)由于開關(guān)機(jī)構(gòu)的配置不當(dāng),是造成煤礦井下電網(wǎng)越級跳閘的主因之一。煤礦產(chǎn)量的不斷提高,一些大型設(shè)備的使用給井下的電網(wǎng)運(yùn)行帶來了很大的負(fù)荷,需要不斷地加強(qiáng)高壓防爆開關(guān)設(shè)備的檢修,這樣就難以做到與地面變電所的供電設(shè)備合理搭配。井下電網(wǎng)使用的高壓防爆開關(guān)包含了繼電保護(hù)裝置的動作時(shí)間、采樣時(shí)間、單片機(jī)的處理時(shí)間、繼電器信號輸出時(shí)間,還包括了高壓防爆開關(guān)的固有動作時(shí)間、跳閘電磁鐵的動作時(shí)間、跳閘機(jī)構(gòu)動作時(shí)間以及真空斷路器的動作時(shí)間等。井下的環(huán)境惡劣,如濕度過大可能造成高壓防爆開關(guān)出現(xiàn)卡澀、不靈活的情況,帶來開關(guān)的固有動作時(shí)間增加,容易帶來短路故障,使得地面的高壓開關(guān)柜動作快于井下的防爆開關(guān),因此,帶來井下越級跳閘的現(xiàn)象。

        (2)由于煤礦的保護(hù)開關(guān)裝置的使用壽命到期,年限較長的使用性能在變差,檢測的精度變差,保護(hù)不齊全導(dǎo)致動作遲緩以及動作值和計(jì)算值的誤差變大,設(shè)備的線路發(fā)生故障后,開關(guān)的誤動和拒動出現(xiàn),導(dǎo)致越級跳閘。

        (3)傳統(tǒng)的速斷保護(hù)方案已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)前的上下級的級差解體配合的原則整定。即便是上級保護(hù)應(yīng)比下級保護(hù)時(shí)限多出0.5 s,并且由于礦井的高壓真空配電開關(guān)的固定動作時(shí)間受到的干擾因素較大,在動作時(shí)間的切斷限制范圍規(guī)定上一般設(shè)定為0.03~0.31 s,井下供電的上一級開關(guān)一般使用的是高壓開關(guān)柜,速斷的動作時(shí)間設(shè)定在0.2 s,井下發(fā)生了短路故障后,高壓真空配電開關(guān)有時(shí)會延遲打開高壓開關(guān)的裝置,形成越級跳閘。

        (4)井下供電線路發(fā)生短路的話,會產(chǎn)生較大的電流。長距離供電線路中,首段和末端的短路電流差別較大,短路電流變化趨勢較陡,繼電保護(hù)的范圍就較大。供電線路較短的時(shí)間,線路首端以及末端的短路電流值出現(xiàn)相似的情況,線路短路電流的變化趨勢也趨于平緩,在達(dá)到一定的可靠指標(biāo)后,速斷保護(hù)的范圍將逐漸趨于消亡。井下煤礦采用的多位長度較短的多段線路電纜,構(gòu)成供電網(wǎng)絡(luò),這樣的上下級的短路電流難以區(qū)分,這時(shí)速斷保護(hù)范圍基本為零的速斷保護(hù),由于短路中產(chǎn)生的電流較大,上下級保護(hù)動作的條件需要得到同時(shí)的滿足,因此,在上下級保護(hù)動作的條件如果得不到同時(shí)滿足,就會造成越級跳閘行為。目前井下已經(jīng)進(jìn)入了智能化管理階段,例如:當(dāng)下一級電路發(fā)生短路故障時(shí),要讓上下級保護(hù)都同時(shí)啟動,就有可能出現(xiàn)上下級的短路故障,導(dǎo)致越級跳閘的事情發(fā)生。

        2 井下高壓電網(wǎng)防止越級跳閘的方法

        (1)在供電方式的方式上,采用獨(dú)立的供電或者雙回路措施,或者順應(yīng)當(dāng)今供電方式選擇供電網(wǎng)絡(luò)電纜的架構(gòu)方式,實(shí)行獨(dú)立的雙回路供電。這樣,當(dāng)某一回路停止工作,那么其他供電方式也可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立雙回路供電,可以擔(dān)負(fù)起負(fù)責(zé)供電工作的爭產(chǎn)運(yùn)行的職責(zé)。由于環(huán)形的供電倒閘較為復(fù)雜,因此將環(huán)形供電減少供電級數(shù),是一種有效地防止越級跳閘的方法。當(dāng)電源出現(xiàn)停電后,另一回電源承擔(dān)了全部負(fù)荷,負(fù)荷過大引起的過負(fù)荷跳閘,針對這一現(xiàn)象,應(yīng)在井下重要的負(fù)荷位置,如局部通風(fēng)機(jī)和瓦斯抽放泵站等位置采用雙回路的供電,這樣變電所就能通過自動切換功能保證供電的連續(xù)性[2]。

        (2)改造井下高壓配電開關(guān)的高壓保護(hù)器,將使用年限過久和保護(hù)功能不全的高壓保護(hù)器進(jìn)行更換,使用保護(hù)功能齊全,保護(hù)整定值能夠滿足連續(xù)數(shù)字化整定技術(shù)要求的高壓保護(hù)器進(jìn)行井下開關(guān)保護(hù)安全運(yùn)行的工作。

        (3)正確計(jì)算和整定高壓保護(hù)定制,可以有效地縮小停電范圍,使得變電所進(jìn)線開關(guān)處于過載保護(hù)狀態(tài),過電流保護(hù)按照一回線路跳閘后負(fù)荷增加的電流值進(jìn)行整定后,地面變電所的速斷保護(hù)定制按照井下和中央變電所的保護(hù)范圍的要求,應(yīng)大于線路的15%的長度值,如果這部分的要求沒有得到滿足,可以使用帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)配合相鄰元件的最大三相短路電流進(jìn)行動作電流的配合,按照整定后的最大條件的回路電纜與井下中央變電所實(shí)現(xiàn)速斷保護(hù)值日的檔次拉開。

        (4)由于線路中的供電級數(shù)較大的高壓配電開關(guān)的保護(hù)裝置會出現(xiàn)誤動作的問題,因此,應(yīng)盡量避免誤動作的發(fā)生,使用性能好精度高的微機(jī)原理實(shí)現(xiàn)綜合保護(hù)功能,具體講就是將速斷時(shí)間差設(shè)置在0.1~0.3 s之間,將過電流保護(hù)的時(shí)間級差設(shè)定在下一級的過電流保護(hù)時(shí)間級差之間,最末一級的開關(guān)裝設(shè)的速斷時(shí)間為0.1~0.2 s[3]。

        (5)引進(jìn)的煤礦供電防越級跳閘數(shù)字保護(hù)系統(tǒng),利用高速光纖和納秒級同步技術(shù),使得井下高壓防爆配電開關(guān)電流的數(shù)據(jù)能夠與地面控制中心的保護(hù)主機(jī)進(jìn)行連接,形成主機(jī)上配套差保護(hù)的動作線路主保護(hù),識別光纖保護(hù)的CT飽和,使得井下智能保護(hù)器在失去工作電源的情況上依然能夠繼續(xù)工作,確保失壓后的保護(hù)可靠動作,起到防止電網(wǎng)越級跳閘事故發(fā)生。

        3 結(jié)語

        該文對于煤礦井下的電網(wǎng)越級跳閘的原因進(jìn)行了分析,實(shí)際上該文談及的原因僅為其中的一部分,并針對性地提出了防治的方法。例如:廣泛使用的綜合保護(hù)器,可以對井下高壓防爆開關(guān)進(jìn)行保護(hù);與監(jiān)測中心、調(diào)度室等一起并列,能夠使監(jiān)測中心、調(diào)度室在一起,構(gòu)成煤礦電網(wǎng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。采用微機(jī)繼電保護(hù)裝置應(yīng)用后,可以更好地防治井下電網(wǎng)的越級跳閘故障的發(fā)生。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 周文鎖.煤礦井下電網(wǎng)越級跳閘原因及對策[J].同煤科技,2014(2):30-32.

        [2] 李寶強(qiáng).煤礦井下電網(wǎng)越級跳閘的原因及對策[J].中國科技縱橫,2013(6):194.

        [3] 王玉梅,王樂樂,馮紅坤,等.基于站域保護(hù)的煤礦井下電網(wǎng)防越級技術(shù)研究[J].電子測量技術(shù),2016,39(11):36-40.

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